Пленочные и гибридные ИМС, их отличительные особенности от полупроводниковых ИМС

В пленочных ИМС пассивные элементы (конденсаторы, резисторы, небольшие индуктивности) выполняются в виде проводящих, резистивных и диэлектрических пленок, наносимых на общую диэлектрическую подложку. Изготовление диодов и транзисторов по пленочной технологии сопряжено с большими трудностями, поэтому они не применяются. В гибридных ИМС пассивные элементы выполняются по пленочной технологии, а в качестве диодов и транзисторов используются дискретные бескорпусные приборы, впаиваемые в схему. Причем, такими впаиваемыми приборами могут быть не только отдельные диоды и транзисторы, но и законченные ИМС. Гибридные ИМС по сравнению с полупроводниковыми, имеют большие размеры, более ложную технологию и меньшую степень автоматизации производства. Поэтому чаще применяется полупроводниковые ИМС.

Рис. 1 Рис. 2

Полупроводниковые приемники излучения. Фоторезистор, устройство, принцип действия, схема включения, основные характеристики и параметры.

Фотоприемники - это оптоэлектронные приборы, предназначенные для преобразования энергии- оптического излучения в электрическую энергию Функции фотоприемников могут выполнять фоторезисторы, фотодиоды, фототранзисторы, фототиристоры и т. д. Для получения максимального преобразования оптического излучения в электрический сигнал необходимо согласовывать спектральные характеристики фотоизлучателей и фотоприемников

Работа фотоприемников основана на одном из трех видов фотоэлектрических явлений:

· внутреннем фотоэффекте изменении электропроводности вещества при его освещении,

· внешнем фотоэффекте - испускании веществом электронов под действием света (используется в вакуумных и газонаполненных фотоэлементах),

· фотоэффекте в запирающем слое- возникновении ЭДС на границе двух материалов под действием света

Фоторезисторы

Фоторезистором называют полупроводниковый фотоэлектрический прибор с внутренним фотоэффектом, в котором используется явление фотопроводимости, т е изменение электрической проводимости полупроводника под действием оптического излучения. Схема и обазначение фоторезистора приведены на рис 7.1.

Фоторезистор обладает начальной проводимостью ₀, которую называют темновой,. Под действием света в полупроводнике генерируется избыточные подвижные носители заряда, концентрация которых увеличивается, вследствие чего изменяется и проводимость полупроводника, называемую фотопроводимостью При изменении яркости освещения изменяется фотопроводимость полупроводника. Увеличение проводимости полупроводника при освещении фоторезистора приводит к возрастанию тока в цепи Разность токов при наличии и отсутствии освещения называют световым током или фототоком

Характеристики и параметры фоторезистора:

· ВАХ представляет собой зависимость тока I_Ф через фоторезистор от напряжения U, приложенного к его выводам, при неизменной величине светового потока. В рабочем диапазоне напряжений ВАХ фоторезисторов при различных значениях светового потока практически линейны (линейны в пределах допустимой для них мощности рассеяния)

· Энергетическая (световая или люкс-амперная) характеристика представляет собой зависимость фототока от падающего светового потока при постоянном напряжении на фоторезисторе (рис 7.2)

· Спектральная характеристика фоторезистора - зависимость чувствительности от длины волны падающего светового потока (рис 7.3)

Параметрами фоторезистора являются:

· Темновое сопротивление - сопротивление фоторезистора при отсутствии освещения Оно измеряется через 30 с после затемнения фоторезистора, предварительно находящегося под освещенностью 200 лк и составляет 10^4 10^7Ом

· Удельная интегральная чувствительность - отношение фототока к произведению светового потока на приложенное напряжение

· Чувствительность называют интегральной, потому что ее измеряют при освещении фоторезистора светом сложного спектрального состава при освещенности 200 лк. Она лежит в пределах от десятых долей до сотен миллиампер на вольт

· Граничная частота f_ГР - это частота синусоидального сигнала, модулирующего световой поток, при котором чувствительность фоторезистора уменьшается в раз по сравнению с чувствительностью при немодулированном потоке f_ГР = 10^3 10^5 Гц

· Температурный коэффициент фототока- коэффициент, показывающий изменение фототока при изменении температуры и постоянном световом потоке

Рис. 1

Рис. 2 Рис. 3