|
|
|
|
|
Глава 3. Электрический ток в различных средах
§ 3.20. Термисторы и фоторезисторыБолометрыИнтересной и важной разновидностью термисторов являются болометры*, предназначенные для измерения энергии очень слабого теплового излучения. Источником такого излучения может быть свет звезд или Солнца, прошедший через спектрометр и разложенный на тысячи спектральных линий, энергия в каждой из которых очень мала. * От греч. bole‾ — луч и греч. metron — мера. Рабочий элемент болометра представляет собой очень тонкую, от долей микрометра до нескольких микрометров, пленку полупроводникового материала, нанесенную на стеклянную или кварцевую подложку. С помощью современных электронных схем оказывается возможным зарегистрировать изменение температуры болометра на десятимиллионные доли кельвина. Благодаря этому полупроводниковые болометры позволяют обнаружить излучение, мощность которого составляет 10-7 Вт. ФоторезисторыЭлектрическая проводимость полупроводников повышается не только при нагревании, но и при освещении. В этом можно убедиться с помощью установки, схема которой изображена на рисунке 3.62, а. Можно заметить, что при освещении полупроводника (рис. 3.62, б) сила тока в цепи заметно возрастает. Это указывает на увеличение проводимости полупроводника под действием света. Данный эффект не связан с нагреванием, так как может наблюдаться и при неизменной температуре.
Электрическая проводимость полупроводника возрастает вследствие разрыва ковалентных связей и образования свободных электронов и дырок за счет энергии света, падающего на полупроводник. Это явление называется внутренним фотоэлектрическим эффектом. Полупроводниковые резисторы, сопротивление которых меняется под действием света, называются фоторезисторами или фотосопротивлениями. Они отличаются друг от друга формой, размерами, материалом, назначением. Миниатюрность и высокая чувствительность фоторезисторов позволяет использовать их в самых различных областях науки и техники для регистрации и измерения слабых световых потоков. Имеются фоторезисторы, которые способны реагировать не только на видимое излучение, но и невидимое инфракрасное (тепловое) излучение. Способность фоторезисторов реагировать на тепловое излучение позволяет использовать их для измерения температуры расплавленной стали и чугуна в металлургической промышленности, раскаленной массы материала в керамической, цементной и многих других отраслях промышленности. Приборы, служащие для измерения температуры нагретых тел по интенсивности и спектральному составу теплового излучения, называются пирометрами. Пирометры, в которых использованы фоторезисторы, по сравнению с обычными оптическими приборами, способны измерять температуры, приблизительно в 10 раз более низкие. Фоторезисторы широко используются в системах автоматической охраны территорий и помещений. Световой луч, проходящий по периметру охраняемой территории, падает на фоторезистор. При пересечении луча сопротивление фоторезистора резко возрастает, и на вход исполнительной системы поступает импульс, вырабатывающий сигнал тревоги. Чтобы обеспечить скрытность охранной системы, применяется инфракрасное излучение. На этом же принципе работает автоматический сторож в метро. Изменение сопротивления фоторезисторов при пересечении подсвечивающего светового потока используется в многочисленных счетчиках изделий на конвейерах, в частотомерах, в защитных устройствах, ограждающих травмоопасные зоны станков и механизмов, в устройствах чтения перфокарт в электронных вычислительных машинах.
|
|
|