otd

Фоторезистор это полупроводниковый прибор, электрическое сопротивление которого изменяется в зависимости от интенсивности и спектрального состава воздействующего на него потока излучения.

Рис. 7.23. Структура а), обозначение б) и световые характеристики в) фоторезистора

Светочувствительным элементом ФС является полупроводник 1 на основе кадмия Cd, германия Ge или кремния Si, напыленный на подложку 2.

По периметру полупроводника расположены контакты 3.

Недостатки ФС - повышенная инерционность, нелинейность характеристики и зависимость от температуры

Фотодиод – двухэлектродный полупроводниковый прибор с одним

р-n-переходом, рис. 7.24. Фотодиоды включают в обратном направлении, если нет освещения, фотодиод аналогичен обычному диоду.

Рис. 7.24. Структура а), обозначение б) и световые характеристики в) фотодиода

При облучении прибора образуются пары носителей заряда (электронов и дырок), что ведет к увеличению обратного тока. Световая характеристика фотодиода линейна в большом диапазоне светового потока. Спектральная характеристика определяется шириной запрещенной зоны. Интегральная токовая чувствительность около 15 мА/Вт. Кроме фотодиодного режима фотодиоды можно использовать в гальваническом (вентильном) режиме: при U = 0 фотодиод преобразует световой поток в электрическую энергию, э.д.с. которой составляет около 0,6 В. Инерционность фотодиода составляет около 200 нc, следовательно, его возможно включать в схемы с высоким быстродействием.

Спектральная характеристика определяется шириной запрещенной зоны. Интегральная токовая чувствительность около 15 мА/Вт.

Кроме фотодиодного режима фотодиоды можно использовать в гальваническом (вентильном) режиме: при U = 0 фотодиод преобразует световой поток в электрическую энергию, ЭДС которой составляет около 0,6 В.

Если в фотодиодах использовать обратимый электрический пробой, сопровождающийся лавинным умножением носителей заряда, как в полупроводниковых стабилитронах, то фототок, а следовательно, и чувствительность значительно возрастут на несколько порядков больше, чем у обычных фотодиодов (у германиевых – в 200 – 300 раз, у кремниевых – в 104 – 106 раз). Лавинные фотодиоды являются быстродействующими фотоэлектрическими приборами, их частотный диапазон может достигать 10 ГГц.

Фототранзистор – полупроводниковый прибор с двумя р-n-переходами, ток фототранзистора возрастает под воздействием подвижных носителей заряда, образующихся при освещении прибора, рис. 7.25. При освещении базы в ней происходит генерация носителей заряда, создающих фототок в коллекторном переходе. В отличие от фотодиода в фототранзисторе появляется инжекция электронов из эмиттера в базу и ток транзистора в В+1 раз больше собственного обратного тока (В – интегральный коэффициент передачи тока базы, В 1000). В результате интегральная чувствительность фототранзистора примерно в тысячу раз больше фотодиода и достигает нескольких ампер на один люмен. Диапазон частот составляет от нескольких килогерц до мегогерц.

ФФ

б) ФТ

Ф = 0

-UКЭ

Фототиристор – полупроводниковый приемник излучения с тремя и более р-n- переходами, включение которого управляется световым потоком. По сравнению с другими фотоприемниками фототиристоры имеют следующие преимущества: более высокую чувствительность по сравнению с фотодиодами и фототранзисторами; наличие управляющего электрода позволяет осуществлять наряду со световым

электрическое управление работой схемы.

Вместо управляющего электрода сигнал управления в виде потока лучистой энергии подаётся в специальное окно в корпусе прибора, что приводит к тем же явлениям, как если бы был подан электрический сигнал управления на управляющий электрод. Все остальные характеристики такого тиристора аналогичны характеристикам обычного тиристора с электрическим управлением.

Конструкция фототиристора (а ); структура фототиристора (б) и его условное графическое обозначение (в)

Вольт-амперная характеристика фототиристора

Фототиристоры используются для коммутации световым сигналом электрических