Источники и приемники излучения - Ишанин Г.Г.
ISBN 5-7325-0164-9
Скачать (прямая ссылка):
xL = 2я/м1др = (30 -т- 100)
где R3 — сопротивление эмиттерного перехода по постоянному току в схеме с общей базой; Ьар —• индуктивность дросселя.
Схема, показанная на рис. 4.18, б, имеет малую чувствительность к фоновой засветке, так как при /м = 0 чувствительность (рис. 4.18, в) близка к нулю. Исследования показали, что нормальная работоспособность схемы сохраняется до фоновых засветок 2200 лк и температуры 70 °С. Достоинство схемы — относительно большее значение выходного сопротивления [33]
^ВЫ1 = Як/(1 ~Ь Р),
где RK — сопротивление коллекторного перехода; р — коэффициент передачи по току в схеме с общим эмиттером.
Выходное сопротивление будет в 6—8 раз выше, чем в схеме с «оборванной» базой.
При низких частотах модуляции потока излучения дроссель в схеме, изображенной на рис. 4.18, б, может быть чрезмерно большим. В этом случае используют схему включения, показанную на рис. 4.18, г. Схема обладает меньшим выходным сопротивлением (i?Bbix обратно пропорционально постоянному току эмиттера). Она больше чувствительна к фоновым засветкам и обладает худшей стабильностью, чем предыдущая, из-за отличной от нуля связи между базой и эмиттером по постоянному току. Однако индуктивность дросселя выбирается в этой схеме намного ниже, чем в предыдущей.
5 F. Г. Ишанин и др. 129
В)
0 2 4 ЪкГц
ФТ имеют следующие недостатки: нестабильность параметров при изменении температуры; неравномерность чувствительности по полю из-за экранирования освещаемой базы коллектором (при освещении базы со стороны коллектора) или эмиттером (при освещении базы со стороны эмиттера); увеличенный по сравнению с ФД порог чувствительности из-за значительных шумов (у ФТ-1 напряжение шума достигает 5-103 мкВ); большую постоянную времени (10-4—10-в с).
Учитывая названные недостатки, вероятно, целесообразно в будущем проектировать и изготавливать интегральные ПИ, представляющие собой соединение ФД и обычного транзистора в едином технологическом процессе на одном кристалле, что позволит получить эффективный и малоинерционный ФД и ВЧ транзистор: их соединение дает качественный ФТ [67].
Полевые ФТ. Такие ФТ по сравнению с обычными имеют три электрода: исток, сток и затвор (рис. 4.18, д) [33]. Между истоком и стоком образуется фоторезистивный проводящий канал, сопротивление которого изменяется при его облучении и зависит также от потенциала затвора. Расширение р—n-перехода уменьшает сечение канала и увеличивает его сопротивление, и наоборот. При освещении полевого ФТ переход канал—затвор можно рассматривать как обычный ФД, в цепь которого включено сопротивление нагрузки Rn, причем фототок /ф на RH пропорционален потоку излучения. Падение напряжения на нагрузке АУН = = Ян/ф изменит потенциал затвора, что приведет к изменению гока стока /с:
Д/с = 5 AVH — SRHIф,
где S — крутизна характеристики передачи dIJdVH при напряжении сток—истоки Ус_и = const.
Токовая чувствительность полевого ФТ
Si п. т = А1С1/Ф = SRHIф/Ф = SRhSj,
где SRH — увеличение чувствительности полевого ФТ относительно ФД (более чем на три порядка); S, — токовая чувствительность обычного ФД.
К недостаткам полевого ФТ относят нелинейность его энергетических характеристик, так как при больших уровнях потока излучения потенциал затвора становится столь малым, что его изменение уже не влияет на ток стока, который близок к максимальному значению. Полевые ФТ имеют постоянную времени ~Ю-7 с, определяемую инерционностью цепи затвора и временем пролета носителей через канал.
Фототиристоры. Фототиристором называют фотоэлектрический полупроводниковый прибор р—п—р—ft-структуры с тремя р—n-переходами, при освещении которого прибор переводится из закрытого состояния в открытое в прямом направлении. Схема работы фототиристора аналогична схеме работы обычного тиристора с той лишь разницей, что управляющей величиной является
130
не ток, а световой поток (рис. 4.19, а) [753. При отсутствии освещения эмиттерные переходы фототиристора Пх и Я3 смещены в прямом направлении, а коллекторный /72—в обратном согласно полярности приложенного напряжения питания Удит- В этом случае фототиристор заперт, и, если принять /а = /к = /, а управляющий ток /у = 0, то через р—п—р—n-структуру протекает ток (темновой)
I — 7ко 1 ~Ь ^ко а
1 — (ап -{- ар)
где ап и ар — коэффициенты усиления по току транзистора р—п—р и п—р—п соответственно; /Ко1 и /к.о8 — обратные тем-новые токи утечки коллекторных переходов транзисторов п—р—п и р—п—р.
При освещении фототиристора во всей его структуре генерируются пары электрон—дырка, одинаково эффективно участвующие в увеличении тока через структуру. Одновременно электроны базы р2 диффундируют к р—ft-переходу /7а и, будучи неосновными носителями в области рг, переходят в область объемного заряда, где и рекомбинируют, создавая фототок. Электронно-дырочные пары, генерируемые вблизи перехода Пъ отсасываются через Я2 и Л3, образуя также фототок, при условии, что расстояние от места их генерации до ближайшего р—n-перехода было бы не больше диффузионной длины дырок Lp и электронов Ln. Когда световой поток Ф, падающий на фототиристор, увеличивается, то возрастает фототок и увеличиваются коэффициенты усиления по току an и ар эквивалентных транзисторов р—п—р и п— р—п
