WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаФізика → Фотоприймачі з внутрішнім підсиленням. - Реферат

Фотоприймачі з внутрішнім підсиленням. - Реферат

умовах.
Умови роботи пристроїв, у яких застосовуються фотоприймачі, дуже часто відрізняються від нормальних. Прилади при цьому піддаються різноманітного роду механічним і кліматичним впливам (вібрація, удари, трясіння, наявність підвищеної вологості і лінійні прискорення). Працездатність фотоприймачів у різноманітних умовах забезпечується рядом технологічних і конструктивних заходів.
Частотні характеристики визначають залежність фоточутливості від частоти модуляції світла. Вони є характеристикою інерційності фотоприймача.
ПАРАМЕТРИ ФОТОПРИЙМАЧІВ
Робоча напруга фотоприймача Up - постійна напруга, прикладена до фотоприймача, при якому забезпечуються номінальні параметри при тривалій роботі в заданих експлуатаційних умовах. Його вибирають із запасом відносно пробивної напруги.
Максимально допустима напруга Umax - максимальне значення постійної напруги, при якому відхилення параметрів приладу від номінальних значень не перевищує встановлених меж. При роботі в імпульсному режимі Umax може бути збільшене.
Потужність розсіювання, що виділяється при проходженні фотоструму, визначає розігрів фотоприймача. Велика потужність, що розсіюється, може призвести до необоротної зміни струмів Іт і Iф. Кожний приймач характеризується визначеним значенням максимальної потужності розсіювання Рдоп, що не повинне перевищуватися. Значення Рдоп залежить від умов тепловідводу, розмірів робочої площадки й інших чинників.
Темновий опір Rт - опір фотоприймача за відсутності падаючого на нього випромінювання в діапазоні його спектральної чутливості.
Диференціальний опір Rд - відношення малих приростів напруги і току па фотоприймачі.
Темновий струм фотоприймача Іт - струм, що проходить через фотоприймач при зазначеній напрузі на ньому за відсутності потоку випромінювання в діапазоні спектральної чутливості.
Короткохвильова (довгохвильова) межа спектральної чутливості - найменша (найбільша) довжина хвилі монохроматичного випромінювання, при якому монохроматична чутливість фотоприймача дорівнює 0,1 її максимального значення.
Динамічний діапазон лінійності (у децибелах) характеризує область значень променистого потоку Ф (від Фmах до Фmin), для котрої енергетична характеристика лінійна: ( =101g(Фmах/Фmin).
Максимум спектральної характеристики фотоприймача - довжина хвилі, що відповідає максимуму чутливості фотоприймача. Положення максимуму залежить від об'ємного часу життя незрівноважених носіїв, швидкості поверхневої рекомбінації, геометричних розмірів світлочутливої площадки й інших чинників.
Струмова фоточутливість Si (А/лк або в А/Вт) визначає значення фотоструму, утворюваного одиничним потоком випромінювання. Нерідко замість потоку випромінювання, що падає на фотоприймач, задається щільність падаючого потоку, що вимірюється у Вт/м2.
Вольтова фоточутливість Su характеризує значення сигналу у вольтах, віднесене до одиниці падаючого потоку випромінювання.
Струмова і вольтова чутливості називаються інтегральними, якщо вони характеризують чутливість до інтегрального потоку випромінювання і монохроматичними, якщо характеризують фоточутливість до монохроматичного випромінювання. Звичайно фотоприймачі описують або інтегральною фоточутливістю, або фоточутливістю в максимумі випромінювання (Si max, S Si min ) із вказанням довжин хвиль, при яких чутливість зменшується вдвічі.
Інтегральні струмову і вольтову чутливості Sі і Su обчислюють за формулами:
Si = , Su =
де І, U і Iт, Uт - загальні і темнові струм і напруга на фотоприймачі відповідно.
