Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Ишанин Г.Г. -> "Источники и приемники излучения" -> 79

Источники и приемники излучения - Ишанин Г.Г.

Ишанин Г.Г., Панков Э.Д., Андреев А.Л. Источники и приемники излучения — Спб.: Политехника, 1991. — 240 c.
ISBN 5-7325-0164-9
Скачать (прямая ссылка): istochnikiizlucheniya1991.djvu
Предыдущая << 1 .. 73 74 75 76 77 78 < 79 > 80 81 82 83 84 85 .. 94 >> Следующая

Однако следует отметить, что в матричных ПЗИ-структурах вследствие значительной емкости адресных шин, к которым подключаются входные каскады усилителей, наблюдается больший по сравнению с ПЗС уровень шумов усилителя. Это же обстоятельство делает весьма сложным создание малошумящих ПЗИ-фото-приемников с большим (более нескольких тысяч) числом элементов. Кроме того, технология изготовления ПЗИ-фотоприемников Значительно сложнее, чем аналогичных приборов на ПЗС-структу-рах, так как на одном кристалле помимо накопительных ячеек необходимо реализовывать систему коммутирующих ключей и управляющие регистры (либо дешифраторы кода выбранной ячейки).
На базе малоформатных (32x32 или 64x64 элемента) можно создавать многокристальные фотоприемные устройства с очень большим числом элементов. При этом, чтобы уменьшить зазоры,
204
выводы кристаллов располагают с противоположной от фоточувствительной поверхности стороны подложки. При необходимости отдельные кристаллы ПЗИ могут размещаться на неплоской, например сферической, поверхности, оптимально согласованной с поверхностью фокусировки оптической системы.
Глава 7
ТЕПЛОВЫЕ ПРИЕМНИКИ ИЗЛУЧЕНИЯ
В тепловых ПИ взаимодействие лучистого потока с веществом приводит к появлению температурного поля в чувствительном элементе и, как следствие, к повышению его температуры. При таком изменении термодинамического состояния системы решетка— электроны увеличивается энергия электронов и изменяются их электрические свойства.
Спектральная чувствительность тепловых ПИ постоянна в широком спектральном интервале, так как энергия фотонов преобразуется в тепло неселективно (рис. 7.1, а).
Для увеличения абсолютной спектральной чувствительности тепловых ПИ необходимо, чтобы чувствительный элемент поглощал все излучение вплоть до самых больших длин волн. При этом повышение температуры должно быть прямо пропорционально полному поглощенному лучистому потоку, для чего чувствительный элемент покрывают тонким слоем черни, приближая условия поглощения излучения к идеальным (как в абсолютно черном теле, когда поглощается все падающее на него излучение).
На практике отмечается ограниченный спектральный интервал работы тепловых ПИ (см. рис. 7.1, а): Яып — ограничивается проницаемостью материала приемного элемента и пропусканием
а)
Рис. 7.1. Спектральная чувствительность тепловых ПИ (а) и схемы включения термоэлементов (б, в): t — теоретическая; 2 — экспериментальная
205
окна ПИ, Я,шая — ростом коэффициента отражения материал^ приемного элемента и материалом окна ПИ.
Тепловые ПИ делятся на несколько групп: термоэлементы, болометры, оптико-акустические ПИ, пироприемникр, основанные на применении поляризации пироактивного кристалла при воздействии на него модулированного лучистого потока, ПИ на термоупругом эффекте кристаллического кварца (и других пьезокристаллов), основанные на появлении электрической разности потенциалов на приемном элементе из-за термоупругих деформаций при облучении модулированным лучистым потоком, калориметры,, тепловые преобразователи изображения.
g 7.1. Термоэлементы
В основе принципа действия термоэлемента (ТЭ) лежит принцип термопары — термоэлектрический эффект Зеебека, который заключается в появлении термо-э. д. с. в цепи, состоящей из двух разнородных по составу проводников при нагревании падающим лучистым потоком места их спая (рис. 7.1, в).
При переменной температуре вдоль проводника электроны с горячего конца диффундируют в направлении, обратном температурному градиенту, так как они имеют более высокую энергию и скорость, чем на холодном конце. В результате на холодном конце возникает отрицательный заряд, а на горячем — положительный.
В полупроводниках это явление выражено еще сильнее, так как э. д. с. электронного и дырочного полупроводников складываются. У различных пар материалов значения термо-э. д. с. неодинаковы. Для изготовления ТЭ используют различные материалы (металлические и полупроводниковые пары материалов).
При сравнении пар пользуются удельной термо-э. д. с., которая характеризуется значением э. д. с., возникающей при единичном температурном перепаде,
AUT — агАТ, (7.1)
где А (Уг — термо-э. д. с., возникающая при нагреве спая до температуры АТ) ат — коэффициент термо-э. д. с. ТЭ, численно равный разности температур в 1 °С.
Удельная термо-э. д. с. металлических ТЭ составляет от единиц до десятков мкВ/°С, у полупроводниковых ТЭ—значительно выше, так как число носителей с температурой в полупроводнике растет и электронный и дырочный токи складываются.
Металлические термоэлементы изготовляют из меди, никеля, кобальта, висмута, платины, алюминия, тантала, серебра, сурьмы, железа, константана (сплава меди и никеля) и т. д. Полупроводниковые — из сурьмы, кремния, теллура, селена.
Термоэлемент в простейшем случае работает так (рис. 7.1, б): на спай падает поток излучения ДФ и вызывает разность температур АТ и разность потенциалов ДUT= ат АТ. Через сопротивле-
206
ние нагрузки RH потечет ток, который вызовет противоположный термоэлектрическому эффекту эффект Пельтье, заключающийся в том, что при пропускании тока охлаждается горячий спай. Количество тепла, отводимого в 1 с от спая, т. е. поток тепловой энергии,
Предыдущая << 1 .. 73 74 75 76 77 78 < 79 > 80 81 82 83 84 85 .. 94 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed