ОПТОЭЛЕКТРОННЫЕ ПРИБОРЫ И УСТРОЙСТВА

Основные характеристики и параметры фоторезистора

Вопът-амперная характеристика — это зависимость тока I через фоторезистор от напряже­ния и, приложенного к его выводам, при различных значениях светового потока Ф (рис. 6.21, в). Ток при Ф = 0 называется темновым током 1Т, при Ф > 0 — общим током /общ. Разность этих токов равна фототоку:

(6.46)

Энергетическая характеристика — это зависимость фототока (фоторезистора) от све­тового потока при U = const (рис. 6.21, г). В области малых Ф она линейна, а при увеличе­нии Ф рост фототока замедляется из-за возрастания вероятности рекомбинаций носителей заряда через ловушки и уменьшения их времени жизни. Энергетическая характеристика иногда называется люкс-амперной, тогда по оси абсцисс откладывается не световой поток, а освещенность Е в люксах.

Чувствительность. Для фоторезисторов чаще используют токовую чувствительность S, под которой понимают отношение фототока (или его приращения) к величине, характе­ризующей излучение (или его приращение). При отношении приращений чувствительность называют дифференциальной.

В зависимости от того, какой величиной характеризуется излучение, различают токо­вую чувствительность к световому потоку Ф: = /ф/Ф; токовую чувствительность к осве­

Щенности Е:

Se = 1ф/Е.

При этом в зависимости от спектрального состава излученного света чувствительности могут быть либо интегральными 5ИНт (при немонохроматическом излучении), либо монохро­матическими (при монохроматическом излучении).

В качестве одного из основных параметров фоторезистора используют величину удель­ной интегральной чувствительности, которая характеризуют интегральную чувствитель­ность, когда к фоторезистору приложено напряжение 1 В:

^'ф инт УД /ф/(Ф‘^)*

У промышленных фоторезисторов удельная интегральная чувствительность имеет пре­делы десятые доли — сотни мА/(В-лм) при освещенности Е = 200 лк.

Абсолютная и относительная ЛХХ.) спектральные характеристики. Абсолют­

Ная спектральная характеристика представляет собой зависимость монохроматической чув­ствительности, выраженной в абсолютных единицах, от длины волны регистрируемого по­тока излучения.

Относительная спектральная характеристика является зависимостью монохроматиче­ской чувствительности от длины волны, отнесенной к значению максимальной чувстви­тельности:

5(А.) - З’абсМ/^тах-

Спектральная характеристика определяется материалом фоторезистора и введенными в него примесями. На рис. 6.21, д показаны спектральные характеристики фоторезисторов, выполненных на основе различных материалов. Вид спектральной характеристики свиде­тельствует о том, что для фоторезисторов некоторых типов необходимо тщательно подби­рать пару «излучатель-фотоприемник».

Граничная частота — это частота Д, синусоидального сигнала, моделирующего свето­вой поток, при котором - чувствительность фоторезистора уменьшается в л/2 раз по сравне­нию с чувствительностью при немодулированном потоке (/ф » 103...105 Гц).

В ряде случаев частотные свойства фоторезистора характеризуются переходной харак­теристикой, приведенной для полупроводника с высокой (кривая /) и низкой (кривая 2) темновой проводимостями (рис. 6.22, а, б). Хотя истинная переходная характеристика обычно не является строго экспоненциальной, в большинстве случаев инерционность ха­рактеризуют постоянной времени /.

Ф

Температурный коэффициент фототока характеризует изменение параметров фоторе­зистора с изменением температуры

(6.50)

Ф = сог^

У промышленных фоторезисторов ат»(-10 3...10 4) град 1. Иногда используют темпе­ратурную характеристику фоторезистора, показывающую относительное изменение сопро­тивления АЯ/Я при изменении температуры окружающей среды (рис. 6.22, в).

Пороговый поток — это минимальное значение потока Фп, которое может обнаружить фоторезистор на фоне собственных шумов. Определяется Фп как среднеквадратичное значе­ние синусоидально-модулированного светового потока, при воздействии которого средне­квадратичное значение выходного электрического сигнала равно среднеквадратичному зна­чению шумов фоторезистора.