Резистивный преобразователь контактного сопротивления. Газочувствительные резистивные элементы.

Рис.

 

Между контактн. площадками расположены зерна углеродистого материала или зерна полупроводника. При воздействии давления Р (даже очень малого, соизмер-ого с Р созданным звуковыми волнами) положение зерен меняется, меняется S эл-кого контакта между ними, следовательно изменяется объемное R образца. Материал обладает очень высокой чувствительностью:

Современные резистивные преобраз-ли контактного R выполненный из полупроводников обладают зернистой стр-рой, при этом повышенная чувствительность позволяет использ. очень маленькие источники питания.

Недостатки: наличие спонтанных шумовых сигналов

-- низкая (связано с высокой интенсивн. зерен, при малых измен-ях темп-ры)

Соврем. преобразователи использ. как наборы п/проводниковых пластин зернистого п/проводника, общее изменение сопротивления.

, С- хар-ка материала.

Использ. для измерения малых механич. Р.

Рис.

 

Газочувствительные резистивные элементы.

Ряд оксидов Ме (PbO, ZnO, SnO₂ и т.д.) обладают способностью находиться в нестехиометрич. состоянии. Это означает, что формула оксида SnO_x, где х=1,95 – полупроводниковое состояние (нестехиометрич-ое).

При взаимодействии пов-сть такого оксида с мол-лами окр. среды (либо кислородо-, либо водородосод-щих) происходят ОВР.

При взаимодействии с О₂ пов-сть (частично оборван. кислородные связи) происходит доокисление части проводника с образ-ем полного оксида, при этом изменяется сопротивление образца. Степень измен-я R пропорциональна измен-ю конц-ции О₂ (в известных пределах).

Это явление обладает обратимым эффектом. При уменьш. кол-ва О₂ оксид возвращ. в нестехиометрич. состояние – квазистабильное.

Осущ-тся поддержание этого состояния нагревом п/проводника до t= 300-400 ⁰С.

При наличии в атмосфере мол-л Н₂ происх-т восстановление проводимости оксида до Ме. Такие элем-ты исполь-тся в приборах газового анализа, где требуется опред-ние конц-ции водородо-кислородо содержащих элем-тов.

Фотопреобразователи.

Фоторезистивные преобразователи.

В физике тв. тела известны явления в материалах обладающих большой работой выхода, незначит. освящения световым потоком в УФ, ИК областях спектра, приводит к выбиванию электронов, кол-во кот. зав-т от вел-ны светового потока Ф, следовательно измен-тся сопротивление образца в целом.

При этом измеряется сопротивление образца в целом.

Преобразователи с зав-стью R_x=f(Ф) наз. фоторезистивными.

Такими св-вами обл. некот. оксиды, фосфиды, селениды.

Статич. хар-ка:

Рис.

 

Такие преобр-ли изготовлены в виде диэлектрич. подложек, на кот. нанесена паста – рис.

 

 

- прозрачн. стекловидная масса – SiO₂.

Элем-ты (ФС) исп-тся для регистрации интенсивности светов. потоков, подсчета числа изделий.

Кроме фоторезист. проебр-лей эти в-ва использ. для регистрации сверхслабых световых потоков в фотоэлементах (ФЭ).

В-во помещают на внутр. стенку вакуумн. стекл. болона, на пов-сть кот. падает световой поток Ф, он выбивает электроны, кот. попадают на анод, при чем образ-тся электрич. цепь, образ-тся электр. ток, вел-на кот. м.б. измерена: как фотоЭДС или как протекающий ток.

U_н= R_н*i_ф

Рис.

 

Для регистрации I_ф в цепь включ. R_нагр., с кот. снимают U_н.

Использ-тся для регистр. инт-сти светового потока в спектрометрах, спектрофот-х.

Фотодиоды и фототранзисторы.

Для регистрации свет. потоков можно использ-ть п/проводниковые диоды:

Рис.

 

Принцип действия связан с особенностью ВАХ п/проводникового диода:

Рис.

 

Если область р-n-перехода осв-сть свет. потоком с энергией квантов hν, при обратном включении п/п диода возрастает I_обр, кот. легко регистрируется и пропорц-на световому потоку.

В основном такие фотодиоды вып-ся для видимой и ИК областей спектра.

Фоторезисторы.

Рис.

 

При изменении светового потока, освещающий эмиторный переход, входн. хар-ка измен-ся. Когда появл-ся освещающий Ф, вых. ток транзистора (I_к) резко возрастает.

Явление позволяет регистрировать сверхмалые Ф с одноврем. усилением сигнала.

Фотоэлектронный умножитель.

Явление выбивания электронов из материала под действием hν использ-ся в фотоумножителях для получ-я знач-го по влиянию фототока.

Световой поток попадает на пластину, покрытую в-вом с малой работой выхода электронов. hν выбивает электроны от пов-сти.

Рис.

 

Электроны, попадая на след-ую пластину, выбивая электроны, отраж-ся.

Каждая из послед. пластин нах-тся под «+» потенциалом для создания поля притяжения электронов.

В послед электрод включ. R_н, по кот. течет сут. фототок, I_фэу. ФЭУ позволяет регистрировать даже един. кванты света.