- •Введение
- •Литература по зонной теории
- •Основы зонной теории твердого тела
- •Устройство фотосопротивления
- •Характеристики фотосопротивлений
- •Примесная проводимость полупроводников
- •Контрольные вопросы и задания по зонной теории электропроводности
- •Изучение характеристик фотосопротивления ФСК-1
- •Описание экспериментальной установки
- •Порядок выполнения
- •Упражнение 1. Снятие вольт-амперных характеристик
- •Упражнение 2. Снятие люкс-амперной характеристики.
- •Изучение характеристик фотосопротивления ФСК-Г2
- •Описание экспериментальной установки
- •Порядок выполнения работы
- •Спонтанное и вынужденное излучения
- •Оптические квантовые генераторы на твердом теле
- •Полупроводниковые лазеры
- •Контрольные вопросы и задания по лазерам
- •Литература по лазерам
- •Определение угловой расходимости луча и длины волны излучения полупроводникового лазера
- •Описание экспериментальной установки
- •Порядок выполнения работы
- •Упражнение 1. Определение угловой расходимости луча лазера.
- •Упражнение 2. Определение длины волны излучения гелий-неонового лазера.
- •Правила техники безопасности
- •Изучение температурной зависимости электросопротивления полупроводников
- •Описание экспериментальной установки
- •Техника безопасности.
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы и задания.
− 8 −
подвижности электронов проводимости и дырок; τn и τр − времена их жизни.
В заключение, еще раз обратим внимание на то, что энергетическая зона – это не часть реального пространства, а всего лишь удобное графическое изображение значений энергии, которые может приобретать электрон. Соответственно, когда идет речь о движении электрона в какой-то зоне, то движется он в объеме реального полупроводника, преодолевая микроскопические расстояния и обладая при этом энергией, попадающей в интервал, ограниченный данной зоной.
Устройство фотосопротивления
Фотосопротивление − полупроводниковый прибор, электрическое сопротивление которого уменьшается под действием внешнего электромагнитного излучения.
Светочувствительный элемент фотосопротивления представляет собой прямоугольную или круглую таблетку, спрессованную из полупроводникового материала, или тонкую пленку полупроводника на стеклянной подложке. От полупроводника отходят электроды с малым сопротивлением. Принципиальное устройство фотосопротивления и обычная схема его включения в электрическую цепь приведены на рис. 3.
В настоящее время наиболее широкое распространение получили фотосопротивления, изготавливаемые на основе сернистого и селенистого свинца (тип ФСА), сернистого и селенистого кадмия (типы ФСК и ФСД).
Характеристики фотосопротивлений
Основными характеристиками фотосопротивлений, определяющими области их применения, являются спектральная, вольтамперная и люксамперная характеристики.
Спектральная характеристика дает чувствительность фотосопротивления в зависимости от длины волны падающего света. Она определяется свойствами материала светочувствительного элемента. Сернистокадмиевые фотосопротивления имеют высокую чувствительность в видимой области спектра, селенисто-кадмиевые в дальней и ближней инфра-
|
Световой поток |
|
3 |
|
3 |
|
|
|
μA |
1 |
2 |
|
Рис. 3. Устройство фотосопротивления и схема его включения:
1- светочувствительный полупроводниковый слой,
2- изоляционное основание,
3- металлические электроды.
− 9 −
красной области. У сернисто-свинцовых и селенисто-свинцовых фотосопротивлений максимум чувствительности лежит в инфракрасной области спектра (рис. 4, а).
Вольтамперные характеристики фотосопротивлений линейны в широком интервале напряжений (рис. 4, б). Эта закономерность нарушается только в области малых напряжений.
Люкс-амперная характеристика показывает зависимость тока, протекающего по фотосопротивлению, от интенсивности падающего светового потока. Полупроводниковые фотосопротивления имеют обычно нелинейные люкс-амперные характеристики (рис. 4, в).
CdS |
|
|
|
PbS |
|
Рис. 4. |
|
|
I, |
|
|
|
|
|
Основныехарактеристики |
||
|
|
|
|
|
фотосопротивлений: |
|
||
% |
|
|
|
|
|
а) спектральныехарак- |
||
|
|
|
|
|
|
теристикифотосопротивле- |
||
|
|
|
|
PbSe |
нийизCdS, CdSe, PbS, PbSe. |
|||
|
|
|
|
б) вольамперныехарак- |
||||
|
|
|
CdSe |
|
|
теристикиприосвещении |
||
|
|
|
|
|
200 люкс; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.4 |
0.6 |
1.0 |
2.0 |
3.0 |
λ, μ |
в) люкс-амперныеха- |
||
рактеристики. |
|
|
||||||
|
|
|
a) |
|
|
|
|
|
I, |
|
|
ФСД |
|
I, |
|
|
|
mA |
|
|
|
|
mA |
ФСД-1, 12 В |
||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
ФСК |
|
ФСК-1, 25 В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
0 |
20 |
|
60 |
U, В |
|
800 |
1600 |
E, лк |
|
|
б) |
|
|
в) |
|
|
Удельная чувствительность К − отношение фототока дению падающего на фотосопротивление светового потока женного к нему напряжения U:
K = ФIUф лкмкВА.
Iф к произве- Ф и прило-
(4)