Материал: Конспект

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

Засвічення базової області тиристора зумовлює генерацію надлишкових носіїв заряду, що приводить до перемикання чотиришарової структури із закритого стану у відкритий так само, як це буває у триністорі при перемиканні керувальним струмом.

Структура, схема вмикання (а) та ВАХ (б) фототиристора

ОСНОВНІ ПАРАМЕТРИ ФОТОПРИЙМАЧІВ

До основних параметрів фотоприймачів відносяться:

1. Довгохвильова границя 0 або довжина хвилі, що відповідає максимуму фоточутливості m;

2. Спектральна чутливість R - величина вихідного сигналу, що припадає на одиницю потужності монохроматичного випромінювання у даній спектральній області;

3 Мінімальна потужність що виявляється Pmin - потужність при якій вихідний сигнал дорівнює рівню шуму. Часто використовується еквівалентна потужність шуму.

NEP = Pmin( )-1/2

Тобто потужність, віднесена до одиничної полоси пропускання. Тут - ефективна полоса пропускання підсилювача.

4.Виявна здатність D* - величина обернена Pmin віднесена до одиничної полоси пропускання (1 Гц) і одиничної площі поверхні фотоприймача.

5.Квантова ефективність - число фотогенерованих носіїв, що припадають на один поглинутий фотон

6.Стала часу - час за який вихідний сигнал детектора досягне 63% максимального значення.

7.Опір приймача R або приведений опір. Звичайно він наводиться при нульовому зміщенні.

8. Гранична частота - найбільша робоча частота приладу.

ФІЗИЧНІ ПРИНЦИПИ РОБОТИ СЕ

Перетворення енергії у фотоелектричних перетворювачах (ФЕП) засноване на

фотовольтаїчному ефекті, який виникає в неоднорідних напівпровідникових структурах при дії на них сонячного випромінювання.

Неоднорідність структури ФЕП може бути отримана шляхом легуванням одного і того ж напівпровідника різними домішками (створення p–n - переходів) або шляхом з'єднання різних напівпровідників з неоднаковою шириною забороненої зони

(створення гетеропереходів).

Використовуються також МДП структури.

КОНСТРУКЦІЯ СЕ

Принцип роботи СЕ можна пояснити на прикладі перетворювачів з p-n-переходом, які широко застосовуються у сучасній геліоенергетиці.

аб

Конструкція (а) та принцип дії (б) фотоперетворювача

p-n ПЕРЕХІД В СТАНІ РІВНОВАГИ

ПОЯВА СТРУМУ ПРИ ОСВІТЛЕНІ

Неосновні носії вводяться через контакт

Кожного разу, коли неосновний носій-електрон рекомбінує на р-стороні, один електрон

протікає у зовнішньому колі

 

ПРОЦЕСИ У ФОТОПЕРЕТВОРЮВАЧАХ

ввмвм

Контак

 

Поглинаючий

 

Вікно

 

Прозорий

е

Підкладка

 

 

Випроміню

При роботі СЕ приладів відбуваються наступні процеси:

1.

Генерація електронно-діркових пар під дією випромінювання;

 

 

 

 

 

 

2.

Дифузія неосновних фотогенерованих носіїв до p-n, гетероабо переходу

 

 

 

 

 

напівпровідник-метал;

 

 

 

 

 

 

3.

Розділення носіїв переходом;

 

 

 

 

 

 

4.

Збирання носіїв омічними контактами.

( S

 

N

 

)−1

 

 

 

r

t

Процеси рекомбінації характеризуються часом життя неосновних носіїв заряду

 

 

 

 

 

- час життя неосновних носіїв заряду; - їх теплова швидкість; Sr - переріз захвату

 

 

 

 

носіїв рекомбінаційними центрами.

 

 

 

 

 

 

Дифузійна довжина неосновних носіїв заряду пов’язана з їх часом життя

2

k e

де k – стала Больцмана; - рухливість носіїв заряду; е – заряд електрона. Ldif

1 1 прот 1 точк

ВАХ р-n-ПЕРЕХОДУ

I

I0 Uk U

Темнова (а) та світлова (б) ВАХ СЕ

ТОЧКА МАКСИМАЛЬНОЇ ПОТУЖНОСТІ

ЕКВІВАЛЕНТНА СХЕМА СЕ

СЕ можна представити як генератор включений паралельно з діодом та послідовним та шунтуючим опорами

СОНЯЧНИЙ СПЕКТР В КОСМОСІ ТА НА ЗЕМЛІ

Спектр сонячного випромінювання. Показана різниця між випромінюванням за межами атмосфери Землі і на рівні моря

У середніх широтах потік сонячної енергії на поверхні Землі варіюється протягом дня від сходу (заходу) до полудня від 32.88 Вт/м2 до 1233 Вт/м2 в ясний день і від 19.2 мкВт/м2 до 822 Вт/м2 в похмурий день

ПОГЛИНАННЯ ФОТОНІВ У Si

Eg(Si) = 1,1 еВ в результаті будуть поглинатися фотони з довжиною хвилі <1.1 мкм

Источник: https://studfile.net/preview/14966846/