Фотоприемники и общая их характеристика» Разработка преподавателя:

1.

ГБ ПОУ «ВПТ»
Дисциплина: «Электронная техника»
Тема урока: «Фотоприемники и общая их характеристика»
Разработка преподавателя:
Утишевой Натальи Вячеславовны
Волгогоград, 2023 г

2.

Актуализация опорных знаний.
I вариант
II вариант
Вопрос
1. При повышении
температуры
проводимость ПП
материалов…
Варианты ответов
а) повышается
б) понижается
в) не изменяется
Вопрос
1. Для р – п перехода опасен
пробой…
Варианты ответов
а) тепловой
б) электрический
в) любого вида
2. Какой буквой в
маркировке обозначают
управляемый
тиристор?
а) Т
б) У
в) П
2. Из какого материала
изготовлена база транзистора
марка, которого начинается с
цифры 2?
а) из кремния
б) из германия
3. В каких схемах
Нецелесообразно
использовать
транзисторы?
а) в схемах генерации
высокочастотных колебаний
б) в схемах усиления сигналов
в) в схемах выпрямления
переменного тока
3. В каких областях техники
находят применение
транзисторы?
а) в технике связи
б) в вычислительной технике
в) в автоматике
г) во всех вышеперечисленных
4. Какова природа светового
излучения?
а) волновая
б) квантовая
в) двойственная
(квантово-волновая)
4.Какие электроны обеспечивают
ток фотоэлектронной эмиссии?
а) только электроны валентной
зоны
б) только электроны зоны
проводимости
в) электроны обеих зон
5. Является ли диод
линейным
элементом?
а) да
б) нет
в) это зависит от значения
приложенного напряжения
5. Какие приборы целесообразно
использовать для
преобразования параметров
тока в системах
энергоснабжения?
а) БТ
б) ПТ
в) Тиристоры

3.

4.

5.

Принцип работы фоторезистора
Фоторезистор – это прибор принцип действия которого основан
на изменении сопротивления полупроводникового
материала под воздействием электромагнитного
излучения.
Принцип
действия
фоторезистора:
в) световая характеристика
Iф
Uф
3
Iф
mA
ф
0
2
U
Iф
Uф
1
Рис.1. Конструкции ФЭД с
внутренним фотоэффектом
б) схема включения ФЭД
1- изоляционная пластина
2- светочувствительный слой
3- электрод
Достоинства фоторезистора:
1. Высокая чувствительность
2. Мало энергоёмки
3. Малые габариты
4. Разнообразие форм
5. Низкая себестоимость
6. Линейность ВАХ
0
г) вольтамперная
характеристика.
На пластину с
диэлектрическими свойствами
наносят светочувствительный
слой, к которому подключают
электроды, и при их
помощи датчик включается
в электрическую цепь.
Недостатки фоторезистора:
1. Нелинейность световой характеристики
2. Большая инерционность
3. Зависимость рабочих характеристик
от температуры
4. Утомляемость

6.

Принцип работы фотодиода
Фотодиод – это ППД, обратный ток которого зависит от
освещенности р – п перехода. Он образован двумя
примесными полупроводниками с различными
типами электропроводности.
Фотодиоды могут работать в двух режимах:
1. В режиме фотогенератора без внешнего источника питания
2. В режиме фотопреобразователя с внешним источником питания
В режиме фотогенератора используется фотогальванический
эффект, суть которого заключается в создании разности потенциалов
на зажимах неоднородного полупроводника при его освещении
(рис. 1) Данный вид фотодиодов широко используют в качестве
источников преобразующих солнечную энергию в электрический
сигнал.
В режиме фотопреобразователя фотодиод включают в цепь
последовательно с нагрузкой и источником напряжения в
запирающем направлении (рис. 2). Когда фотодиод не
освещен, в цепи проходит темновой ток. При освещении
фотодиода происходит генерация электронов и дырок,
которые формируют фототок.

7.

Принцип работы вентильных фотоприемников
При Rн1<Rн2<Rн3
ф
Iф
Rн=0
1
Rн1
Rн2
2
Rн
3
Rн3
Iф
4
а) конструкция
Рис.1. Вентильный фотоэлемент
ф
0
б) световая
характеристика
ФЭД имеет 4 рабочих слоя: 1 - образован тонкой пленкой золота,
2 – запирающий слой, 3- селеновый слой, 4- стальная подкладка.
Второй слой обеспечивает односторонний проход электронов в
плоскость 3, т.е. из освещенной зоны электроны движутся в
неосвещенную. Это ведет к разности потенциалов на выходе (Uвых),
которая используется для получения тока Iф в сопротивлении нагрузки Rн.
Световые характеристики не подчинены линейному. Фото ЭДС у этих
типов ФЭД не велика (не более 0,5 В), поэтому ее необходимо усиливать
для передачи сигнала на ОР (объект регулирования).

8.

ПРИНЦИП РАБОТЫ ФОТОТРАНЗИСТОРА
Фототранзистор – представляет собой трехслойный
ППП с двумя
р – п переходами, обладающий свойством усиления
фототока при
воздействии лучистой энергии.
Принцип работы: под действием света в области базы
образуются пары носителей зарядов – электроны и дырки.
Дырки под действием электрического поля источника
энергии движутся через коллекторный переход, образуя
фототок, проходящий через нагрузку.
Чувствительность фототранзистора значительно
выше, чем у фотодиода

9.

Основные характеристики
фотоэлементов.
1. Световая или энергетическая характеристика – это зависимость
фототока от величины излучения светового потока, подаваемого на
фотоэлемент датчика.
2. ВАХ (вольтамперная характеристика) – это зависимость фототока от
напряжения, приложенного к фотоэлементу датчика при постоянном
световом потоке.
3. Чувствительность фотоэлемента – это отношение фототока к световому
потоку подаваемому на фотоэлемент.
4. Темновое сопротивление – это сопротивление неосвещенных фотодатчиков.
5. Рабочее напряжение – это значение которое зависит от технических
характеристик ФЭД.