Фоторезистор

полупроводниковый прибор, характеризующийся свойством изменять своё электрическое сопротивление под действием оптического излучения (см. Фотопроводимость). Через Ф., включенный в электрическую цепь, содержащую источник постоянного тока, протекает электрический ток. При облучении Ф. ток увеличивается в результате появления фототока, который пропорционален уровню воздействующего сигнала и не зависит от полярности приложенного к Ф. напряжения. Появление фототока (или вызванного им изменения напряжения на Ф.) используется для регистрации излучений (см. Приёмники излучения, Приёмники света, Оптрон).

Для изготовления Ф. используют Se, Te, Ge (чистый либо легированный Au, Cu или Zn), Si, PbS, PbSe, PbTe, InSb, InAs, CdS, CdSe, HgCdTe. Характерная особенность этих полупроводниковых материалов – малая ширина запрещенной зоны (См. Запрещённая зона) (например, у InSb она составляет 0,18 эв). Полупроводник наносят в виде тонкого слоя на стеклянную или кварцевую подложку либо вырезают в виде тонкой пластинки из монокристалла. Слой (пластинку) снабжают двумя контактами (электродами). Подложку с фоточувствительным слоем (или пластинку) и электроды помещают в защитный корпус.

Важнейшие параметры Ф.: интегральная чувствительность (определяемая как отношение изменения напряжения на единицу мощности падающего излучения при номинальном значении напряжения питания) составляет 10³–10⁸ в/вт; порог чувствительности (величина минимального сигнала, регистрируемого Ф., отнесённая к единице полосы рабочих частот) достигает 10^-12вт/гц¹/₂ постоянная времени (характеризующая инерционность Ф.) лежит в пределах 10^-3–10^-8 сек.Для повышения порога чувствительности и расширения рабочего диапазона длин волн принимаемого излучения фоточувствительный слой некоторых Ф. подвергают охлаждению. Так, охлаждение Ф. из PbS до 78 К позволяет на порядок повысить пороговую чувствительность и расширить диапазон длин волн принимаемого излучения с 3,3 мкм до 5 мкм; глубоким охлаждением (до 4 К) Ф. из Ge, легированного Zn, доводят границу его спектральной чувствительности до 40 мкм.

Лит.: Марков М, Н., Приемники инфракрасного излучения, М., 1968; Аксененко М. Д., Красовский Е. А., Фоторезисторы, М., 1973.

И. Ф. Усольцев.

ФОТОРЕЗИСТОР (от фото... и резистор) - полупроводниковый резистор, электрическое сопротивление которого изменяется в зависимости от его освещенности. Применяется, напр., в устройствах для воспроизведения звука, в следящих системах.

photoconducting cell, photoconductive cell, photoconductor, photoresistor, light resistorphotoresistor

ФОТОРЕЗИСТОР

- полупроводниковый резистор, изменяющий своё электрич. сопротивление под действием внеш. эл.-магн. излучения. Ф. относятся к фотоэлектрич. приёмникам излучения, их принцип действия основан на внутр. фотоэффекте в полупроводниках (см. Фотопроводимость). Основу Ф. составляет слой (или плёнка) полупроводникового материала на подложке (или без неё) с нанесёнными на него электродами, посредством к-рых Ф. подключается к электрич. цепи. Фоторезистивный слой получается, напр., прессованием порошка или распылением водно-спиртовой суспензии полупроводникового материала непосредственно на поверхности подложки, хим. осаждением, эпитаксией, напылением. Полученные т. <о. слои (плёнки) могут подвергаться отжигу. В зависимости от назначения Ф. могут быть одно- и многоэлементные (мозаичные), с охлаждением и без, открытые и герметизированные, выполненные в виде отд. изделия или в составе интегральных схем. Для расширения функцией, возможностей Ф. дополняют фильтрами, линзами, растрами (оптич. модуляторами), предварит. усилителями (в микроминиатюрном исполнении), термостатами, подсветкой, системами охлаждения и др. (рис. 1).

Рис. 1. Охлаждаемый фоторезистор: 1 - входное окно; 2 - фоточувствительный элемент; 3 - контактная колодка; 4 - предусилитель; 5 - теплоотвод: 6 - электрические выводы; 7-основание; 8- терморезистор; 9 - термо электрический охладитель.

Основные параметры фоторезистора: темновое сопротивление (10¹-10¹⁴ Ом); спектральный диапазон чувствительности (0,5-120 мкм); постоянная времени (10^-2- 10^-9 с); вольтовая чувствительность (10³-10⁶ В/Вт); обнаружительная способность (10⁸ -10¹⁶ см
• Гц ^1/2
• Вт ^-1); температурный коэф. чувствительности (0,1-5%/К); рабочее напряжение (0,1 -100 В).

Рис. 2. Кривые спектральной чувствительности фоторезисторов на основе CdS (кривая I), CdSe (2), PbS (3), твёрдого раствора PbS-PbSe (4,5), PbSe (6), PbSn(Te) (7).

Ф. обладают избирательностью к внеш. излучению: так, Ф. на основе CdS и CdSe чувствительны к видимому, УФ-, рентг. и g-излучениям, а также к ближнему ИК-излучению; Ф. на основе PbS, PbSe, InSb, CdHgTe и PbSnSe -к ИК-излучению с длиной волны до 14 мкм (рис. 2), а на основе легированных Si и Ge - до 40 мкм. Высокая чувствительность, стабильность фотоэлектрич. характеристик во времени, малая инерционность, простота устройства, допускающая разнообразное конструктивно-технол. исполнение, способность работать в широком диапазоне механич. и климатич. воздействий обусловили широкое использование Ф. в приборах и устройствах оптоэлектроники. (См. также Полупроводниковые материалы. Полупроводниковые приборы.)

Лит.: Олеск А. О., Фоторезисторы, М.- Л., 1966; Пасынков В. В., Чиркин Л. К., Шинков А. Д., Полупроводниковые приборы, 4 изд., М., 1987. А. О. Олеск.