Dispozitive Optoelectronice

1. INTRODUCERE

Prin dispozitive optoelectronice se inteleg acele dispozitive electronice la care semnalul de intrare sau de iesire este radiatia optica.

Spectrul radiatiei optice este cuprins intre 5nm si 1mm. Spectrul se imparte astfel:

domeniul de radiatie ultraviolet: (5nm,400nm);

domeniul vizibil: (400nm ,760nm);

domeniul infrarosu: (760nm,1mm).

Fenomenele fizice fundamentale care stau la baza functionarii dispozitivelor optoelectronice sint absorbtia radiatiei electromagnetice in corpul solid si recombinarea radiativa a purtatorilor de sarcina in semiconductoare.

Fenomenul de creare de purtatori liberi de sarcina sub actiunea radiatiei electromagnetice se numeste EFECT FOTOELECTRIC.

Daca electronii ,care au absorbit radiatia electromagnetica ,sint extrasi din interiorul corpului solid,fenomenul poarta denumirea de efect fotoelectric extern ; acesti electroni pot participa la fenomene de conductie in vid sau gaze.

Daca electronii sint doar desprinsi de atomul de origine , devenind purtatori liberi in interiorul retelei, fenomenul poarta denumirea de efect fotoelectric intern; acest fenomen este specific numai semiconductoarelor , deoarece la metale exista un mare numar de purtatori liberi ,chiar in absenta radiatiei electromagnetice.

2.FOTOREZISTORI

Una din formele de manifestare a efectului fotoelectric intern la materialele semiconductoare consta in aparitia purtatorilor de sarcina si,ca urmare,cresterea conductivitatii electrice a semiconductorului.

Aceasta proprietate se numeste FOTOCONDUCTIVITATE iar dispozitivul optoelectronic care functioneaza pe baza acestui fenomen se numeste FOTOREZISTOR.

In functie de materialul semiconductor din care este realizat, sensibilitatea lui spectrala poate varia din ultraviolet pina in infrarosu.

Fotorezistorii se obtin prin depunerea unui strat din material semiconductor pe un suport izolator, prevazut la capete cu doua contacte ohmice pentru lipirea terminalelor.

Figure 1 Constructia unui rezistor

Suprafata fotosensibila a fotorezistorului poate varia intre 1mm2 si citiva centimatri patrati.Dispozitivul se incapsuleaza in plastic,metal,ceramica sau sticla.

Figura 2 Fotorezistor.Simbol si modul de utilizare in circuitele electrice.

Figura 3 Caracteristica curent-tensiune pentru un fotorezistor

Parametrii unui fotorezistor sint :

- valoarea rezistentei electrice la intuneric ;

- tensiunea maxima admisa la borne ;

- puterea maxima disipata ;

- sensibilitatea la lumina reprezinta raportul dintre variatia curentului si variatia iluminarii, la o tensiune constanta.Se masoara in mA/lx.

- sensibilitatea spectrala depinde de natura materialului semiconductor utilizat si reprezinta dependenta sensibilitatii S de lungimea de unda a radiatiei incidente.

Functionarea fotorezistoarelor nu depinde de semnul tensiunii aplicate. Valoarea curentului,la o tensiune data, depinde de nivelul de iluminare conform caracteristicii curent tensiune din figura 3.