Фотоелектричний перетворювач

Винахід відноситься до технології. створення напівпровідникових фотоелектричних перетворювачів і може використовуватись в фотометрії для вимірювань освітленостей чи світлових потоків. Найбільш близьким до винаходу по технічній суті фотоперетворювач з чутливим елементом (ЧЕ) на основі ниткоподібного монокристала Si, який являє собою так звану коаксіальну p-n структуру з розміром До ЧЕ приєднані електричні контакти. Однак технологія виготовлення цього фотоперетворювача є достатньо складна: створення р-n переходів в процесі вирощування кристалів, відкриття їх з допомогою травлення і т.д., а також порівняно низька чутливість при вимірюванні малих освітленостей при 100лк). В основу винаходу поставлене завдання створення фотоелектричного перетворювача при спрощеній технології його виготовлення, підвищення чутливості до малих освітленостей чи світлових потоків і за рахунок цього забезпечення можливості вимірювання розподілу освітленості чи світлового потоку, а також упрощения фотометричних приладів. Поставлене завдання вирішується завдяки тому, що в фотоелектричному перетворювачі, що містить чутливий елемент з напівпровідникового ниткоподібного монокристала з електричними контактами згідно з винаходом, чутливий елемент виготовлений з твердого розчину складу з питомим опором з величиною конусності один з електричних контактів приєднаний безпосередньо до торця чутливого елемента, а другий - зміщений відносно протилежного кінця чутливого елемента на де довжина кристала. Вказаний склад твердого розчину забезпечує ділянку спектральної чутливості 0,8 - 1,25мкм з максимумом при 1,0мкм, що зручно для реєстрації освітленостей чи світлових потоків електричних ламп розжарювання, або лазерних установок типу "Квант". Питомий опір, який забезпечує підвищену чутливість фотовольтаїчного ефекту перевищує 20Ом × см (20 - 100Ом × см) і отримується як за рахунок концентрації основної легуючої домішки розчину При так і складу твердого конусності кристалів і приєднанні одного з електричних контактів безпосередньо до торця ЧЕ та зміщення відносно протилежного кінця другого з контактів, отримується структура, яка має нелінійну вольтамперну характеристику з відношенням зворотнього і прямого опорів При освітленні (50лк) вказане змінюється так, що зворотній опір співвідношення падає в сотні раз, при невеликій зміні прямого опору В фотовольтаїчному режимі на більш тонкому кінці формується додатній потенціал. На фіг.1 представлена схема фотоперетворювача; на фіг.2 - його градуювальна характеристика в режимі люксметра. Фотоперетворювач містить ЧЕ 1 з ниткоподібного монокристала електричні контакти 2, діелектричну підкладку 3, місця закріплення 4. Електричні контакти 2 приєднані до ЧЕ 1 таким чином, що один з них безпосередньо приєднаний до торця ЧЕ, а другий - зміщений відносно протилежного (більш тонкого) кінця ЧЕ. ЧЕ 1 встановлений на діелектричній підкладці 3 і прикріплений в точках 4. Технологія створення фотоперетворювача включає слідуючі операції: вирощування ниткоподібних кристалів з газової фази певного складу і питомого опору в закритій кварцевій ампулі, створення методом імпульсного зварювання 2 електричних контактів до ЧЕ з геометричними параметрами і є простішою ніж у прототипа. Фотоелектричний перетворювач виготовляють слідуючим чином. До ЧЕ і з НК заданого складу, питомого опору і геометрії приєднують імпульсним зварюванням мікродроту електричні контакти 2, які одночасно служать струмовиводами, приєднуючи їх безпосередньо до торця ЧЕ 1, та із зміщенням 0,5 1мм відносно протилежного тоншого кінця ЧЕ 1 (фіг.1). ЧЕ 1 з контактами 2 встановлюють на діелектричну підкладку 3 (ситал, слюда, папір) і прикріплюють з допомогою клею за струмовиводи в точках 4. Для фотометричних вимірювань фотоперетворювач градуюють в залежності від величини освітленості чи світлового потоку. Як вимірювальні прилади використовували цифрові вольметри (В7 - 16А, В7 - 35, В7 - 21А), до яких приєднуються кінці ЧЕ 1. На фіг.2 наведено градуювальний графік, фотоперетворювача, тобто залежність для лампи розжарювання 75Вт; для вимірювань освітленості використовували люксметр 10 - 16. Чутливість фотоперетворювача вища порівняно з прототипом та промисловим фотодіодом ФДЗ. Фотоперетворювач дозволяє міряти розподіл інтенсивності в площині лазерного пучка, упростити вимірювальний прилад.