Фотосопротивления

Устройства, действие которых основано на использовании фотопроводимости полупроводников, называются фотосопротивлениями (фоторезисторами). Их применяют для автоматического управления электрическими цепями с помощью световых сигналов. В отличие от фотоэлементов фотосопротивления можно использовать в цепях переменного тока, поскольку их электрическое сопротивление не зависит от направления тока.

Фотосопротивление состоит из полупроводника, обладающего значительной фоточувствительностью, с достаточно большой поверхностью для облучения. Так как полупроводник при комнатной температуре обладает очень малой проводимостью, то в отсутствие освещения в цепи (рис. 35.8, а) течет слабый (темновой) ток. При освещении полупроводника его сопротивление уменьшается и ток в цепи усиливается, возрастая по мере увеличения освещенности.

Так как излучение проникает в полупроводник лишь на небольшую глубину и сопротивление изменяется только в тонком поверхностном слое, нет смысла делать фотосопротивление толстым. При изготовлении фотосопротивлений тонкий слой полупроводника наносится на изолятор с электродами в виде полосок (рис. 35.8, б) и покрывается пленкой прозрачного лака. Условное изображение фоторезисторов показано на рис. 35.8, в. В качестве материала для фотосопротивлений используется кремний Si селен Se сернистый таллий Tl₂S, сернистый висмут Bi₂S₃ сернистый кадмий CdS и др. Каждый из этих материалов имеет свои особенности, определяющие область его применения. Например, наибольшая фоточувствительность различных полупроводников падает на различные интервалы длин волн. Очень хорошими фотоэлектрическими свойствами обладает CdS. Он реагирует только на излучение с длиной волны 0,5 мкм, а его сопротивление при освещении может уменьшаться в миллион раз.

К достоинствам фотосопротивлений относятся: высокая фоточувствительность, большой срок службы, малые размеры, простота изготовления, возможность выбора фотосопротивления для нужного интервала длин волн, в частности и для инфракрасной области.

К недостаткам относятся: отсутствие прямой пропорциональности между током в цепи и интенсивностью освещения, влияние на величину сопротивления температуры окружающей среды, инерционность. Последний недостаток объясняется тем, что рекомбинация электронов и дырок после прекращения освещения происходит за время от одной до сотен микросекунд, поэтому при быстрых изменениях светового потока проводимость полупроводника не успевает следовать за этими изменениями.