Рис. 15. Фоторезистор

К фотоприборам с внутренним фотоэффектом относятся и фоторезисторы, работа которых осно­вана на изменении сопротивления проводящего слоя под дейст­вием лучистой энергии.

Фоторезистор рис. 15 состоит из стеклянной пластинки 3, края которой покрыты слоем серебра и припаяны к контактам 4, проходящим» сквозь корпус прибора 1. На стеклянную пластинку нанесен слой полупроводникового вещества 2 — сернистого кадмия, сернистого висмута и др. Пластинка помещается в металлический корпус с отверстием, закрытым стеклом. Если подключить неосве­щенный фоторезистор к какому-либо источнику постоянного или переменного тока, то по полупроводниковому слою потечет неболь­шой ток (темновой), причем сила тока, текущего через прибор, не зависит от полярности приложенного напряжения. При освещении фотослоя под действием световых лучей элек­троны полупроводникового слоя приобретают дополнительную энер­гию и становятся свободными. Появление свободных электронов снижает сопротивление фотослоя, и ток в цепи возрастает. При этом, чем интенсивнее световой поток, падающий на фотосопротивление, тем больше ток в цепи.

Фоторезисторы обладают достаточно большой чувствительностью и широко применяются в различных областях техники. Недостатками фоторезисторов являются зависимость силы фототока от температуры окружающей среды, а также некоторое запаздывание изменения тока при изменении освещенности.

Фотодиоды.

Эти приборы принципиально выполнены так же, как и полупроводниковые диоды. Фотодиод име­ет тонкую пластину из германия типа п, на которую с одной стороны вплавлен индий типа р. Для защиты от внешних воздействий пластина германия помещена в корпус с окном для света, в которое вставлена собира­тельная линза. Корпус снабжен внешними выводами. Фотодиоды изготовляют также из селена, кремния, сер­нистого таллия, сернистого серебра.

Под действием светового потока Ф в фотодиоде об­разуются свободные электроны и дырки, которые про­ходят сквозь электронно-дырочный переход; дырки пере­мещаются в полупроводник типа р, создавая в нем по­ложительный заряд, а электроны — в полупроводник типа п, который за счет образующегося избытка элек­тронов приобретает отрицательный заряд. В результате между полупроводниками р и п возникает разность по­тенциалов, представляющая фото-э. д. с. Чем больше световой поток Ф, тем больше фото-э. д. с. Фотодиоды могут создавать ток Iф при наличии постороннего источ­ника энергии Е (рис. 16, г) и без него (вентильный режим). Однако ток Iф очень мал. Поэтому его усили­вают транзисторами или электронными лампами.

Рис. 16

При использовании фотодиода с внешним источником энергии Е его включают в непроводящем направлении. В этом случае, когда поток Ф = 0, под действием внеш­него источника энергии через прибор будет протекать темнотой ток, соответствующий обратному току вентиля, а его вольтамперная характеристика (рис. 16, д) — будет характеристикой полупроводникового вентиля. При осве­щении фотодиода возрастает поток неосновных носите­лей, а следовательно, увеличивается во внешней цепи ток. Прибор будет работать как обычный фотоэлемент в режиме фотопреобразователя.

Фотодиоды имеют световые характеристики I(Ф), мало зависящие от величины напряжения внешнего источника энергии Е_а лишь при r_н=0. С увеличением нагрузочного сопротивления r_н характеристики искрив­ляются (рис. 16, е), а при большом его значении они имеют выраженную область насыщения. Фотодиоды обладают избирательным фотоэффектом.