Контрольные вопросы

1. Какие основные разновидности полевых транзисторов Вы знаете, и какая из них является самой распространенной?

2. Какие схемы включения униполярных транзисторов и их основные характеристики известны?

3. Какими преимуществами обладают полевые транзисторы по сравнению с биполярными?

4. Назовите недостатки полевых транзисторов.

5. Какие основные параметры полевых транзисторов Вам известны?.

1.4. Оптоэлектронные приборы

Фотоэлектрическими (фотоэлектронными) называют приборы, преобразующие энергию оптического излучения в электрическую.

Одна из основных характеристик фотоприборов – спектральная плотность. Она отражает зависимость относительной чувствительности Sотн от длины волны падающего оптического излучения.

Sотн= S / Sмакс , где S – чувствительность для излучения с длиной волны , Sмакс – максимальная чувствительность излучения, УФ – область ультрафиолетового излучения, ИК – область инфракрасного излучения, 1 – характеристика для глаз человека, 2 – ФСК – сернисто-кадмиевый фоторезистор, 3 – ФС – сернистовисмутовый фоторезистор.

1.4.1. Фоторезисторы

Фоторезисторами называют полупроводниковые приборы, изменяющие свою проводимость под действием лучистой энергии. Принцип действия их основан на появлении дополнительных пар носителей заряда под действием лучистой энергии.

Рабочее напряжение у некоторых фоторезисторов достигает до сотен вольт, а отношение светового тока к темновому при освещении 100 лк достигает 100. Однако частотный диапазон фоторезисторов невелик. На частоте порядка 1кГц чувствительность падает почти вдвое.

1.4.2. Фотодиоды (фд)

Это полупроводниковые приборы, с p–n–переходом, в которых под действием лучистой энергии в области p появляются дополнительные носители электричества дырки а в области n – электроны

На рис. 1.4.1 показаны две схемы включения ФД: а – фотогенерации (солнечной батареи), б – фотопреобразования. Наибольший КПД солнечных батарей (до 20 %) удается получить, используя кремниевые ФД. Удельная выходная мощность солнечных батарей достигает кВт/м2.

Вольт – амперные характеристики ФД в режиме фотогенератора и фотопреобразователя представлены на рис.1.4.1в,г (германиевый ФД).

Чувствительность ФД (мА/лм) : селеновые 0,3 – 0,75, кремниевые – 3, сернистосеребряные 10 – 15, германиевые – до 20.

Спектральные и частотные характеристики ФД зависят от материалов, используемых для их изготовления. Селеновые имеют спектральную характеристику, близкую к спектральной характеристике чувствительности человеческого глаза. Поэтому их широко применяют в фото– и кинотехнике. ФД на основе германия и арсенида галлия могут работать при модуляции

света в сотни МГц.

Существенным недостатком ФД является зависимость их параметров от температуры. По сравнению с фоторезисторами ФД имеют большее быстродействие, но меньшую чувствительность.

1.4.3 Фототранзисторы

Это полупроводниковые фотоприборы (ФТ) с двумя p –n-переходами. Часто ФТ изготавливают как обычный германиевый или кремниевый транзистор. Иногда в этом транзисторе делают всего два вывода: эмиттерный и коллекторный Световой поток падает на базовую область.

. Обозначение ФТ, схема включения и вольт–амперные характеристики показаны на рис.1.4.2 а,б.

Р ис.1.4.1 Схемы включения ФД

Фототок, возникающий в p–n–переходе эмиттер – база, усиливается транзистором, и его коллекторный ток будет Iк= Iф, где  статический коэффициент усиления по току (усиления транзистора).

Рис.1.4.2 Схема включения и ВАХ фототранзистора

Чувствительность ФТ значительно выше, чем у ФД и составляет 0,5 – 1 А/лм. Граничная частота составляет обычно несколько кГц. Спектральная характеристика ФТ зависит от вещества, из которого сделан прибор.