Фоторезисторы

В фоторезисторах используется эффект изменения концентрации свободных носителей под воздействием светового потока. Для этого необходимо, чтобы энергия фотона e_Ф была больше ширины запрещенной зоны e_З, т. е. собственный фотоэффект возможен при длине волны падающего света

l < .

В этом случае электроны получают дополнительную энергию – переходят в зону проводимости и образуется дополнительная пара свободных носителей (электрон-дырка), электропроводность полупроводника возрастает:

,

где q – заряд электрона; m_n, m_p – подвижности электронов и дырок; n₀, p₀ – начальные концентрации электронов и дырок при отсутствии светового потока (определяют темновое сопротивление фоторезистора); Dn(Ф), Dp(Ф) – приращение носителей под воздействием светового потока.

Зависимость фототока от светового потока нелинейная (рис. 4.49), но можно выделить линейный участок (Ф_min¸Ф_max), на котором фоторезистор характеризуют интегральной чувствительностью .

Фоторезисторы имеют практически линейную вольт-амперную характеристику при одном и том же световом потоке (рис. 4.49).

Спектральная характеристика определяет зависимость чувствительности от длины волны падающего света (рис. 4.50) и имеет избирательный характер. Это надо учитывать при использовании фоторезистора. Фоторезисторы обладают довольно большой инерционностью. Их граничные частоты при модулировании светового потока гармоническим сигналом составляют десятки – сотни килогерц. Параметры фоторезистора, как и всех полупроводниковых элементов, зависят от температуры.