Главная Бухгалтерия в кармане Учет расходов Экономия на кадровиках Налог на прибыль Как увеличить активы Основные средства
Главная ->  Прохождение невидимых тепловых лучей 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 [ 85 ] 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132

Рис. 6.15. Неохлаждаемые фоторезисторы марки ФСА.

ФСА-1С ФСА-1 ФСА-Б ФСА-Г!


Фоторезисторы из РЬТе квадратной формы толщиной 1 мкм имеют лр 90 К сопротивление порядка 10 Ом, максимальные значения вольтовой чувствительности и обнаружительной способности 10* В/Вт и 1,4 . Ю' см . . Гц/2/Вт соответственно, постоянную времени 10 ... 30 мкс и длинноволновую границу чувствительности около 5 мкм [21].

в) Фоторезисторы на основе антимонида индия (InSb) и теллуридов ртути и кадмия (HgCdTe). Фоторезисторы из антимонида индия являются наиболее заверщенными и чувствительными для использования в области 4 мкм. Они имеют низкий уровень собственных шумов и применяются для регистрации малых лучистых потоков.


В*(СМ-Гц)/Вгп

Рис. 6.16


Рис. 6.16. Примерная конструкция плевочного охлаждаемого фотореаистора: 7 -жидкий

азот; 2 -сосуд Дьюара: 3 - охлаждаемый экран; 4 - фоточувствительный слой; 5 - входное окно.

Рис. 6-17. Спектральные характеристики селеиисто-свинцовых и теллуристо-свинцовога фоторезнсторов: / - РЬ Se (77 К); 2 - РЬ Se (195 К); 3 - РЬ Те (77 К); i - РЬ Se (288 К).



Рис. 6.1В. спектральные характеристики фоторезистора иа основе аитимонида индия (InSb) прн различных температурах чувствительного слоя.

Ю',(сп-Гц/рт

195 .

6 К.мкн

Приемники из inbb изготовляют с разменами чувствительных площадок от 50 X X 50 мкм до 5 X 5 мм; они могут работать при различных температурах. При комнатной температуре максимальная чувствительность приходится на длину волны 6 5 мкм; обнаружительная способность при этой длине волны составляет 3.10* см FuVBt. Постоянная времени порядка 50 НС, длинноволновая граница чувствительности 7,5 мкм, внутреннее сопротивление 5... 10 Ом. Малая величина внутреннего сопротивления затрудняет согласование приемника с предварительным усилителем и электронную обработку снимаемых сигналов. Приемники, охлаждаемые термоэлектрическими холодильниками ли охлаждающими газами до температуры -40...- 80° С, имеют обнаружительную способность 3 i 10* см Гц1/2/Вт, длинноволновую границу чувствительности 6,5 мкм, постоянную времени О, 1 мкс и внутреннее сопротивление 150 Ом.

Наибольщую чувствительность прием- ики из антимонида индия имеют при температуре -195° С. До такой температуры они охлаждаются холодильниками, ©снованными на эффекте Джоуля - Томсона, жидким азотом, помещенным в сосуд Дьюара, или холодильниками с замкнутым циклом. Порог чувствительности при длине волны 5 мкм, частоте модуляции излучения *00 Гц и полосе пропускания 1 Гц составляет 3 . Ю Вт, максимальная интегральная чувствительность для элемента с площадью 1 мм2 достигает 2 i 10* В/Вт, постоянная времени в среднем равна 5 мкс, длинноволновая граница чувствительности 5,5 мкм, внутреннее сопротивление 2 кОм. Осо-бенностью этих фоторезисторов является смещение спектральной характеристики при охлаждении чувствительного слоя не в длинноволновую, а в коротковолновую область спектра (рис. 6.18).

Многоэлементные приемники на основе InSb выполняют одномерны-*ли - в виде линейки из 10 или 20 элементов и двумерными. Одномерные приемники имеют следующие параметры (57]: число элементов в линейке 10, форма элемента квадратная со стороной 250 мкм, зазор между элементами 25 мкм, обнаружительная способность соответствующая длине волны 5 мкм,. составляет 4,5-10° см Гц /Вт, что близко к теоретическому пределу; при наличии охлажденной диафрагмы, ограничивающей поле зрения, может быть получена обнаружительная способность 1,5.10 см - Гц/Вт. Внутреннее сопротивление 1,5 кОм, среднее квадратическое отклонение значения .интегральной чувствительности от математического ожидания составляет 12% при одинаковом токе, проходящем через каждый элемент.

Двумерный приемник, состоящий из 100 одинаковых элементов, имеет ббльщие пределы изменения интегральной чувствительности: при одинаковом токе, проходящем через элементы, среднее квадратическое отклонение составляет 30%; обнаружительная способность равна 2,5 10 см Гц1/2/Вт.

