Білім беру бағдарламасы бойынша білім алушыларға арналған дәрістер жинағы
жүктеу/скачать 1,42 Mb.
|
369720 2
- Бұл бет үшін навигация:
- Фотодиод
| Жарық диоды. Жарық диодының жұмыс істеу принципі қосалқы заряд тасымалдаушылардың тура кернеу әсерінен р–n - өтпе көлемінде инжекцияланып жарық шығару арқылы рекомбинациялану қасиетіне негізделген. Жарық шығару рекомбинациясы нәтижесінде өтпе көзге көрінетін және инфрақызыл сәуле диапазонында орналасқан электромагниттік толқын шығарады. Инфрақызыл диапазонда жарық энергиясын шығаратын шала өткізгіштерге люминофор жағылады. Бұл көрінбейтін сәулені түрлі түсті жарыққа түрлендіреді. Түрлендірілген жарық түсі люминофор құрамына сәйкес жасыл, қызыл, көгілдір және күлгін болуы мүмкін. Жарық диодтарының маңызды ерекшелігі өте төмен қолдану қуаты, түрлі түсті жарықтың тазалығы, уақыт және температура өзгерісіне қарамастан түрлі-түсті жарықтың тұрақтылығы.
Жарық диодтары галий арсенидтері мен фосфидтерінен және силиций карбидтерінен жасалады. Жарықтылықтың токтан тәуелділігі жарық диодының негізгі сипаттамасы болып саналады . Жарықтылық кд/м2 өлшенеді, кандела –жарық күшінің бірлігі. Токтың белгілі бір мәнінен бастап, ток өскен сайын жарықтылық та өсіп отырады, бірақ кейін ток одан әрі өскенде заряд тасымалдаушылардың рекомбинациясы көбеймей бір мөлшерде жүріп отыратындықтан жарықтылық та өзгермей қалады. Жарық диодының негізгі параметрлері: жұмысшы кернеудің төменгі және жоғарғы шекті аралығы мен инерциялылығы. Жарық диодының жұмысшы кернеуінің төменгі шекті мәні оның жарық шығара бастағандағы кернеуімен анықталса, ал жоғары шекті мәні шашырата алатын ең үлкен қуатымен анықталады. Жарық диодының инерциялылығы оның жарықтылығы максимал мәнінің 0,1 және 0,9 бөлігіне тең болған кездегі жану және сөну уақыттарымен анықталады. Жарық диодын тек тұрақты токпен қоректендіру керек. Индикация үшін қолданылатын жарық диодтары 30 мА токпен және 2...3 В кернеумен қоректенеді. Ал жарықтандыруға арналған жарық диодтар 3 А токпен қоректенеді. Соңғы жылдардағы жаңа технология жетістіктері жарық диодын металоорганикалық эпитаксия түрінде дайындауға мүмкіндік берді. Фотодиод. Кері тогы р–n өтпесінің жарықталынуына байланысты өзгеріп отыратын шалаөткізгішті диодты фотодиод деп атайды. Фотодиодтар екі түрлі жұмыс әлпінде пайдаланылады: сыртқы қорек көзінсіз фотогенератор ретінде және сырқы қорек көзімен фототүрлендіргіш ретінде. 31 сурет - Фотодиодтың сұлбалық құрылымы. 1 — шалаөткізгіш кристалы; 2 — контактілер; 3 — «қысқыштары»; Ф — электромагниттік сәуле ағыны; Е — тұрақты ток қорек көзі; Rн — жүктеме. Фотодиод, қарапайым диод секілді, бір р–n өтпесінен тұрады. Бірақ түйістің ауданы басқа диодтарға қарағанда әллдеқайда үлкен болады, өйткені сәуле осы ауданға перпендикуляр түсуі керек (31-сурет). р–n өтпесіне түскен сәуле фотондары қоздыратын валенттік электрондар өткізгіштік аймаққа өтеді. Осының салдарынан екі шалаөткізгіште де заряд тасушы бөлшектердің (электрондар мен кемтіктердің) саны көбейеді. Түйістік потенциалдар айырымының әсерінен n-түрлі шалаөткізгіштегі негізгі емес заряд тасымалдаушылар - кемтіктер p-түрлі шалаөткізгішке өтеді де, ал мұндағы негізгі емес заряд тасымалдаушылар электрондар n-түрлі шалаөткізгішке өтеді. Сөйтіп, n-түрлі шалаөткізгіште артық электрондар, ал p-түрлі шалаөткізгіште артық кемтіктер пайда болады. Бұл фотодиодтың қысқыштарында потенциалдар айырымын, яғни фотоэлектрлік ЭҚК-ті тудырады. Фотоэлектрлік ЭҚК-тің мәні көптеген фотодиодтарда 0,5...0,9 В шамасында болады және сәуле ағымынан тәуелді, бірақ сәуле ағыны белгілі бір шамаға жеткенде р–n өтпесі заряд тасымалдаушыларға қанығады да, фотоэлектрлік ЭҚК одан әрі өспейді. Фотогенератор әлпінде істейтін фотодиодтар күн сәулелерінің энергиясын электр энергиясына түрлендіретін қорек көздері ретінде пайдаланылады. Оларды күн сәулелік элементтер деп атап, олардан күн сәулелік батарея құрайды. Бірақ мұндай күн сәулелік элементтердің пайдалы әрекет коэффициенті өте төмен - 20% шамасында ғана болады. Егер фотодиодты кернеу көзіне қосып және жарықтандырса, онда тура кернеу берілгенде оның вольт-амперлік сипаттамасының АВ бөлігінің генератор әлпіне сәйкес келетін, ал кері кернеу берілгенде оның тогының жарықтандырылмаған фотодиодқа қарағанда едәуір өсетінін көруге болады. Фотодиодтардың интегралдық сезгіштігі және қараңғылық тогы негізгі параметрлері болып есептелінеді. Силицийден және германийдан жасалған фотодиодтардың интегралдық сезгіштігі 3 мА/лм және 20 мА/лм, ал қараңғылық токтары сәйкесінше 1...3 мкА және 10...30 мкА шамасында болады. Фотодиодтар фотометрияда, фотоколориметрияда және телекескіндерді беру құрылғыларында қолданылады. жүктеу/скачать 1,42 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|