Методички / С.М. Минаев Изучение фотопроводимости полупроводников

10

4. Установить область чувствительности фоторезистора. В области чувствительности фоторезистора, соответствующей максимуму

тока Iфmax , выделить максимум полосы фотопоглощения.

5. Для каждой длины волны, соответствующей максимуму полосы поглощения, рассчитать энергию кванта света (фотона) å= hcë.

6. Используя соотношение для линейной дисперсии монохроматора D = l Δλ , определить интервал длин волн Äë, соответствующий ширине щели l = 1 мм в области полосы поглощения света.

7. Для каждой точки наблюдения определить энергию ÄRэ (Вт/см2), излучаемую с 1 см2 поверхности вольфрамовой нити при

2850° К в интервале длин волн Äë, по соотношению ÄRэ = rë,TÄë,

где rë,T - спектральная энергетическая светимость вольфрамовой нити (график rë,T представлен на рис.6).

Длина волны, нм

Рис. 6. Зависимость спектральной энергетической светимости вольфрамовой нити

(Т=2850° К)

11

8.Определить число квантов света N = ÄRhcэ ëи относительное

число квантов NN max .

9.Найти значение фототока без темнового тока по всему спек-

тру Iф = I − Iтем , где Iтем - темновой ток.

6.2. ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЛЬТ-АМПЕРНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ

ФОТОРЕЗИСТОРА

1. Для получения вольт-амперной характеристики фоторезистора измерить фототок Iф в зависимости от напряжения U при постоянной освещённости Е (табл.2). Освещённость задают путём изменения расстояния между источником света и фоторезистором.

2. Определить световую характеристику фоторезистора, т.е. зависимость фототока от освещённости Iф = f(E). Освещённость задают изменяя расстояние между фоторезистором и источником света.

3. Измерить интегральную чувствительность фоторезистора. Интегральной чувствительностью называется отношение фототока

Iф при рабочем напряжении фоторезистора к падающему световому потоку от лампы Ф (вольфрамовая нить которой нагрета до температуры

12

4. Зная площадь S светочувствительной части фоторезистора, освещённость Е, определяют величину светового потока: Ф = Е S .

7. ЗАДАНИЕ ДЛЯ УИРС

Фоторезисторы получили широкое практическое применение в различных областях науки и техники, благодаря простоте и надёжности, высокой чувствительности и малым размерам. Они используются в качестве фотоэлектрических реле, дымномеров, люксметров и др. Область применения каждого типа фоторезистора определяется его параметрами и свойствами: спектральной, вольт-амперной, световой характеристиками, чувствительностью, отношением темнового сопротивления RT к световому Rc, рабочим напряжением, температурной зависимостью фототока и др. Выберите практические применения фоторезисторов в технике или в производстве (например в качестве датчиков в фотореле, для автоматической сортировки деталей и др.). Определите необходимые параметры фоторезисторов, составьте блок-схему установки. По справочнику выберите тип фоторезистора.

8. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Какие носители заряда называют равновесными и неравновесными?

2.Объясните возможные переходы электронов при поглощении квантов света.

3.Чем определяется красная граница фотопроводимости для собственных и примесных полупроводников?

4.Объясните зависимость фотопроводимости от интенсивности

света.

5.Назовите основные характеристики фоторезисторов.

6.Укажите достоинства и недостатки вакуумного фотоэлемента в сравнении с полупроводниковым.

7.Где применяются фоторезисторы?

9.СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Епифанов Г.И. Физика твёрдого тела. – М.: Высш. шк., 1977. –

С. 168-173.

2. Савельев И.В. Курс общей физики. Кн. 5. - М.: Наука, 1998. –

С. 134-178.

4.Детлаф А.А. Курс физики /А.А. Детлаф, Б.М. Яворский.– М.:

Высш. шк., 2000. – С. 512-524.

13

СОСТАВИТЕЛИ Сергей Михайлович Минаев Галина Григорьевна Минаева

Анатолий Александрович Мальшин ИЗУЧЕНИЕ ФОТОПРОВОДИМОСТИ ПОЛУПРОВОДНИКОВ

Методические указания к лабораторной работе № 606 по курсу общей физики для подготовки студентов по всем направлениям

Бумага офсетная. Отпечатано на ризографе. Уч. - изд. л. 0,8. Тираж 50 экз. Заказ Кузбасский государственный технический университет.

650026, Кемерово, ул. Весенняя, 28.

Типография Кузбасского государственного технического университета. 650099, Кемерово, ул. Д. Бедного, 4 А.