Исследуемые закономерности

Рис. 14.3. Устройство

фотосопротивления.

Объектом исследования является фотосо-противление (рис. 14.3) – тонкий слой 1 полупро-водникового материала, нанесенный на изолиру-ющую пластинку 2. На краях слоя расположены электроды 3. Вся конструкция монтируется в пластмассовый корпус 4.

При отсутствии освещения в цепи протекает темновой ток I_т , зависящий от приложенного

напряжения и темнового сопротивления. При освещении ток темнового тока Iт . Разность Iф = I − Iт составляет фототок.

I

в цепи больше

Характеристиками фотосопротивления являются интегральная чувстви-тельность, зависимость чувствительности от длины волны падающего излу-чения (спектральная характеристика) и от освещенности (световая характе-ристика), рабочее напряжение, темновое сопротивление.

Интегральная чувствительность в общем случае вычисляется как отно-шение фототока Iф к освещенности E: = I ф E .

Если фотосопротивление используется для регистрации видимой части спектра, чувствительность выражают в амперах (чаще микроамперах) на люмен. Поскольку чувствительность фотосопротивления зависит от спектрального соста-ва падающего излучения, при определении чувствительности необходимо указы-вать, каким источником создавалось излучение. Для определения чувствительно-сти фотосопротивления в видимой части спектра источником излучения обычно служит лампа накаливания с вольфрамовой нитью при температуре 2840 К.

Величина фототока зависит не только от лучистого потока, но и от при-ложенного напряжения U, поэтому при задании чувствительности необходи-мо пользоваться понятием удельной чувствительности

	= I	ф	( U)=I	ф
U

(SEU )

,

(14.3)

где = SE – световой поток, падающий на фотосопротивление, S – его поверхности, E – ее освещенность. Для точечного источника

площадь

E = J	r	2	,

где J – сила света источника. Поэтому зависимость фототока от освещенно-сти может быть представлена как

Iф =Uф	R =UфSσф	l = CE	γ	= C(J	r	2	)	γ	= C1r	−2γ	,

где S – площадь сечения полупроводникового слоя, l – расстояние между электродами, C₁ = CJ ^γ . Логарифмируя полученное выражение придем к ли-нейной зависимости

97

		ln I	ф	= −2 γ ln r + ln C
				1
Обозначив в ней		y = ln Iф ,		x = ln r , a = −2γ	,	b = ln C1 , придем к зависи-
мости	y = ax + b , коэффициенты a и b в которой можно найти по методу

наименьших квадратов (МНК). При некотором расстоянии r₀ фототок будет

иметь значение Iф0 . Эти величины связаны соотношением ln Iф0 =

= −2 γ ln r0 + ln C1. Взяв разность двух уравнений, получим следующую связь

между фототоком I_ф и расстоянием r между фотосопротивлением и источ-ником света ln I _ф I _ф0 = −2γ ln r r₀ . Используя это соотношение можно со-здать выборку параметра γ : γ = −(ln I ф I ф0 ) (2ln r r0 ) и найти γ = γ γ .