Приемники без pn перехода

Оптические преобразователи.

Лекция № 9 от 18.04.2005

В настоящее время, создано большое число различных оптических преобразователей, работающих на различных методах. Во многих типах преобразователей для приема и передачи света используются оптические волокна. Часто свет модулируется измеряемой величиной. Все оптические преобразователи имеют в своем составе две компоненты:

1. Источник света;

2. Фотоприемник;

Мы рассмотрим только основные типы фотоприемников. Это – фотоэлектронные (ламповые) приемники, приемники без p_n переходов, приемники на p_n переходах.

В фотоэлектронных устройствах например в фото умножителе анодный ток пропорционален интенсивности падающего света. Недостатком подобных датчиков являются их большие габаритные размеры и довольно высокая стоимость. Они требуют, для работы достаточно высокое напряжение от 300 ÷ 2500 В. Их преимущество состоит в том, что они имеют наилучшею частотную характеристику из всех датчиков и высокую чувствительность. Спектральный диапазон чувствительности фотоэлектронных датчиков изменяется от 100 до 1000 нанометров выбором материала катода.

Схема, работа лампового фотодатчика самостоятельно.

Основные характеристики фотоприемников.

Параметр	Фотосопротивление	Фотоэлемент	Фотогальванический элемент	Фотодиод	Фототранзистор	Фототиристор
t max, ^0C
U max, В			0,5	200÷2000
I max	1 А	10 мА	1 А	5 мА	50 мА	1,5 А
Рассеиваемая мощность	20 Вт	0,01÷1 Вт	400 мВ	50 мВ	400 мВ	2 Вт
Время переключения	1÷100 мс	0,1 мкс	1÷100 мкс	1 нанос ÷ 1 мкс	2÷50 мкс	2 мкс
Максимальная рабочая частота	1 кГц	10 МГц	50 кГц	10 МГц	100 кГц	1 кГц
Рабочий уровень падающего излучения, мВт/см^2	0,001÷70	10^-9÷1	0,001÷1000	0,001÷200	0,001÷20	2÷200
Максимальная спектральная чувствительность, мкм	0,6÷0,2	0,1÷1	0,8÷0,85	0,8÷0,85	0,8÷0,85	0,8÷0,85
Стабильность *
Габариты*

* - наилучшее значение единица;

К этому типу относятся приборы с использованием фотопроводимости, они называются фоторезисторами. В них используется принцип генерации электронно-дырочных пар в материале при его освещении, при этом электроны переходят в зону проводимости, уменьшая объемное сопротивление материала.

Наиболее часто для видимой области спектра подобные приборы изготавливают на основе керамической подложки (основной компонент – окись алюминия, покрытая слоем сульфида или селенида кадмия). Подобные преобразователи относительно дешевы, работают при любом направлении тока, могут выдерживать высокие напряжения и имеют высокий уровень рассеиваемой мощности. Их основной недостаток – инерционность, постоянная времени для селенида кадмия – 10 мс, а сульфида кадмия – 100 мс.

Фоторезисторы обладают также гистерезисом. Это означает, что проводимость ячейки зависит от интенсивности и продолжительности предыдущего облучения.

Дата добавления: 2014-01-07