1.6 Полупроводниковые фоторезисторы
Полупроводниковые фоторезисторы – это дискретные резисторы, принцип действия которых основан на увеличении проводимости полупроводникового материала под действием светового излучения.
В зависимости от материала резистивного элемента фоторезисторы могут быть чувствительны к электромагнитному излучению в широком интервале длины волны – от ультрафиолетового до инфракрасного.
Для изготовления светочувствительного резистивного элемента фоторезисторов в основном применяют полупроводниковые соединения типа А2В6: сернистый кадмий и селенистый кадмий, а также соединения типа А4В6: сернистый свинец. Светочувствительный резистивный элемент фоторезисторов изготовляют в виде тонкой пленки, наносимой на поверхность стеклянной подложки, либо в виде таблетки, спрессованной из порошка полупроводникового материала, либо в виде монокристаллического образца. Светочувствительный резистивный элемент фоторезисторов обычно помещают в пластмассовый или металлический корпус, который защищен прозрачной пластмассовой пленкой (рис.1.13).
Основными
параметрами фоторезисторов являются:
Рабочее напряжение – это постоянное напряжение, приложенное к фоторезистору, при котором обеспечены номинальные значения его параметров при длительной работе.
Световой ток –это ток, протекающий через фоторезистор при рабочем напряжении и воздействии потока излучения заданных интенсивности и спектрального излучения.
Темновой ток– это ток, протекающий через фоторезистор при рабочем напряжении в отсутствии потока излучения в диапазоне спектральной чувствительности.
Темновое сопротивление – это сопротивление фоторезистора в отсутствии потока излучения в диапазоне спектральной чувствительности.
Кратность изменения сопротивления – это отношение светового тока к темновому току.
Постоянная времени по спаду тока – это время, в течение которого световой ток уменьшается до значения 37% от максимума при затемнении фоторезистора.
Постоянная времени по нарастанию тока – это время, в течение которого световой ток увеличивается до значения 63% от максимума при прямоугольной форме единичного импульса света.
Максимум спектрального распределения – это длина волны, соответствующая максимуму спектральной чувствительности фоторезистора.
Основные характеристики фоторезисторов – спектральная, частотная, люкс-амперная и вольтамперная.
Спектральная характеристика отражает чувствительность фоторезистора при воздействии на него излучения определенной длины волны (рис.1.14 а). Спектральная чувствительность фоторезистора зависит от полупроводникового материала. Так сернисто-кадмиевые фоторезисторы имеют максимальную чувствительность в видимой и ультрафиолетовой областях спектра, селенисто-кадмиевые – в красной и ближней инфракрасной области, а сернисто-свинцовые в инфракрасно.й области спектра.
Частотная характеристика определяет чувствительность фоторезистора при действии на него светового потока, изменяющегося с определенной частотой (рис.1.14 б). Наличие инерционности у фоторезисторов приводит к тому, что величина их фототока зависит от частоты модуляции падающего на них светового потока – с увеличением частоты светового потока фототок уменьшается. Инерционность ограничивает возможности применения фоторезисторов при работе с переменными световыми потоками высокой частоты.
Вольтамперная характеристика фоторезисторов показывает зависимость светового тока, протекающего через фоторезистор, от приложенного напряжения. Вольтамперная характеристика полупроводниковых фоторезисторов обычно линейна в широком интервале напряжений (рис.1.14 в). Линейность нарушается только при очень малых напряжениях.
Люкс-амперная характеристика фоторезисторов показывает зависимость светового тока, протекающего через резистор, от освещенности. Люкс-амперная характеристика полупроводниковых фоторезисторов нелинейная и имеет область насыщения при больших освещенностях (рис.1.14 г).
Фоторезисторы
обозначаются буквами СФ – сопротивление
фоточувствительное. После букв следует
цифра (ранее была буква), обозначающая
т
ип
полупроводникового материала (1 или А
–PbS, 2 или К –CdS,
3 или Д –CdSe). Цифры, стоящие
после дефиса обозначают конструктивное
оформление фоторезистора.
Например: СФ3-1 –фоторезистор изCdS, тип разработки 1.
ФСА-6 - фоторезистор изPbS, тип разработки 6.