ФОТОРЕЗИСТОР НА ОСНОВЕ МОНОКРИСТАЛЛА CdS С ФОТОЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬЮ, РЕГУЛИРУЕМОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ ЗАСВЕТКОЙ

Полезная модель относится к оптоэлектронным устройствам и может быть использована для изготовления фоторезисторов на основе кристаллов CdS. Устройство также может быть использовано как управляющее устройство сложных оптоэлектронных приборов.
Известен близкий по технической сущности к предлагаемому фоторезистор на основе InSb, содержащий соединенные слоем диэлектрического клея сапфировую подложку и пластину монокристаллического InSb с расположенной посередине фоточувствительной площадкой и металлическими контактами на периферии (заявка Японии №61-088115, МПК G01J 1/02, дата опубликования. 06.05.1986 г.).
Известны фотосопротивления, созданные на основе кристаллов CdS, работающие в видимом спектральном диапазоне. Конструктивно, наиболее близким аналогом фотосопротивления будет фоторезистор СФ-2-9. Он основан на применении пленок полупроводника, созданных спеканием поликристаллов (Большаков Н., Радио, №12, 1969, с. 53).
Указанные фотосопротивления имеют широкий спектральный диапазон фоточувствительности, обусловленный легированием используемых полупроводников атомами примеси. Они обладают фоточувствительностью, линейно зависящей от времени их освещения.
Общим недостатком этих устройств является отсутствие эффекта временной задержки электрического сигнала, который присутствует в предлагаемом нами устройстве.
-9
-6
Целью является создание нового образца фотоэлектрического элемента (фотосопротивления), фоточувствительность которого зависит от времени и интенсивности предварительного возбуждения полупроводника. При этом спектральный диапазон фоточувствительности полупроводника составляет 480-550 нм., а токи, текущие через полупроводник варьируются в диапазоне 10-10 А.
Задача полезной модели заключается в снижении времени реакции фотоэлектрического сигнала на световое воздействие. Данный прибор может служить элементом задержки фотоэлектрического сигнала. Это связано с длительным временным процессом заполнения примесных состояний полупроводника, которое способно длиться до нескольких минут. С течением времени засветки полупроводника фоточувствительность кристалла повышается, достигая насыщения.
Технический результат проявляется при освещении устройства, результатом которого будет создание внутреннего фотоэффекта, а также заполнение примесных состояний электронами с течением времени.
Данный технический результат достигается созданием фоторезистора на основе монокристалла CdS с фоточувствительностью, регулируемой предварительной засветкой, состоящий из круглого, полого металлического корпуса, монокристалла CdS, наклеенного на изолирующей подложке, которая, в свою очередь, приклеивается в центре дна корпуса, из прозрачного для видимого света окошка, из электрических выводов, расположенных рядом с торцевыми гранями полупроводника, при этом в данном устройстве используют монокристалл CdS, фотоэлектрические свойства которого зависят от времени его предварительного облучения видимым светом.
На фиг. 1 представлен чертеж фотосопротивления, вид сбоку.
На фиг. 2 представлен чертеж фотосопротивления, вид сверху.
Корпус фотосопротивления представляет собой металлический диск (1), диаметром около 10 мм и высотой 4 мм с полостью внутри, в которую и устанавливается рабочее тело (полупроводник, кристалл CdS) (2), имеющий форму параллелепипеда. Кристалл (2), для исключения контакта с корпусом (1) напротив окошка (4), крепится с помощью клея на изолирующую прокладку квадратной формы (3), имеющей толщину около 1 мм, которая приклеивается на дно полости металлического диска (1). Открытое отверстие диска герметично, с помощью клея, закрывается круглым стеклянным окошком (4). К кристаллу с торцевых сторон создаются омические контакты (5) с помощью In-Ga пасты. В корпусе создаются два электрических вывода (6), изолированные от общего корпуса изолятором, и, подсоединяемые к In-Ga пасте на полупроводнике с помощью гибких, тонких проводников. Выводы (6) расположены рядом с торцевыми сторонами полупроводника, на которые нанесена In-Ga паста.
Устройство работает следующим образом.
Световое излучение, пройдя сквозь окошко (4), возбуждает полупроводник (2). За счет внутреннего фотоэффекта в полупроводнике (2) создаются дополнительные носители электрического заряда, вызывающие падение его сопротивления, и, соответственно, приводящее к увеличению тока, текущего через кристалл (2).Через определенный промежуток времени, определяемый концентрацией собственно-дефектных состояний в полупроводнике, сопротивление кристалла выходит на насыщение, т.е. становится практически неизменным.
В случае выключения освещения, сопротивление кристалла (2) достаточно медленно увеличивается, и, спустя определенный промежуток времени становится максимальным, и, практически постоянным. Время релаксации также определяется концентрацией собственно-дефектных состояний в полупроводнике. Отметим, что времена падения и нарастания электрического сопротивления кристалла (2) также может определяться условиями освещения, а также приложенным напряжением и температурой полупроводника (2).
Таким образом, эффект засветки полупроводника, результатом которого является медленное повышение фоточувствительности кристалла в примесной области спектра (зелено-голубая область видимого диапазона), позволяет создать фотосопротивление нового типа в котором присутствует эффект задержки фотоэлектрического сигнала после начала освещения.
Такое фотосопротивление может быть использовано в качестве управляющего элемента сложных оптоэлектронных приборов.