Laboratorinis darbas

KAUNO TECHNOLOGIJOS UNIVERSITETAS
TELEKOMUNIKACIJŲ IR ELEKTRONIKOS FAKULTETAS
ELEKTRONIKOS INŽINERIJOS KATEDRA

LABORATORINIS DARBAS NR.6
FOTORESTORIAMS NAUDOJAMŲ PUSLAIDININKINIŲ MEDŽIAGŲ TYRIMAS

Fotorestoriams naudojamų puslaidininkinių medžiagų tyrimas
Prietaisas. Matavimo prietaisas E7-13 ir medžiagų tyrimo stendas ЭPM-1
1. Darbo tikslas: susipažinti su fotorezistorių veikimo principais, konstrukcija, parametrų matavimo būdais.
Ištirti fotorezistorių voltamperines charakteristikas ir varžos priklausomybę nuo apšviestumo.
2. Teorinė dalis: Elektrinis puslaidininkių laidumas daug priklauso nuo išorinių energetinių poveikių. Jeigu į puslaidininkį nukreipsime šviesos srautą F ,tai einant į puslaidininkio vidų, šviesos stiprumas silpnės.Šviesos sugėrimas puslaidininkyje gali būti trejopas: savasis, priemaišinis ir laisvų krūvininkų sugėrimas. Šviesos kvantų ennergija E = bus didesnė nei uždraustos zonos plotis Eg
Veikiami šviesos, laidumo zonoje esantys laisvi krūvininkai gali pereiti iš užimamų energetinių lygmenų į aukštesnius. Šie perėjimai susiję su krūvininkų impulso pasikeitimų, todėl tokie perėjimai galimi tik dalyvaujant fotonams.
Priemaišiniuose puslaidininkiuose, veikiant šviesai, galimas elektronų permetimas iš donorinių lygmenų į laidumo zoną ir iš valentinės zonos į akceptorinius lygmenis. Toks šviesos sugėrimas vadinamas priemaišiniu. Kuo mažesnės priemaišinių perėjimų energijos, tuo ilgesnėms bangoms esant prasideda sugėrimas. Tačiau jeigu priemaišų atomai yra jonizuoti, tai priemaišinio šviesos sugėrimo nebebus. Kaadangi normalioje temperatūroje daugelio puslaidininkių priemaišos būna jonizuotos, priemaišinis šviesos sugėrimas vyksta tik žemose temperatūrose (T  80°K).
Šviesos sugėrimo puslaidininkiuose efektai pritaikomi fotoimtuvuose šviesos energijai keisti į elektros energiją ir šviesos srautui moduliuoti. Vykstant savajam ir priemaišiniam šviesos sugėrimui, puslaidininkyje atsiranda papildomų l

laisvų krūvininkų, padidinančių laidumą. Puslaidininkio laidumas, sąlygojamas tik šiluminio krūvininkų sužadinimo, vadinamas “tamsos” laidumu. Papildomas laidumas, atsirandantis dėl šviesos poveikio, vadinamas fotolaidumu. Prietaisai, kurių laidumas priklauso nuo apšviestumo, vadinami fotorezistoriais. Jautrusis fotorezistoriaus elementas gaminamas iš monokristalinio arba polikristalinio puslaidininkio plėvelės arba strypelio Jautrusis elementas turi būti pakankamai storas, kad sugertų visą šviesos srautą, perėjusį per paviršių. Jeigu ši sąlyga tenkinama, tai krūvininkų kiekis, generuojamas per laiko vienetą, kai max bus lygus:

.

6.3 pav. Fotorezistorius ir jo įjungimo schema

3. Darbo eiga
Ištirk
Fotorezistorių parametrų tyrimo maketo principinė schema

Apšviestumas Ls 25 50 75 100 125 150 175 200
Laidumas,Sm 0,011 0,02 0,025 0,03 0,0325 0,035 0,0375 0,04

Išvados: Iš grafiko matome, kad didejant apšviestumui laiduma dideja. Ši savybė pritaikoma elektrotechnikoje. Šviesos sugėrimo puslaidininkiuose efektai pritaikomi fotoimtuvuose šviesos energijai keisti į elektros energiją ir šviesos srautui moduliuoti.

Leave a Comment