Полупроводники широко используются в различных областях науки и техники. Помимо типичных традиционных диодов и триодов, которые рассмотрены отдельно, на практике применяют и некоторые другие полупроводниковые элементы. Приведем некоторые их примеры.
Светоизлучающие диоды
Твердотельные приспособления, представляющие собой люминесцентные излучатели.
Рекомбинация электронов и «дырок» генерирует эмиссию излучения, длина волны которой зависит от материала полупроводника и находится в полупроводниковой полосе, простирающейся от УФ (350 нм) до ближней ИК области (1 550 нм):
Несмотря на то, что излучательная способность и КПД СИДов ниже, чем ламп накаливания аналогичной мощности, они имеют ряд преимуществ при использовании их в различных областях техники. Они гораздо долговечнее (100 000 ч), дешевле, дают узкую спектральную ширину эмиссии и их излучение можно модулировать по частоте вплоть до наносекундной области. С увеличением температуры кривая спектрального излучения батохромно сдвигается от 0,1 до 0,3 нм К-1.
Следует отметить, что излучение некоторых СИДов содержит паразитное излучение.
Терморезисторы (термисторы)
Электрическое сопротивление полупроводников в значительной степени зависит от температуры.
На этом явлении основано действие терморезисторов или термисторов.
Первый термистор был создан в 1833 году Майклом Фарадеем, который обнаружил полупроводниковое поведение сульфида серебра. Фарадей заметил, что сопротивление сульфида серебра резко уменьшается при повышении температуры (этот опыт был также первым документированным наблюдениям полупроводникового материала).
Поскольку первые термисторы были сложными в изготовлении и применение технологии было ограниченным, промышленное производство терморезисторов началось только после 1930 года.
Сегодня терморезисторы используют для измерения температур, автоматического регулирования тока, измерения скорости движущихся объектов, в газоанализаторах тому подобное.
Фоторезисторы
Собственная проводимость полупроводников зависит от освещения. Изготовленные из таких полупроводников элементы называются фоторезисторами.
Фотоэлектрический полупроводниковый приемник излучения, принцип действия которого основан на эффекте фотопроводимости – явлении уменьшения сопротивления полупроводника при возбуждении носителей заряда светом.
Характеризуется одинаковой проводимостью независимо от направления протекания тока.
Самым популярным полупроводником для изготовления фоторезисторов является сульфид кадмия (CdS).
Фоторезисторы являются менее светочувствительными чем фотодиоды или фототранзисторы, поскольку фоторезисторы являются пассивными компонентами. Фотосопротивление (электрическое сопротивление) любого фоторезистора может изменяться в широких пределах в зависимости от температуры окружающей среды, что делает их непригодными для применений, требующих точного измерения или чувствительности к свету.
Для фоторезисторов также характерна некоторая задержка между действием света и последующим изменением сопротивления, значение которой, как правило, составляет около 10 мс. Время задержки при переходе от освещенных к темным средам еще большее и часто достигает 1 секунды. Это свойство делает фоторезисторы непригодными для измерения объектов, которые быстро мигают.
Полупроводниковые фотоэлементы
Так называются приборы, в которых свет, действуя на р-n переход запорного слоя, обусловливает возникновение ЭДС порядка нескольких десятых вольта.
Полупроводниковые фотоэлементы не требуют источника напряжения, они сами превращают световую энергию в электрическую.
Фотоэлектрические батареи с полупроводниковыми фотоэлементами используют на искусственных спутниках Земли для питания радиоаппаратуры, в измерительной технике, в автоматике и тому подобное.
Вам нужно срочно заказать статью по физике для публикации? Обратитесь за помощью к нашим экспертам!
Комментарии