Yarimo’tkazgichlarning yana bir muhim xususiyati ular elektrik o’tkazuvchanligining temperaturaga o’ta sezgirligidir

3. Statsionar fotoo’tkazuvchanlikni o’lchash

O’ta fotosezgir yarimo’tkazgichlarda, odatda, yorug’lik ta’sirida o’tkazuvchanlikning o’zgarishi ∆Gqorong’ulikdagi o’tkazuvchanlik G₀dan ko’p marta katta bo’lishi mumkin. SHuning uchun yoritilganda namunadan o’tayotgan tokning o’zgarishi quyidagicha tasvirlanadi:

I_f=I_yor - I₀ =∆GV (1)

bu yerda V — namunaga berilgan kuchlanish, I_yor, I₀— mos ravishda namuna yoritilganda va yoritilmaganda undan o’tayotgan toklar.

Statsionar fotoo’tkazuvchanlikni o’lchash sxemasi rasmda ko’rsatilgan, bunda yoritilgandagi tokningorttirmasi kichik qorong’ulikdagi tok sohasida o’rganiladi.

3. 
   rasm. Statsionar fotoo’tkazuvchanlikni oddiy (a) va kompensatsiya usuli bilan (6)o’lchash sxemalari: ι — namunaning qorong’ulikdagi qarshiligi, TM — tok manbai, G— galvanometr.
   

O’lchanayotgan namuna yoritilganda o’tadigan tok va o’tkazuvchanlik orasidagi bog’lanish chiziqli bo’ladi:

I_f  I_yor∆GV (2)

Amalda ko’pincha statsionar fotoo’tkazuvchanlikni fotosezgirligi kam bo’lgan (katta o’tkazuvchanlikli) yarimo’tkazgichlarda yoki yoritilganlik darajasi past bo’lgan hollarda o’lchash zarur bo’ladi. Bu hollarda rasmdagi sxema yordamida statsionar fotoo’tkazuvchanlikni o’lchash qiyin, ba’zan esa umuman mumkin bo’lmaydi. SHu sababdan boshqa bir qator usullar ishlab chiqilgan. Eng ko’p qo’llaniladigan usullar quyidagilardir:

1. 
   Qorong’ulikdagi tokni kompensatsiyalash usuli .
   
2. 
   Yorug’lik oqimini modulyatsiyalash usuli .
   

Bu usullar bilan fotoo’tkazuvchanlikni o’lchashda namunaga ketma-ket ravishda Vkuchlanishli tok manbai, R_yu yuklama qarshilik ulanadi. Fotosignalni R_yu yuklama qarshilik orqali yoki ham o’zgarmas, ham modulyatsiyalangan yoritishda namuna orqali olinadi.

3. 
   rasm.Fotoo’tkazuvchanlikni yorug’lik oqimini modulyatsiyalash usuli bilan o’lchash: a — sektor ko’rinishli shakl qirqilgan disk;b- dumaloq teshikli disk.
   

Fotoo’tkazuvchanlikni kompensatsiya usulida o’lchashda rasmda tasvirlangan oddiy kompensatsion sxemadan foydalaniladi. Bu sxemada R potentsiometr yordamida dastavval qorong’ulikda R_yu qarshilikdagi kuchlanish kompensatsiyalanadi, so’ngra esa yoritish sharoitidagi kuchlanish o’lchanadi.

Modulyatsiyalangan yorug’lik bilan yoritib fotoo’tkazuvchanlikni o’lchash usulida namunaga tushayotgan yorug’lik oqimini modulyatsiyalovchi uzib turadi. Yorug’lik modulyatsiyalanishi chastotasi bilan o’zgarib turuvchi fototok qarshilik R_yu bo’lganda o’zgaruvchan kuchlanishni vujudga keltiradi. Bu kuchlanishni kuchaytirgich kuchaytiradi va o’zgaruvchan tok voltmetri yordamida o’lchanadi. O’lchash qurilmasining muhim qismi- yorug’likni modulyatsiyalovchidir. Statsionar fotoo’tkazuvchanlikni o’lchashda modulyatsiya-lovchilar quyidagi talablarni qanoatlantirmoqlari lozim:

1. 
   yorug’likning to’g’ri to’rtburchakli modulyatsiyalanishi holida yorug’lik impulsi davomiyligiga teng vaqt mobaynida fotoelektrik jarayon statsionar holatga erishishi kerak;
   
2. 
   ikki yorug’lik impulslari orasidagi vaqt oralig’ida namuna yana o’zining termodinamik muvozanat holatiga qaytishga ulgurishi kerak. Faqat shunday holda o’lchangan signal fotoo’tkazuvchanlik yoki boshqa fotoeffektning statsionar qiymatiga mos keladi.
   

Bu talablarning bajarilishi uchun yorug’lik impulsi davomiyligi fotoelektrik relaksatsiya vaqtidan ancha katta bo’lishi kerak. Yorug’likni sinusoidal modulyatsiyalashda modulyatsiyalash davri jarayonni kvazistatsionar jarayon deb hisoblasa bo’ladigan darajada katta (τ> τ_f) bo’lishi kerak.

