Fotorezisztensek - stadopedia
A fotorezisztorok elve a fotorezisztens hatáson alapul. Az ellenállást jelző fotorezisztor a megvilágítástól függ. Amikor a fényérzékelő világít, az ellenállás csökken.
A fotorezisztens alapja egy félvezető fényérzékeny réteg, amelyet dielektromos hordozón levő lemez formájában végzünk. A fotorezisztorok félvezető anyagaként összetett vegyületeket használnak: kadmium-szulfid, kadmium-szelenid, ólom-szulfid. Fém elektródákat alkalmaznak a fényérzékeny réteg felületére.
Az elektródák között elhelyezkedő félvezető fényérzékeny réteg felületét munkaterületnek nevezik. Más alak lehet. A terület területe: tizedtől mm2-ig több tíz mm2-ig.
A FR megfelelő működéséhez szükséges az egész munkaterület megvilágítása. Ebben az esetben a fotorezisztor úgy működik, ahogy azt az útlevél adatai tartalmazzák.
1. A fotorezisztorok voltampere jellemzői.
Ez azt jelenti, hogy az áram függ az alkalmazott feszültségtől változatlan fényárammal. A működési feszültségtartományban a feszültség-ampere fotorezisztorok gyakorlatilag lineárisak a fényáram különböző értékeinél. Tehát az FF hagyományos változó ellenállásnak tekinthető, amelynek ellenállása a fényáramtól függ.
A jellemző kezdetén a nemlinearitást az amorf félvezetők alapján készített fotorezisztorokban figyeljük meg. Ez annak köszönhető, hogy az egyes szemek egymáshoz kapcsolódnak. Az alacsony feszültségű amorf félvezetőkben a fő feszültségcsökkenés az interfész határán történik. A feszültség növelésekor ezeknek az érintkezőknek az ellenállása a vékony filmek alagútja vagy a részek fűtése miatt csökken. Ezt követően a fő hozzájárulást félvezető anyagok teszik. Lineáris jellemző figyelhető meg. Nagyfeszültség esetén a jellemző nemlinearitása megfigyelhető. Ez a hőmérsékletnövekedésnek, valamint más hibáknak köszönhető.
2. Fény (lux-amper) jellemző. / Fontos jellemzők /
Megmutatja a fényáram függését a megvilágítástól (az incidens fényáramából).
ahol E a megvilágítás.
A jellemző nemlinearitását azzal magyarázza, hogy a töltőhordozók koncentrációja a félvezetőben a megvilágítással növekszik. Ennek eredményeképpen a Fermi szint kvázi szintre bomlik. A rekombinációs folyamatok egyre nőnek. A megvilágítás szűk tartományában a lux-amper jellemzõ az alábbi egyenlettel írható le:
ahol A és x egy konstans egy fotorezisztor számára.
3. A fotorezisztor spektrális jellemzői.
Megmutatja a fényáram függését a beeső fényáram hosszától.
Nagy hullámhosszon a fotonok energiája nem elegendő ahhoz, hogy ionizálja a félvezetőben lévő atomokat.
Kis hullámhosszon a fényáram felszívódási együtthatója nő. A legtöbb foton felszívódik a felszíni rétegben. Ebben az esetben a felületi rekombináció nő, és a töltőhordozók hozama csökken. Ennek megfelelően nagyfrekvenciás határt figyeltek meg, amely a tiltott sáv szélességétől függ. A félvezetők számára: 0,1-3 eV.
Vannak fotorezisztorok, amelyek spektrális jellemzői szinte teljesen megfelelnek a szem spektrális érzékenységének. Ezeket a PD-t, kadmium-szulfidot és kadmium-szelenidet használnak.
4. Időállandó.
Az időállandó az az időtartam, amely alatt a fotorezisztor fényáramának áramlása az e vagy a megvilágítás után e tényezővel vagy 63% -kal változik az egyensúlyi értékhez képest.
Az időállandó jellemzi a fényérzékelő reakciójának sebességét a fényáram változásával. Ebben az esetben a növekedésre adott válasz gyorsabb, mint a fényáram csökkenése.
- az áram növekvő fényáramával történő idő "emelkedése".
- a pillanatnyi "bomlás" ideje, amikor a fényáramlás csökken.
Ezek az értékek széles körben elterjedtek: 10 μs és 10 ms között.
A tanulmányban a fotorezisztort standard fényárammal is megvilágítják, amelynek teljesítménye 200 lux, 2840 K fényforráshőmérsékleten.
A fotorezisztorok jelentős tehetetlensége arra vezet, hogy ha modulált fényárammal világítjuk meg, akkor a változó komponens csökken. Maximális modulációs frekvencia az RF számára: 1-100 kHz.
5. A fényérzékelő sötét ellenállása.
A fényérzékelő sötét ellenállása a fotorezisztor rezisztenciája fényáramlás hiányában.
Ezt az ellenállást általában sötétedés után 30 másodpercen belül mértük. Ezt megelőzően egy normál árammal világít. Sötétedés után a fotorezisztor a nap folyamán és 30 másodpercen belül több nagyságrenddel is megváltozhat.
6. Specifikus integrált fényérzékenység.
A feszültség megváltozásakor mutatja a fotokonduktor fényáramának változását.
ahol Φ a fényáram erőssége.