Фоторезисторы

Также как и фотодиод, фоторезистор является фотопроводящим устройством. Для изго­товления фоторезисторов, как правило, применяется сульфид кадмия (CdS) и селенид кадмия (CdSe). Эти материалы являются полупроводника­ми, сопротивление которых меняется при по­падании на их поверхность света, т.е. фотоэффект здесь заключается в изменении удельного сопротивления материа­ла. Очевидно, что фоторезисторы необходимо подключать к источни­кам пита­ния. На рис. 7 показана схема фоторе­зистивного элемента. Из рисунка вид­но, что в нем на поверхности двух противоположных концов фотопроводника нанесены электроды. В темноте такой элемент имеет очень высокое сопротивле­ние, и, следовательно, при подключе­нии к нему источника напряжения V, темно­вой ток в цепи, наличие которого объясняется тепловыми явлениями, будет очень низким. При попадании света на поверхность фоторезиста, в цепи потечет ток i_p.

Причина увеличения тока заключается в следующем. Непосредственно под зоной прово­димости кристалла находится донорный уровень, а над валентной зоной располагается акцепторный уровень. В условиях темноты эти уровни явля­ются практически заполненными электронами и дырками, что объясняет высо­кое сопротивление полупроводникового кри­сталла.

При освещении фотопроводящего кристалла его материал поглощает летящие фотоны, в результате чего энергия электронов валентной зоны возрастает, что позво­ляет им перемес­титься в зону проводимости. При этом в валентной зоне остаются свободные дырки. Этот процесс и объясняет повышение удельной проводимости материала. Акцепторный уровень, расположенный рядом с валентной зоной, не мо­жет удержать электроны, поэтому в валентном слое происходит не так много реком­бинаций пар электрон-дырка, а количество свободных электронов в зоне проводи­мости значительно возрастает.

Можно показать, что для улучшения чувствительности и снижения сопро­тивления рези­стивного элемента расстояние между электродами необходимо уменьшать, а ширину детектора d - увеличивать. Для выполнения этих условий детектор должен быть очень коротким и очень широким. Для этого фотодетекто­ру часто придают форму серпантина (рис. 7Б).

Дата добавления: 2014-01-07