Фотопроводящие преобразователи

 

Эти преобразователи превращают изменение измеряемой величины в изменение сопротивления используемого материала (рис. 28). Такие преобразователи называются пассивными. Их название характеризует тип используемого преобразования (светочувствительные резисторы). Сопротивление материала является функцией плотности основных носителей заряда, и с возрастанием интенсивности излучения проводимость возрастает. Поскольку проводимость обратно пропорциональна сопротивлению, можно заключить, что сопротивление является обратной функцией интенсивности облучения. В конструкции чаще всего используются такие материалы, как сульфид кадмия или селенид кадмия.

 

Рис. 28. Фотопроводящее преобразование

Рис. 29. Солнечный элемент как пример фотоэлектрического преобразования

 

 

Солнечные элементы

 

Солнечные элементы представляют собой фотоэлектрические преобразователи, которые превращают излучаемую электромагнитную энергию в электрическую (рис. 29).

Конструкция преобразователя включает в себя слой фоточувствительного высокоомного материала, размещенного между двумя проводящими электродами. Один из электродов выполнен из прозрачного материала.

 

Фотодетекторы

Чистые или беспримесные полупроводники обычно не используются в этих приборах, но первоначально легированные примесями в полупроводниковую кристаллическую решетку они становятся примесными полупроводниками.

Примесные полупроводники легируются таким образом, чтобы обеспечить избыток электронов (полупроводники n -типа) или их недостаток (полупроводники p -типа). Наличие примесей в полупроводниковой кристаллической решетке определяет степень электропроводности решетки.

Полупроводниковый материал становится полупроводниковым прибором только тогда, когда два или более слоев разных типов контактируют друг с другом.

Полупроводниковые, преобразователи, предназначенные для измерения изменения параметров светового излучения, называются фотодетекторами. Время отклика фотодиода составляет несколько наносекунд.

Для обеспечения более быстрой реакции на изменение параметров излучения разработаны PIN-диоды, в которых между слоями р - и n -типа имеется слой беспримесного полупроводника.

 

Фототранзисторы

В целом ряде приборов фотодиоды используются вместе с усилителями для повышения чувствительности.

Фототранзистор отличается or обычного полупроводникового триода тем, что он выполняется в прозрачном корпусе, который пропускает световое излучение.

Для достижения более высокого усиления используют фотодетекторы Дарлингтона, содержащие в себе фототранзистор и транзистор с высоким коэффициентом усиления, работающие в режиме пары Дарлингтона.

В фотодетекторах при отсутствии светового излучения протекает темновой ток, ограничивающий возможности прибора.