ОБЛАДНАННЯ. 1. Джерело – змінного струму на 220 В -1 шт.

1. Джерело – змінного струму на 220 В -1 шт.

2. Електролампи на 220 В 25 Вт -3 шт.

3. Вимикачі -2 шт.

4. Джерело постійного струму на 30 В -1 шт.

5. Вольтметр постійного струму на 30 В -1 шт.

6. Міліамперметр постійного струму на 10 mA -1 шт.

7. Фоторезистор типу ФР-765 - 1шт.

8. Комплект з'єднувальних проводів - 1шт.

Короткі теоретичні дані

Згідно ГОСТ 22622-77 фоторезистивиий ефект - зміна електричного опору напівпровідника, яка обумовлена винятково дією оптичного випромінювання та не зв'язана з його нагрівом.

Згідно ГОСТ 22622-77 фотопровідність-електропровідність напівпровідника, яка обумовлена фоторезистивним ефектом.

До оптичного випромінювання відносять ультрафіолетове, видиме та інфрачервоне з довжиною хвилі від десятків нанометрів до десятих долей міліметра.

Видиме випромінювання знаходиться у діапазоні довжин хвиль

Мкм.

Робота фотоелектричних приладів заснована на фотоелектрич­них явищах (фотоефектах). Розрізнюють два виду фотоефекта: внут­рішній та зовнішній.

Внутрішній фотоефект - збудження елек­тронів речовин, тобто перехід їх на більш високий енергетичний рі­вень під впливом випромінювання, завдяки чому змінюється кон­центрація вільних носіїв зарядів, а значить, і електричні власти­вості речовини. У металах внутрішній фотоефект є відсутнім. Він є тільки у напів- провідників. Його використовують у фоторезисторах, фотодіодах, фототраизисторах та інших напівпровідникових фото­електричних приладах.

Зовнішній фотоефект - фотоелектронна емісія, тобто вихід електронів за межі поверхні речовини під дією випромінювання. Фотоелектронна емісія у більший або менший мірі може відбуватися у будь-який речовині. Зовнішній фотоефект вико­ристовують у вакуумних та газорозрядних фотоелементах а також у фотоелек- тронних помножувачах.

В залежності від способу передачі додаткової енергії елек­тронам розрізняють:

- термоелектронну емісію, при якій додаткова енергія передається в результаті нагрівання метале­вого або напівпровідникового електрода - катода;

- фотоелектронну емісію, при якій на поверхню катода діє електромагнітне випромінювання.

Фоторезистор складається із пластини або плівки напівпровідникового матеріалу, який закріплений на основі із непровідного матері­алу - скла, кераміки або кварцу.

Світловий потік попадає крізь спеціальний отвір (вікно) на фотоактивний матеріал, який знаходиться у корпусі фоторезистора. В якості електродів використовують метали, які не піддаються ко­розії (золото, платина та ін.) та утворюють хороший контакт з напівпровідником. Для захисту від зовнішніх впливів поверхню фотоактивного матеріалу покривають шаром прозорого лаку.

При підключенні неосвітленого фоторезистора до джерела жив­лення по колу тече темновий струм І_Т, який зумовлений наявністю в неосвітленому напівпровіднику деякої кількості вільних носіїв заря­-

ду. При освітленні фоторезистора струм у колі І значно зростає за рахунок збільшення концентрації вільних носіїв заряду.

Світловий струм або фотострум - різниця струмів при наявності та відсутності освітлення: .

Вольтамперні характеристики більшості фоторезисторів ліній­ні, але у деяких випадках при збільшенні напруги лінійність пору­шується.

Фотострум також залежить від спектрального складу світлового потоку.

Фоторезистори мають значну інерцію, яка зумовлена часом генерації та рекомбінації електронів та дірок, що відбувається при зміні освітленості фоторезистора. Чутливість деяких типів фоторе -зисторів значно зменшується при частотах модуляції світлово­го потоку біля 1 кГц.

Фоторезистори із селенистого свинцю менш інерційні і мо­жуть діяти на частотах біля 10 кГц.

Значення параметрів фоторезисторів, як і будь-яких напівпро­відникових приладів, істотно залежать від температури.

Переваги фоторезисторів: .

1) висока чутливість;

2) можливість використання у інфрачервоній області спектру випромінювання;

3) малі габарити;

4) робота як на постійному так і на змінному струмі, .

Послідовність проведення роботи

1. Вивчіть будову, принцип дії, основні особливості та об­ласті застосування фоторезисторів.

2.Встановіть на блоці живлення перемикач "0... 30 В" у поло­ження "-" та включіть перемикач "~220 В".

3. Зберіть схему дослідження фоторезистора (рис. 18) та пред'явіть викладачу для перевірки.

4. Змінюючи напругу від 0 до 30 В через 5 В виміряйте стру­ми І при різних освітленнях фоторезистора (по черзі включить 1,2 і 3 лампи). Запишіть їх у табл. 12,

5. На рис. 19 по крапкам побудуйте вольтамперні характеристики при різних освітленнях фоторезистора. При цьому темновим струмом, завдяки дуже малій його величині, нехтуємо .

б. Проведіть аналіз вольт-амперних характеристик фоторезис-

тора та запишіть у робочий зошит висновки і рекомендації.

1. Усно дайте повні відповіді на контрольні запитання.

Рис. 18. Схема дослідження фоторезистора типу ФР-765

Таблиця 12

Параметри дослідження фоторезистора

Зміст звіту

1. Номер, назва та мета лабораторної роботи.

2. Схема дослідження (рис.18).

3. Таблиця 12.

4. Вольтамперні характеристики фоторезистора (рис. 19)

5. Висновки та рекомендації.

Контрольні запитання

1. Яка будова та принцип дії фоторезисторів?

Іф,мА

Uф, В

Рис.19. Вольт-амперні характеристики фоторезистора при

різних освітленнях:

- для 1 лампи; - для 2 ламп; - для 3 ламп.