Гранична чутливість Рпор визначає рівень потужності світлового потоку, при якому сигнал дорівнює шуму.
Інерційність фотоприймачів характеризується постійними часу фронту наростання н і спаду сп фотовідповіді при імпульсній засвітці. Ними визначаються граничні робочі частоти модуляції світла, при котрих ще не відбувається помітного зменшення фотовідповіді. Як правило, н < сп. Постійна часу сп визначається як інтервал часу після припинення впливу випромінювання, після закінчення якого напруга фотосигналу, що спадає по експоненті , зменшується в е раз. Якщо використовується синусоїдальна модуляція світлового потоку, то швидкодія фотоприймача характеризується граничною частотою fгр на якій фотовідповідь зменшується до рівня 0,7 щодо стаціонарного значення.
Напруга шуму фотоприймача Uш - середнє квадратичне значення флуктуації напруги на заданому навантаженні в ланцюзі фотоприймача в зазначеній смузі частот.
Струм шуму фотоприймача Іш - середнє квадратичне значення флуктуації струму, що проходить через фотоприймач у зазначеній смузі частот.
Ефективна фоточутлива площа Sеф - площа фоточутливого елемента еквівалентного по фотосигналу фотоприймача, чутливість котрого рівномірно розподілена по фоточутливому елементу і дорівнює максимальному значенню локальної чутливості Smax даного фотоприймача.
Ефективне поле зору фотоприймача еф - тілесний кут, обумовлений співвідношенням:
еф = S( , )sin cos d d ,
де S - чутливість фотоприймача; - кут між напрямком падаючого випромінювання і нормаллю до фоточутливого елемента; - азимутальний кут.
Коефіцієнт фотоелектричного зв'язку багатолементного фотоприймача Кф.с - відношення напруги сигналу з неопроміненого елемента в багатоелементному фотоприймачі до напруги фотосигналу із сусіднього опроміненого елемента, визначене на лінійній ділянці енергетичної характеристики і при робочій напрузі на всіх елементах.
РОЗДІЛ 1. ОСНОВНІ ТИПИ ФОТОПРИЙМАЧІВ
ФОТОРЕЗИСТОРИ
Фоторезистори є найбільш простим типом приймачі випромінювання. Їхня дія заснована на явищі фотопровідності. Для виготовлення Фоторезисторів застосовуються напівпровідникові матеріали у вигляді полікристалічних плівок, пресованих таблеток, монокристалічних пластинок. Використовується фоточутливість матеріалів як в області власного поглинання, так і в примістній області. Схематична конструкція фоторезистора з омічними струмовідвідними контактами показана на мал.1.1
Мал.1.1. Схематична конструкція фоторезистора.
До переваг фоторезисторів варто віднести відносну дешевину виготовлення, ширину номіналів опорів ,що перекриваються, простоту виконання фоточутливих елементів із складною конфігурацією, а також високу технологічну сумісність із порошковими і плівковими електролюмінесцентними випромінювачами. Недоліками фоторезисторів є значна інерційність, температурна і тимчасова нестабільність характеристик.
ФОТОДІОДИ
Основним елементом фотодіода (ФД) є p-n-перехід. При освітленні його відбуваєтьсягенерація електронно-діркових пар. Електричне поле переходу розділяють незрівноважені носії заряду. Струм, утворений цими носіями, збігається за напрямом з оберненим струмом p-n-переходу. p-n-перехід як фотоприймач застосовується в двох режимах - фотодіодному і режимі генерації фото-ЕРС (вентильному) (мал. 1.2). У першому випадку на діод подається обернена напруга і струм через структуру є функцією інтенсивності світла. В другому випадку p-n-перехід сам використовується в якості джерела ЕРС або струму.
Мал. 1.2. Схеми вмикання діода у фотодіодному (а) і фотовентильному (б)
режимах
Фотодіодний режим використання p-n-переходів і інших аналогічних структур має визначені переваги по відношенню до фотовентильного: висока швидкодія, краща стабільність характеристик,
Loading...

 
 

Цікаве