Лабораторная работа № 4

Лабораторная работа № 4

Исследование работы фоторезистора и фотодиода.

Цель работы: Исследовать принцип работы фоторезистора и фотодиода; снять основные характеристики фоторезистора и фотодиода и исследовать их.

Оборудование и аппаратура:

1. Лабораторный макет № 4.

2. РА 1 - миллиамперметр постоянного тока 50 мкА.

3. РV1 - вольтметр постоянного тока 50В..

Методические указания:

Фоторезистором называют полупроводниковый прибор, электрическое сопротивление которого изменяется под действием электромагнитного излучения видимой, а также инфракрасной и ультрафиолетовой частей спектра. Материалом для изготовления фоторезисторов служат обычно сульфиды и селениды свинца и кадмия. Светочувствительный проводящий слой полупроводника наносят на стеклянную пластинку с металлическими электродами и помещают в пластмассовый или металлический корпус с окном из фотостекла.

При отсутствии светового потока сопротивление фоторезистора, называемое темповым R_ТЕМН весьма велико (в первом приближений R_ТЕМН→ ∞ ), при этом через фоторезистор, включенный в схему, протекает малый темповой ток I_ТЕМН. Под воздействием светового потока сопротивление фоторезистора падает и через него протекает световой ток I_СВ. Разность между световым и темновым токами называют первичным фототоком проводимости: I_Ф = I_ТЕМН - I_СВ.

При увеличении светового потока часть электронов проводимости сталкивается с атомами, ионизирует их и создает дополнительный поток электронов — так называемый вторичный фототок проводимости.

Для выбора типа и режима работы фоторезистора используют ряд характеристик:

· вольт - амперная характеристика - зависимость фототока (или темнового тока) от приложенного напряжения при постоянном световом потоке ( Рисунок 4. 1 );

· световая характеристика - зависимость фототока от падающего светового потока постоянного спектрального состава;

· спектральная характеристика — зависимость чувствительности фоторезистора от длины волны светового излучения;

К основным параметрам фоторезисторов, наряду с указанными ранее темновым сопротивлением, темновым и световым токами, относятся

· рабочее напряжение - максимально возможное напряжение, не приводящее к изменению других параметров фоторезистора в течение всего срока службы

· допустимая мощность рассеяния - максимальная мощность, рассеиваемая на фоторезиисторе без его повреждения, а также некоторые другие параметры.

Принцип действия фотодиодов основан на внутреннем фотоэффекте, состоящем в генерации под действием света электронно - дырочных пар в р-п-переходе, в результате чего увеличивается концентрация основных и неосновных носителей заряда в его объёме. Обратный ток фотодиода
определяется концентрацией неосновных носителей и, следовательно, интенсивностью облучения. Вольт – амперные характеристики фотодиода ( Рисунок 4. 2 ) показывают, что каждому значению светового потока Ф соответствует определённое значение обратного тока. Такой режим работы называют фотодиодным. Кроме того, используют фотогальванический режим, который состоит в том, что при освещении непосредственно р-п - перехода образующиеся в нем электронно-дырочные пары разделяются электрическим полем, обусловленным контактной разностью потенциалов. В результате на выводах прибора появляется фотоэлектродвижущая сила, а при его

включении в замкнутую цепь - электрический ток. Зависимости тока фотоэлемента от светового потока при различных сопротивлениях цепи показаны на Рисунке 4. 3. Фотодиоды, работающие в фотогальваническом режиме, используют в преобразователях солнечной энергии в электрическую для питания различных устройств.

Рисунок 4. 1. Рисунок 4. 3.

12 Следующая ⇒