При необходимости получения линейного индикатора уровня освещенности измерительный прибор (для случая работы его как ФПВ) следует выбирать так, чтобы собственное сопротивление было значительно меньше, чем оптимальное сопротивление нагрузки ФПВ.
50
Измеряемый ток в этом случае практически представляет собой ток короткого замыкания, который изменяется линейно при изменении уровня освещенности В настоящее время имеются ФПВ, обеспечивающие линейный ход зависимости /Кз(№) до энергетической освещенности 103 мВт/см2.
Спектральная характеристика и большой квантовый выход кремниевых ФП позволили успешно использовать их для измерений мощности излучения СД в видимой и ближней инфиа-красной областях спектра вплоть до Ю-8 Вт На рис. 32 показано устройство, позволяющее измерять общую выходную мощность СД или мощность, заключенную внутри заданного телесного угла. Электрическая схема обеспечивает рабо* ту ФПВ в режиме, близком к короткому замыканию, так что его выходной ток /кз будет
прямо пропорционален лучистой энергии, падающей на него от СД. Лучистую энергию СД в ваттах можно определить, разделив ток прокалиброванного ФПВ на его чувствительность для данной длины еолны. Величина чувствительности определяется по кривой абсолютной спектральной чувствительности ФПВ (см. рис.9). Улучшение собирания излучаемой СД энергии достигается с помощью отражающих поверхностей При измерении полной мощности излучения СД светочувствительная площадь ФПВ должна быть достаточно большой, чтобы на нее мог попасть весь сформированный пространственно неоднородный поток СД. Для определения величины излучаемой СД мощности в данном телесном угле между ним и ФПВ устанавливают диафрагму.
Благодаря высокой эффективности кремниевые ФП с успехом могут быть использованы в механизмах автоматических затворов кино- и фотокамер. Несоответствие спектральной чувствительности ФП и глаза можно устранить специальными фильтрами, при этом происходит уменьшение (до 50%) выходного сигнала.
В новейших конструкциях фото- и кинокамер установка экспозиции также осуществляется с помощью кремниевых ФП, которые сменили ранее использовавшиеся для этой цели селеновые и сернисто-кадмиевые ФП.
При использовании приборов с неглубоким залеганием р-п перехода (с повышенной чувствительностью в области «видимого светового излучения) спектральная характеристика кремниевых ФП мало отличается от характеристики цветной пленки Плавность спектральной характеристики фотопреобразователей позволяет довести ее до полного совпадения с характеристикой цветной пленки при помощи простого оптического светофильтра. Кроме того, кремниевые ФП, в отличие от селеновых и сернистокадмиевых фотоприборов, имеют хорошую временную стабильность и высокое быстродействие. Фото-
вилотой или серебряный
отражатель
СУ-
Фотоприемнин
Рис 32. Устройство для измерений общей выходной мощности светодиода.
4*
51
приемники, установленные в фото- и кинокамерах фирмы Фудзи Фотофильм К0, имеют размер 3X3 мм при фоточувствительной поверхности 2,6x2,7 мм. Чувствительность ФП линейно уменьшается при каждом двухкратном увеличении освещенности. Приборы обладают повышенным обратным сопротивлением при их полном затенении и работают в электронной схеме с полевыми транзисторами.
Логарифмический закон, требуемый при регулировке уровня освещенности, может быть обеспечен, например, при работе ФП в фотовольтаическом режиме (э. д. с. холостого хода). ^ Применение светочувстви-
тельных элементов с обычной линейной характеристикой не позволяет сконструировать диафрагму с требуемой скоростью уменьшения отверстия, так как генерируемый фототок при большой освещенности окажется недопустимо большим. *' 10~6 10~5 10~и 10~3 Ю~г Ю~1С появлением лазерной тех-
Уровень освещенности. Вт-см~г ники возникла необходимость
измерения мощности излучения Рис. 33. Эффективность работы как одиночных коротких им-ФП при различных уровнях облу- пульсов, так и импульсов ченности. с большой частотой следова-
ния. Подобные измерения требуют применения малоинерционных ФП. Кроме того, при большой пиковой мощности импульса излучения желательны приборы, обладающие линейностью световой характеристики до возможно больших значений падающей энергии. Это может быть достигнуто уменьшением последовательного сопротивления прибора Rn и увеличением сопротивления запорного слоя Rp-n. Так как поток излучения импульсных лазеров может иметь сечение несколько квадратных сантиметров и обладать пространственной неоднородностью, то в данном случае для измерительных целей необходимо иметь ФП с большой фоточувствительной площадкой. Фокусировка же импульсного излучения, помимо технических трудностей, нежелательна еще и потому, что она резко увеличивает освещенность ФП, а это может потребовать дополнительного ослабления излучения и приведет к увеличению погрешности измерения.
При индикации лучистых потоков высокой интенсивности целесообразно использовать ФЭП, обладающие наибольшей эффективностью при образовании высоких уровней облученности — 200 Вт/м2 и выше (рис. 33, кривая 1).
При регистрации очень низких облученностей, что представляет значительный практический интерес, эффективность такого ФЭП мала. Это обусловлено тем, что в очень тонких (несколько десятых долей мкм) переходах, характерных для ФЭП энергетического назначения, имеет место эмиссия за счет внутреннего поля Эмиссия уменьшает эффективное сопротивление перехода и делает ФЭП мало чувствительным к низким освещенностям Приборы, обладающие повышенной чувствительностью к низким облученностям (рис. 33, кривая 2), лишены этого недостатка. Они имеют увеличенную ширину перехода, эффективное сопротивление которого достаточно велико. Однако это достигается при одновременном увеличении толщины 52
верхнего легированного слоя, что приводит к некоторому уменьшению коэффициента собирания.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.