Laboratorium Elektroniki cz I 0

5. Sprawność energetyczna ą. - parametr charakteryzujący sprawność przemiany energii elektrycznej w energię świetlną (zależność (6.18))

Tl_e = ylOO[%]    (6.18)

gdzie: P - moc dostarczona do fotoemitera.

6.2.5. Fotorezystory

Fotorezystory są rezystorami półprzewodnikowymi, których rezystancja zależy od natężenia oświetlenia ich powierzchni. Możemy je podzielić na fotorezystory samoistne i domieszkowe. W pierwszym przypadku są to fotorezystory wykonane jako struktury monokrystaliczne lub polikrystaliczne (warstwy cienkie) ze związków międzymetalicznych typu A^imB^v i A"B^VI (np.: InAs, InSb, PbS, CdS, ZnS...). Przeznaczone są one do pracy w temperaturach pokojowych. Charakteryzują się małą stabilnością parametrów w funkcji czasu i temperatury, co jest kompensowane ich niską ceną. Natomiast fotorezystory domieszkowe wykonywane są z odpowiednio domieszkowanego germanu i krzemu jako struktury monokrystaliczne. Ze względu na konieczność uniknięcia termicznej jonizacji domieszek muszą pracować w odpowiednio obniżonej temperaturze (77-4 K). Charakteryzują się dużą stabilnością i dokładnością swoich parametrów technicznych oraz wysoką ceną.

Dla większości typów produkowanych fotorezystorów charakterystyki prądowo-napięciowe dane zależnością (6.19) (rys. 6.3) są liniowe.

I = U • (G₀ + Gf) = A E^x    (6.19)

gdzie: Go - konduktancja ciemna,

G_f - konduktancja jasna.

W przypadku fotorezystorów cienkowarstwowych (polikrystalicznych) pewne nieliniowości występują dla małych wartości napięć, co jest związane ze zjawiskami zachodzącymi na stykach ziaren polikryształów. Na rys. 6.4 przedstawiono zależność prądu fotoelektrycznego od natężenia oświetlenia E. Widoczna nieliniowość pojawiająca się przy dużych natężeniach oświetlenia E jest spowodowana przesunięciami poziomów energetycznych domieszek oraz spadkiem ruchliwości p nadmiarowych nośników prądu. Na rys. 6.5 przedstawiono typowe charakterystyki widmowe dla fotorezystorów wykonanych z CdS, PbS i PbTe. Zwykle wartość rezystancji ciemnej Ro wynosi co najmniej 1 MG, natomiast rezystancja jasna Rf (E = 1000 lx) zawiera się

w

117

_w granicach od 75 do 300 £2. Detekcyjność znormalizowana _cach od 10⁸ do 10¹¹ [cWhŹ/W],

~U[V]

Rys. 6.3. Charakterystyki prądowo-napięciowe fotorezystora

^Rys. 6.4. Zależność prądu fotoelektrycznego fotorezystora l_F od natężenia oświetlenia E