Etarlicha katta davomiylikda to’g’ri burchakli yorug’lik impulslari hosil qilish uchun turli modulyatsiyalovchilar qo’llaniladi. Sektorli yoriqlari bo’lgan disk ko’rinishida ishlangan modulyatsiyalovchi aylanganda yorug’lik oqimini diskning sektorlari davriy ravishda yopib turadi, u yorug’likni to’g’ri burchakli modulyatsiyalaydi. Ko’zgusimon modulyatsiyalovchida aylanuvchi ko’zgudan qaytgan yorug’lik nuri optik sistemaning kirish tirqishini kesib o’tib, to’g’ri burchakli yorug’lik impulsini shakllantiradi. Elektrodinamikzatvorli modulyatsiyalovchi elektr tokio’tib turgan g’altakning magnit maydoni bilan o’zaro ta’sirlashishiga asoslangan.

Agar g’altakdan tok impulsi o’tkazilsa, g’altak yorug’lik oqimini to’sib turgan pardani harakatga keltiradi. Yorug’lik impulslarining o’sish va pasayish vaqtlari nisbatan katta bo’lishi tufayli ko’rsatib o’tilgan usullar kam inertsiyali fotoelektrik jarayonlar kinetikasini tahlil qilish uchun yaroqsizdir. Bunday maqsadlar uchun impuls rejimida ortishi va pasayishi qisqa vaqtli bo’ladigan yorug’lik impulslarini paydo qiladigan va modulyatsiyalaydigan boshqa usullar qo’llanadi.

Manba nurlanishining kerakli spektral oralig’ini ajratib olish uchun monoxromatorlar ishlatiladi. Zaryad tashuvchilarni namunaning butun hajmida bir tekis paydo qilib turish uchun optik filtrlardan foydalaniladi, ular yordamida yutish koeffitsienti kichik bo’ladigan xususiy yutilish chegarasiga to’g’ri kelgan uzun to’lqinlarning tor oralig’i ajratib olinadi. Amalda ko’pincha bu maqsad uchun tekshirilayotgan namuna yasalgan yarimo’tkazgich moddaning o’zidan qilingan filtrlardan foydalaniladi.

Qorong’ulikdagi tokni kompensatsiyalash yoki yorug’lik oqimini modulyatsiyalash sxemasi yordamida o’tkazilgan tajriba natijalari asosida statsionar fotoo’tkazuvchanlikni hisoblaylik. Kuchaytirgich kirishiga berilgan o’zgaruvchan kuchlanish va kuchsiz yorug’lik ta’sirida o’tkazuvchanlik o’zgarishi orasidagi bog’lanish

G 

V_ю (R_ю  R₀ )

R₀ V  R_ю  V_ю  R_ю (R₀  R_ю )

(3)

ko’rinishga ega bo’ladi, bunda R₀ - qorong’ulikdagi namuna qarshiligi, ∆V_yu – yuklama, R_yu - qarshilikdagi kuchlanish tushishining o’zgaruvchan tashkil etuvchisi, ya’ni yoritganda R_yu dagi kuchlanishning o’zgarishi, V — ta’minot kuchlanishi.

Ifodadan ko’rinishicha, ∆V_yusignal va fotoo’tkazuvchanlik orasidagi bog’lanishni ∆R_yu ni tanlash yo’li bilan chiziqli bog’lanishini ifodalaydigan ko’rinishga keltirish mumkin. Agar yuklama qarshilik kichik, ya’ni R_yu<₀ -∆R= R_yor bo’lsa, u xolda ifoda quyidagi ko’rinishni oladi:

G 

V_ю

V  R_ю

~∆V_yu (4)

Yuklama qarshilik muvofiqlashishida fotosezgirlik maksimumga erishadi,

bunda

V  ^1GV  ¹ VR G ^{~∆G (5)}
ю

0


4G₀ 4

Ifodadan ko’rinishicha, R_yu kichik bo’lgan rejimda ∆Gva ∆V_yuorasida chiziqli bog’lanish bo’ladi. Bu rejimda namunani yoritish namuna va yuklama qarshilik orasida kuchlanishning muhim darajada qaytataqsimlanishiga olib kelmaydi. Binobarin, fotoo’tkazgich namunasida elektr maydon o’zgarmas bo’lib qolaveradi.

Yuklama qarshilik katta bo’lganda zanjirdagi tokyoritish sharoitidaham o’zgarmas qolaveradi. Fotoo’tkazuvchanlik va signal orasidagi bog’lanish:

G 

V_ю R_ю

R₀ (V  R₀  V_ю R)

(6)

ko’rinishga ega bo’ladi. Bundan ko’rinadiki, o’zgarmas tok rejimi proportsionallikni ta’minlay olmaydi. Ammo, namunalarda fotosignalni o’lchaganda ∆G va ∆V_yu -orasida proportsionallik ta’minlanadi:

_{ } R  V  G ² R

_ V  R

(7)

_G s 0 ю

V

s ю

R ² V
0