Основные характеристики и параметры фоторезистора

1. Вольт-амперная характеристика — это зависимость тока через фоторезистор от напряжения U, приложенного к его выводам, при различных значениях светового потока Ф (рис. 3.9, г). Ток при называется темновым током , при — общим током . Разность этих токов равна фототоку:

2. Энергетическая характеристика — это зависимость фототока (фоторезистора) от светового потока при (рис. . В области малых Ф она линейная, а при увеличении Ф рост фототока замедляется из-за возрастания вероятности рекомбинаций носителей заряда через ловушки и уменьшения их времени жизни. Энергетическая характеристика иногда называется люкс-амперной. Тогда по оси абсцисс откладывается не световой поток, а освещенность Е в люксах.

3. Чувствительность — это отношение входной величины к выходной. Для фоторезисторов чаще всего используют токовую чувствительность , под которой понимают отношение фототока (или его приращения) к величине, характеризующей излучение (или его приращение). При отношении приращений чувствительность называют дифференциальной.

В зависимости от того, какой величиной характеризуется излучение, различают токовую чувствительность к световому потоку Ф: токовую чувствительность к освещенности Е: .

При этом в зависимости от спектрального состава излученного света чувствительности могут быть либо интегральными (при немонохроматическом излучении), либо монохроматическими (при монохроматическом излучении).

В качестве одного из основных параметров фоторезистора используют величину удельной интегральной чувствительности, которая характеризует интегральную чувствительность, когда к фоторезистору приложено напряжение 1 В:

У промышленных фоторезисторов удельная интегральная чувствительность имеет пределы десятые доли — сотни при освещенности .

4. Абсолютная и относительная спектральные характеристики — это значения чувствительности в полосе частот.

Рис. 3.10. Входной сигнал (а), переходная (б) и температурная (в) характеристики фоторезистора

Абсолютная спектральная характеристика представляет собой зависимость монохроматической чувствительности, выраженной в абсолютных единицах, от длины волны регистрируемого потока излучения.

Относительная спектральная характеристика есть зависимость монохроматической чувствительности от длины волны, отнесенная к значению максимальной чувствительности:

Спектральная характеристика определяется материалом фоторезистора и введенными в пего примесями. На рис. 3.9, е показаны спектральные характеристики фоторезисторов, выполненных на основе материалов: . Вид спектральной характеристики свидетельствует о том, что для фогорезисторов некоторых типов необходимо тщательно подбирать пару излучатель - фотоприемник.

5. Граничная частота - это частота синусоидального сигнала, модулирующего световой поток, при котором чувствительность фоторезистора уменьшается в 2 раз по сравнению с чувствительностью при смодулированном потоке Гц).

В ряде случаев частотные свойства фоторезистора характеризуются переходной характеристикой. На рис. 3.10, о показаны переходные характеристики фоторезисторов с высокой (кривая 7) и низкой (кривая 2) темновой проводимостями. Хотя истинная переходная характеристика обычно не является строго экспоненциальной, в большинстве случаев инерционность характеризуют постоянной времени .

6. Температурный коэффициент фототока — это коэффициент, показывающий изменение параметров фоторезистора с изменением температуры:

У промышленных фоторезисторов . Иногда используют температурную характеристику фоторезистора, показывающую относительное изменение сопротивления при изменении окружающей среды (см. рис. 2.6, в).

Пороговый поток — это минимальное значение потока , которое может обнаружить фоторезистор на фоне собственных шумов. Определяется как среднеквадратичное значение синусоидально модулированного светового потока, при воздействии которого среднеквадратичное значение выходного электрического сигнала равно среднеквадратичному значению шумов фоторезистора.