В последнее время для изготовления многоэлементных приемников на основе InSb и InAs используют метод ионного внедрения. Пластины монокристаллического InSbn-типа облучают ионами Zn с последующим отжигом в инертном газе при температуре 675 К. В результате ионного легирования образуется слой р-типа. Мозаичные матрицы содержат несколько сотен элементов с р-п переходами и отличаются высокой однородностью свойств.



Максимальное значение обнаружительной способности фоторезисторов, полученных методом ионного легирования InSb, составляет 7 i W см г i Га/В-г и соответствует длине волны 5,3 мкм.

Для легирования InAs используют внедрение ионов S. После легиро-вания образцы отжигают в атмосфере инертного газа при температуре 725 К. В результате ионного легирования на исходном материале InAs. р-типа создается слой п-типа.

Максимальное значение обнаружительной способности многоэлемеитных приемников из InAs с ионным внедрением составляет 1,3 . 10 см . Гц1/2/Вт и соответствует длине волны 3,1 мкм.

Наиболее крупные успехи в области ИК обнаружения и оптических систем связи за последнее десятилетие достигнуты благодаря разработке фоторезисторов на основе сплавов из HgTe и CdTe. Принципиальная возможность, использования этих сплавов в фотоприемниках была установлена еще в. 1959 г., но их щирокое применение ограничивалось технологическими трудностями выращивания монокристаллов, однородных по составу и электрофизическим свойствам.

Для выращивания кристаллов HgCdTe используют смесь чистых химических элементов либо смесь предварительно синтезированных соединений HgTe и CdTe, Монокристаллы HgCdTe допускают фотомеханическую обработку, что позволяет изготовлять из них одно- и многоэлементные приемники с малым размером чувствительной площадки.

Чувствительный элемент с помощью эпоксидного клея укрепляют на сапфировой или германиевой подложке и полировкой доводят до нужной толщины (20...30 мкм). Дефекты кристаллической решетки, вызванные механической обработкой, ухудшают характеристики фоторезистора, поэтому в дальнейшем чувствительный элемент подвергают химическому травлению. Омические контакты наносят вакуумным напылением индия, пайкой или электролитическим осаждением. Средние размеры чувствительного элемента 0,25 X 0,25 мм.

Фоторезисторы из HgCdTe имеют спектральный диапазон чувствительности 8... 13 мкм, максимальное значение обнаружительной способности порядка 9 i 10 см . Гц Вт при длине волны 10 мкм, сопротивление 100 ...300 Ом и постоянную времени 1 i 10 * с [21].

По обнаружительной способности и быстродействию в диапазоне 8... 14 мкм эти фоторезисторы не уступают лучшим образцам фоторезисторов из примесного германия. Но последние требуют глубокого охлаждения, в то время как рабочая температура фоторезисторов из HgCdTe равна 77 К.

г) Фоторезисторы на основе германия, легированного примесями. Длинноволновая граница чувствительности германия с собственной проводимостью лежит в ближней инфракрасной области. Область чувствительности примесного германия определяетсяГ величиной энергии ионизации легирующих примесей. В качестве таких примесей применяют медь, ртуть, цинк, золото и другие материалы.

Приемники из германия, легированного медью, охлаждают до температуры 4,2 К; они имеют спектральный диапазон чувствительности 2...27 мкм-с максимумом чувствительности при длине волны 25 мкм (рис, 6.19); максимальное значение обнаружительной способности 3 i 10 см з Гц Вт, постоянная времени 3 10 * с, внутреннее сопротивление 2 -, 10* Ом, интегральная чувствительность 1000 В/Вт.

Приемники из германия, легированного ртутью, также требуют глубокого охлаждения (4,2, или 27 К); они имеют спектральный диапазон чувствительности от 2 до 15 мкм (рис. 6.19), максимальное значение обнаружительной способности 4 5 101 см . Гц Вт при длине волны 11 мкм, постоянную времени 10=* с и внутреннее сопротивление 1...4 , 10* Ом.

Приемники из германия, легированного золотом, могут работать приболев высокой температуре (77К), но их длинноволновая граница не превышает 20 мкм. Обнаружительная способность этих приемников лежит в пределах 3 . 10 ... 1 , 1010 см . Гц!VBt, постоянная времени 3 . 10- с, внутреннее сопротивление 4 . 105 Ом.



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 [ 85 ] 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132

© 2023 Constanta-Kazan.ru
Тел: 8(843)265-47-53, 8(843)265-47-52, Факс: 8(843)211-02-95