Раздел: Документация
0 ... 31 32 33 34 35 36 37 ... 60 R  Рис, 89. Диаграмма энергетических уровней и вольт-амперная характеристика светодиода -фототиристора Штриховые пряные —линии нагрузки; /?, — оптический выключатель; Л -*> оптичесхнй триггер; Л, — оптический усилитель ние включения уменьшается с ростом светового потока. Под действием света прибор включается сразу, но после прекращения облучения ои продолжает оставаться во включенном состоянии. Чтобы вернуть прибор в выключенное состояние, необходимо уменьшить приложенное напряжение. Из-за этого для работы прибора в цепях постоянного тока необходимо дополнительно ставить схему принудительного выключения, но для коммутации переменного тока, где напряжение проходит через ноль, такая схема ие нужна. Фототиристоры обычно делают из кремния, поэтому вид спектральной чувствительности у них такой же, как у всех кремниевых светочувствительных элементов. Спектральная чувствительность достигает максимума в окрестности длины волиы 1 мкм. В качестве управляющих источников света применяют GaAs-светодиод, GaAs-лазер, электрические лампы накаливания. Первыми вышли иа рынок фото-тиристорные оптроны, объединившие фототиристор со светодиодом. Фотоприемники со структурой фототиристора могут управлять не только мощностью в электрической цепи, но и свечением в светодиоде с отрицательным сопротивлением, имеющем тиристорную структуру (рис. 89). Свечение возникает в переходе h- Такой прибор предполагают использовать в качестве оптического функционального элемента (преобразователя ИК-излучения в видимое, оптического триггера, усилителя света). Эти элементы делают из материалов с высоким квантовым выходом, например GaAs, InGaAsP. Что такое солнечная батарея?. Солнечные батареи — это полупроводниковые приборы, преобразующие солнечный свет в электрическую энергию. Типичная структура таких приборов показана на рис. 90. Оиа представляет собой р — л-переход с омическими контактами. Если энергия квантов света выше ширины запрещенной souu компонентов перехода, то под действием света генерируются электронно-дырочные пары. Оии разделяются потенциальным барьером в области перехода, и носители движутся в л- и р-области. В результате электронов в л-области и дырок в р-области становится в избытке и эти области приобретают соответственно отрицательный и положительный заряд. При отсутствии внешней цепи накопление зарядов  Рис. 90, Структура и диаграмма энергетических уровней солнечной батареи 5 С. Гон да, Д. Сэко 105  Ширина запрещенной зощзЗ Рис. 91. Связь между шириной запрещенной зоны и КПД солнечного элемента (J. J. Loferski; J. Appl. Phys. 27, 777, 1956) AMO— спектр солнца в воздухе; AMI — то же иад морем, когда солнце в зените вызывает понижение и даже исчезновение потенции ального барьера и разделение пар прекращается. Наступает состояние равновесия. Напряжение, возникающее в таком состоянии на р — л-переходе, называют напряжением размыкания. Подключив к прибору внешнюю цепь с нагрузкой, можно отбирать электроэнергию. Чтобы при поглощении солнечного света возникали электронно-дырочные пары, необходимо использовать полупроводники с шириной запрещенной зоны, соответствующей энергии излучения. Нужный полупроводник подбирают по соотношению между шириной запрещенной зоны и КПД (рис. 91) с учетом указанных ниже условий. Из-за того что свыше 90 0/о) энергии солнечного света находится в видимой области, желательно применять материалы с шириной запрещенной зоны 1,0—2,2 эВ. Кроме того, электроны и дырки, рожденные солнечным светом, не должны полностью рекомбннировать до достижения ими потенциального барьера, поэтому пригодны только материалы с долгоживущими носителями и малой скоростью поверхностной рекомбинации. В качестве материалов для солнечных батарей ис пользуют различные полупроводники, в основном кремний. Если рассматривать только ширину запрещенной зоны и коэффициент поглощения, то кремний— не самый подходящий материал, но обилие 0 ... 31 32 33 34 35 36 37 ... 60
|
