2015-09-06
500
У роботі вивчаються фотоопори ФС-АІ (РbS) і ФС-К (CdS).
1. Зняти вольт-амперну характеристику фоторезистора. Вольт-амперна характеристика фоторезистора визначає залежність фотоструму від прикладеної до фотоопору напруги І= f (U). Для цього необхідно:
1.1. зібрати схему (рис. 3.4);
 |
 |
Рис. 3. 4. Електрична схема для зняття вольт-амперної
характеристики фоторезистора
1.2. при вимкненій лампочці зняти дані для графіка "затемненого струму", тобто струму, який виникає у фоторезисторі і залежить лише від величини прикладеної до нього напруги, тобто одержати залежність 
при Е = 0, де Е - освітленість. Напругу змінювати через кожні 2 В до 30 В для ФС-А1 і через 8 В від 0 до 100 В для ФСК-1. Дані занести до табл. 3.1.
Таблиця 3.1. Результати вимірів
| r0 | U | i 0 | i | I | 
| Похибка вимірювання |
1.3. встановити освітлювальну лампочку на відстані r 0=20 см від фоторезистора;
1.4. подаючи на фоторезистор ті ж самі значення напруги, що і у випадку “затемненого струму”, визначити залежність фотоструму при певному освітленні Е, тобто залежність 
при Е =const;
|
|
|
1.5. побудувати графік вольт-амперної характеристики фотоопору 
, де 
є різниця між величиною струму при освітленні фотоопору і величини струму у темряві.
2. Побудувати графік залежності фотоструму від освітленості фоторезистора (яку змінювати шляхом зміни r 0). Методика одержання результатів для залежності 
при U=const для фоторезисторів аналогічна до розглянутої в п.1. Для фоторезисторів ФС-А1 і ФС-К1 світлові характеристики зняти для фіксованих напруг 10 В і 20 В, та 20 В і 60 В відповідно. Фотострум вимірювати при зміні положення лампочки через кожні 5 см.
3. Визначити питому інтегральну чутливість фоторезистора. Для вакуумних фотоелементів із зовнішнім фотоефектом інтегральна чутливість визначається за формулою:
(3.2)
і є параметром, що однозначно характеризує властивості фотоелементу незалежно від режиму роботи, тобто не змінюється при зміні напруги на них у режимі насичення світлового потоку).
Для напівпровідникових фоторезисторів чутливість визначається не лише речовиною і розмірами, але і суттєво змінюється при зміні режиму їхньої роботи. Оскільки струм у колі фоторезистора змінюється в залежності від зміни прикладеної напруги (у відповідності до закону Ома), чутливість (по струму) фоторезистора являє собою функцію напруги.
Щоб виключити залежність чутливості від напруги, користуються поняттям питомої інтегральної чутливості, тобто:
. (3.3)
Для розрахунку γ питвикористати значення фотоструму і напруги, що вже занесені до табл. 3.1.
4. Визначити величину світлового потоку за формулою:
|
|
|
, (3.4)
- де Е - освітленість (вимірюється люксметром);
S - площина чутливого шару фоторезистора (значення береться з
технічної інструкції).
Контрольні питання.
1. Дати поняття внутрішнього фотоефекту і фотопровідності для напівпровідників та діелектриків.
2. Сформулювати умови виникнення зовнішнього і внутрішнього фотоефекту.
3. Викласти зонну теорію кристалів.
4. Як впливає температура на провідність металів, напівпровідників, діелектриків?
5. Яким чином утворюються донорні та акцепторні рівні у напівпровідниках?
6. Де застосовується явище внутрішнього фотоефекту?
7. В чому полягає принцип дії вакуумного і напівпровідникового фоторезистора?
8. Чим відрізняються фоторезистори, створені на основі бездомішкових і домішкових напівпровідникових монокристалів?
9. Розрахувати максимальну довжину хвилі, при якій можливий внутрішній фотоефект у фоторезисторі на основі чистого германію і германію, легованого індієм.
10. Чому фотоопори виготовляються з тонких напівпровідникових плівок, що пропускають крізь себе більшу частину падаючого світла?
11. Чому показники приладу, що вимірює фотострум, встановлюються через деякий час після освітлення напівпровідника?
