Полупроводниковый болометр
Cтраница 4
На рис. 55, а показан общий вид четырехполюсника, параметры его выражены через п и Qte; рис. 55, б соответствует полупроводниковому болометру. Для наглядности на этом же рисунке приведена вольт-амперная характеристика, типичная для полупроводникового болометра. [46]
Болометр - прибор, у которого под воздействием измеряемого электромагнитного излучения изменяется сопротивление; применяется для измерения малых мощностей излучения. Полупроводниковые болометры называют термисторами. [47]
 |
Участок спектра. [48] |
Перечисленные примеры отнюдь не исчерпывают все возможности применения этого нового типа полупроводниковых приборов. Полупроводниковые болометры при пороге чувствительности, равном в среднем соответствующим значениям для других тепловых индикаторов, обладают значительно более высокой чувствительностью, что позволяет умень шить коэффициент усиления применяемых электронных усилителей. Полупроводниковые болометры могут быть изготовлены с весьма малой инерционностью при самых различных размерах приемной площадки. Их высокое сопротивление значительно облегчает согласование с входом усилительной схемы; стабильность как в процессе работы, так и при длительном хранении очень высока. [49]
Наибольшей чувствительностью обладают полупроводниковые болометры. Полупроводниковые болометры ( тер-мисторы) и болометры на сверхпроводниках имеют нижний предел регистрируемой мощности примерно 10 - 10 вт. [50]
Дальность действия болометрической установки пропорциональна ее чувствительности. Полупроводниковые болометры значительно чувствительнее металлических. Светочувствительный элемент их ( полупроводниковая пленка) имеет температурный коэффициент сопротивления, который, по крайней мере, раз в десять больше, чем у металлической пленки. Например, с помощью преце-зионного полупроводникового болометра и усилителя удалось зафиксировать отраженные от Луны инфракрасные лучи. [51]
Болометр - прибор, у которого под воздействием измеряемого электромагнитного излучения изменяется сопротивление; применяется для измерения малых мощностей излучения. Полупроводниковые болометры называют термисторами. [52]
 |
Схемы включения болометров. [53] |
Таким образом, у полупроводниковых материалов коэффициент-температурного сопротивления отрицателен, а его абсолютная величина больше, чем у металлов. Поэтому полупроводниковые болометры по сравнению с металлическими обладают большей чувствительностью. [54]
Современные болометры на основе металлов состоят обычно из тонких слоев золота, платины или никеля, напыленных на подложку. Высокой чувствительностью обладают полупроводниковые болометры ( термисторы), поскольку у полупроводников температурный коэффициент сопротивления существенно выше, чем у металлов. [55]
Порог чувствительности полупроводниковых болометров выше, чем у металлических ( несмотря на большое различие в коэффициенте преобразования), так как он определяется токовым, шумом ( Фтш - 10 - 9 Вт. Порог чувствительности некоторых полупроводниковых болометров можно уменьшить путем н х охлаждения, так как температурный коэффициент сопротивления 3 полупроводников возрастает по абсолютной величине при понижении температуры. Это реализовано, например, в угольном болометре и болометре из германия, легированного галлием. [56]
В измерителях мощности поглощающего типа сопротивление болометра должно быть близким к волновому сопротивлению линии передачи; для сантиметрового диапазона волн эта величина определяется порядком нескольких сотен ом. Поэтому, например, высокочувствительные пленочные полупроводниковые болометры, преимущественно высокоомные, и металлические пленочные болометры, обычно низкоомные, которые широко используются в технике измерения инфракрасных излучений, оказываются непригодными для ваттметров СВЧ поглощающего типа. Однако такие болометры могли бы с успехом применяться в измерителях проходящей мощности, где не требуется такое согласование, а высокая чувствительность является основным требованием, предъявляемым к болометру. [57]
Чрезмерно большая величина R может, однако, оказаться неудобной, так как это потребовало бы сильного увеличенпя входного сопротивления усилителя. Наиболее приемлемой величиной сопротивлений элементов полупроводникового болометра следует считать несколько мегом. При такой величине R, с одной стороны, оказывается уже вполне возможным прямое включение приемника на вход усилителя ( см. ниже), а с другой стороны, входное сопротивление усилителя может не превышать 8 - 10 мегом. [58]
Бесконтактный, дистанционный способ измерения температуры [95] был бы наиболее желателен для определения температуры подвижных частиц в кипящем слое. Этот способ может быть осуществлен при помощи полупроводниковых болометров, фотоэлементов, фотосопротивлений, преобразующих энергию инфракрасных лучей. Для этой группы приборов характерна безынер-ционность, большая чувствительность, достигающая 10 - 7 - 10 - 10 вт / см2, и возможность регистрации низких температур. [59]
В последние годы наряду с металлическими болометрами получили широкое применение полупроводниковые болометры, обладающие чувствительностью на несколько порядков большей, чем металлические. Это объясняется тем, что чувствительный элемент полупроводникового болометра обладает большим сопротивлением, причем температурный коэффициент полупроводниковых материалов примерно в 10 раз больше, чем у металлов и имеет отрицательный знак. Значения удельного сопротивления у разных полупроводников различны и при комнатной температуре лежат в пределах 0 1 - 109 ом-см; таким образом, полупроводники по электропроводности занимают всю область, разделяющую проводники от диэлектриков. Полупроводниковый болометр, так же как и металлический, при измерении светового потока включается в схему моста Уитстона. [60]
Страницы: 1 2 3 4 5