• Главная
  • rss-лента сайта solo-project.com

Фоторезисторы

Фотоны нарушают равновесие в полупроводнике. Чувствителен ли полупроводник к потоку фотонов?

Пусть собственный полупроводник (примесей нет!) долгое время находится при комнатной температуре. В этом случае процесс непрерывного «рождения» свободных электронов за счет внутренней энергии кристалла уравновешивается процессом их рекомбинации с дырками. При этом концентрации свободных электронов и дырок очень малы и равны между собой.

Теперь осветим полупроводник, не меняя его температуры. Если длина волны излучения будет слишком большой, то никаких изменений в полупроводнике мы не заметим. Но, начиная с некоторой длины волны, концентрация свободных носителей заряда станет заметно возрастать. При этой граничной длине волны анергия фотонов оказывается достаточной для переброса электронов через запрещенную зону в зону проводимости. Иначе говоря, чтобы полупроводник «почувствовал» излучение, энергии фотонов должна быть равна (пли больше) энергии, необходимой электрону, чтобы преодолеть запрещенную зону.

А что же получается с нарушенным равновесием в полупроводнике? С ростом скорости «рождения» свободных носителей заряда соответственно несколько возрастает и скорость их рекомбинации. В результате, если не менять условий освещения, устанавливается новое равновесие, при котором новая концентрация носителей оказывается все-таки большей, чем при отсутствии освещения. Ну а это, в свою очередь, означает, что с ростом освещенности проводимость полупроводника должна расти, так же как и при его нагревании.

Как устроены и работают фоторезисторы?

Это интересное свойство полупроводников используется для создания еще одного прибора — фоторезистора. Этот прибор устроен столь же просто, как и терморезистор, — он состоит из пластины полупроводника, снабженной по краям металлическими контактами. К контактам фоторезистора подключается источник постоянного напряжения (рис. 43). В темноте сила тока в цепи фоторезистора очень мала, но стоит осветить фоторезистор (длина волны излучения не должна быть слишком большой!), как сила тока резко возрастает.


Фоторезисторы, статьи для начинающих


Мы не будем специально описывать способ изготовления фоторезисторов по той причине, что он очень напоминает «пирожковую» технологию терморезисторов. Разница состоит лишь в выборе самих полупроводников. Оказалось, что наиболее чувствительны к излучениям такие полупроводники, как PbS, PbSe, CdS и CdSe. Эти полупроводники имеют различную ширину запрещенной зоны, и это позволяет изготовлять фоторезисторы, реагирующие на излучение, начиная с видимого и кончая инфракрасным.

Фоторезисторы экономят электроэнергию

Можно было бы привести множество примеров применения этих полезных приборов, но приведем лишь один.

Трудно точно угадать момент, когда на улице достаточно стемнело и пора включать уличное освещение. В этом случае могут помочь фоторезисторы. Они выдадут сигнал автоматическим устройствам как раз тогда, когда их проводимость с наступлением темноты достигнет заданной величины. И наоборот, с наступлением рассвета эта недремлющие помощники человека автоматически выключат освещение.




Похожие записи

Обратите внимание на то, как подвешены провода высоковольтной линии электропередачи. Они висят высоко над землей на гирляндах из фарфоровых или стеклянных изоляторов...

читать далее

Варикапы

04.02.11

Р—n-переход накапливает заряды. Слово «варикап» составлено из двух английских слов — to vary — изменяться и capacitance — емкость...

читать далее

Может ли электрический ток существовать без внешнего электрического поля? Вернемся к вопросу об образовании электрического тока — направленного движения зарядов.

читать далее