Изучение спектральной характеристики фототранзистора

Калибровка источника излучения

В качестве источника излучения использовалась лампа накаливания с широким спектром и неизвестной спектральной характеристикой. Поэтому была проведена калибровка источника при помощи фотодиода с известными параметрами.

Измеренный темновой ток фотодиода составил 0.41 мкА, максимальная величина фототока – 1 мкА при длине волны 870 нм.

Рис. 1. Спектральная характеристика фотодиода

По известной характеристике фотодиода был определена величина тока источника питания лампы, необходимая для обеспечения постоянной интенсивности излучения во всем измеряемом диапазоне.

Рис. 2. Ток источника тока

Измерение спектральной характеристики фототранзистора

После калибровки источника излучения было проведено непосредственно измерение спектральной характеристики исследуемого фототранзистора (рис. 3)

Рис. 3. Спектральная характеристика исследуемого фототранзистора

Заключение

В теории, коэффициент поглощения линейно возрастает до некоторого предела, называемого длинноволновой границей поглощения (длина волны фотона соответствует энергии, равной ширине запрещенной зоны), после чего коэффициент поглощения становится равен нулю. На практике, из-за необходимости соблюдения правил отбора, резкого обрыва не получается, поэтому коэффициент поглощения сначала возрастает до максимума, расположенного на длине волны, меньшей, чем длинноволновая граница, а потом достаточно быстро спадает к нулю. Длинноволновая граница для кремния составляет примерно 1100 нм.

Экспериментально полученная характеристика соответствует теории. Максимум напряжения на фототранзисторе наблюдался при длине волны 800 нм, после чего наблюдался сильный спад вплоть до длинноволновой границы. На малых длинах волн наблюдалось достаточно большое напряжение, слабо возраставшее до максимального значения. Большая величина напряжения при малых длинах волн связана, по-видимому, с нестабильной работой питания источника освещения, что негативно повлияло на точность установки интенсивности освещения.