Lucrări de laborator [V.M.1] № 6.7
STUDIUL EFECTULUI PHOTO VENTILAT
Studiul efectului poarta. Construcția caracteristicilor luminoase, determinarea sensibilității unei fotocelule.
Un efect fotoelectric reținut constă în apariția unei forțe electromotoare în tranziție sub acțiunea luminii. tranziția se formează în zona de contact a semiconductorilor cu diferite tipuri de conductivitate sau în zona de contact dintre semiconductor și metal. Cea mai importantă valoare practică este efectul porții, care apare în zona de contact a semiconductorilor cu diferite tipuri de conductivitate. Să luăm în considerare doar un astfel de caz [V.M.2].
Când tranziția iluminată de lumină semiconductor (Figura 7.1b) fotoni de lumină care interacționează cu electronii de valență în joncțiunea semiconductor și electronii tind să transfere energia. Dacă energia fotonului este mai mare decât lărgimea banda interzisă a semiconductorului principal:
apoi electronii din banda de valență pot fi transferați în banda de conducție, iar găuri apar în banda de valență la astfel de tranziții (figura 7.2). Din această cauză, în tranziție apar purtători suplimentari liberi, electroni și găuri.
Sub acțiunea fotoelectronilor câmp de contact se deplasează de la trecerea la semiconductor - tipul, și găurile sunt mutate în semiconductor - tipul (figura 7.1b). Acest proces duce la acumularea de sarcini negative suplimentare într-un semiconductor și încărcări pozitive într-un semiconductor. O diferență potențială suplimentară apare la limitele tranziției, care este forța fotoelectrodei (photo-emf).
Dacă includem o astfel de tranziție într-un circuit electric închis, atunci un curent electric apare în acest circuit sub acțiunea luminii, care se numește fotocurent. Fotocurentul care apare în circuit depinde de fluxul luminii incidente, de rezistența circuitului și de proprietățile celulei fotocelulelor. Dependența fluxului fotografic de fluxul luminos este numită caracteristica luminoasă a unei fotocelule. De obicei, caracteristica de lumină este reprezentată grafic în modul scurt-circuit, adică la rezistența unui site extern al unui lanț.
În instalarea noastră:
unde este intensitatea luminii fotocelulei și este zona ei. Deoarece utilizăm o sursă de lumină punctuală și un fascicul de lumină este perpendicular pe suprafața fotocelulei, atunci:
Iată puterea sursei de lumină, - distanța de la sursa de lumină la celula foto.
O caracteristică importantă a unei fotocelule este sensibilitatea acesteia. Sensibilitatea este raportul fluxului fotografic la incidentul fluxului de lumină al fotocelulei:
De obicei, sensibilitatea este măsurată în microamperi pe lumen. Luând în considerare (4), obținem:
Dacă în fața celulei fotocelulelor este instalată o diafragmă cu un diametru. mai mic decât diametrul celulei fotocelule, atunci aceasta este aria punctului luminos tăiat de diafragmă. apoi:
Formula (7) lucrează pentru determinarea experimentală a sensibilității unei fotocelule. Încă o dată, vă reamintim că de obicei în formula (7) fotocurentul este înlocuit în microamperi [V.M.4].