PL66046B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano: 2LIII.1970 (P 139 556) 30.IX.1972 66046 KI. 21e, 31/26 MKP GOlr 31/26 Twórca wynalazku: Wladyslaw Golik Wlasciciel patentu: Politechnika Poznanska, Poznan (Polska) Sposób pomiaru czasu zycia nosników generowanych swiatlem w ogniwach fotoelektrycznych Przedmiotem wynalazku jest sposób pomiaru czasu zycia nosników generowanych swiatlem w ogniwach fotoelektrycznych.W dotychczasowym stanie techniki znanych jest wiele sposobów pomiaru czasu zycia nadmiaro¬ wych nosników mniejszosciowych materialów pól¬ przewodnikowych. Jesli chodzi o ogniwa fotoelek- tryczne to nie jest znany sposób pomiaru czasu zycia nosników generowanych swiatlem. Rozwój techniki w zakresie wyladowczych zródel swiatla, w zwiazku z zastosowaniem ogniw fotoelektrycz¬ nych w ukladach pomiarowych wielkosci fotomet- rycznych tych zródel zasilanych pradem przemien¬ nym, postawil problem liniowosci transformacji wymuszen fotometrycznych na odpowiedzi elek¬ tryczne w tych ogniwach, z którym laczy sie po¬ trzeba znajomosci wartosci czasu zycia nosników generowanych swiatlem oraz czynników wplywa¬ jacych na wartosci tego czasu.Analiza pracy ogniwa fotoelektrycznego, na przy¬ klad selenowego, pozwala stwierdzic, ze odpowie¬ dzia ogniwa fotoelektrycznego na wymuszanie swietlne jest prad zwarciowy, którego wartosc chwilowa zalezna jest od koncentracji nosników generowanych swiatlem. Zaleznosc czasowa nate¬ zenia pradu zwarciowego ogniwa przedstawia wy¬ razenie, z którego wynika, ze zmiana natezenia dt pradu zwarciowego w czasie 15 20 25 d izw jest równa róznicy miedzy ilorazem chwilowej wartosci na¬ tezenia oswietlenia o wartosci e(t) z uwzglednie¬ niem wspólczynnika k miedzy natezeniem pradu zwarciowego a natezeniem oswietlenia, do czasu zycia nosników r, a ilorazem natezenia pradu zwarciowego izw do czasu zycia nosników. Zapis matematyczny powyzszej zaleznosci jest: _dt _ k - e(t) _ i^ d lzw r r Napiecie UqF wystepujace na zaciskach ogniwa fotoelektrycznego jest równe iloczynowi pradu zwarciowego izw i rezystancji zastepczej R' ogniwa fotoelektrycznego, bedacego rezultatem równoleg¬ lego polaczenia rezystancji zewnetrznej Rz obwo¬ du obciazajacego. Wartosc chwilowa tego napiecia jest miedzy innymi funkcja czasu zycia nosników generowanych swiatlem.Analiza przebiegu czasowego wartosci chwilo¬ wej napiecia UqF pozwala wyznaczyc wartosci cza¬ su zycia nosników generowanych swiatlem w og¬ niwie fotoelektrycznym. Znany jest sposób pomia¬ ru czasu zycia nadmiarowych nosników mniej¬ szosciowych materialów pólprzewodnikowych opar¬ ty na metodzie zaniku fotoprzewodnictwa.Najkorzystniejsza jest w tym wzgledzie metoda Armstronga. W metodzie tej sygnal swietlny pada na próbke i dodatkowo na odpowiednio spolaryzo¬ wana fotokomórke polaczona z obwodem RC. Na¬ piecia na próbce i na kondensatorze staja sie rów¬ ne gdy r=RC. Stan kompensacji obu napiec obser- 66 0463 66 046 4 wuje sie na oscyloskopie. Pomiar przeprowadza sie w czasie trwania sygnalu swietlnego, którego przebieg czasowy jest dowolny.Celem wynalazku jest opracowanie sposobu po¬ miaru czasu zycia nosników generowanych swiat¬ lem w ogniwach fotoelektrycznych z uwzglednie¬ niem czynników majacych wplyw na jego wartosc, zwlaszcza takich jak: wartosc srednia natezenia oswietlenia oraz skladu widmowego swiatla i re¬ zystancji obciazenia ogniwa.Cel wedlug wynalazku jest osiagniety sposobem, w którym modulatorem natezenia oswietlenia jed¬ noczesnie oswietlane sa ogniwo fotoelektryczne i fotoelektryczny przetwornik bezinercyjny. Ogniwo fotoelektryczne obciazone jest rezystorem Rz o zmiennej rezystancji. Wartosc chwilowa napiecia ogniwa fotoelektrycznego UoF wywolana modulo¬ wanym natezeniem oswietlenia ma przebieg cza¬ sowy uzaleznionytod wartosci czasu zycia nosników generowanych swiatlem.Sposób wedlug wynalazku pozwala na pomiar wartosci czasu zycia nosników generowanych swiatlem w zaleznosci od warunków pracy ogniwa.Sposób ten jest prosty i pozwala uzyskac doklad¬ nosc kilku procent.Uklad do realizacji sposobu wedlug wynalazku uwidoczniony jest w przykladzie wykonania na rysunku, który przedstawia schemat ideowy ukla¬ du pomiarowego.Ogniwo fotoelektryczne 1 i bezinercyjny prze¬ twornik fotoelektryczny 2, którym moze byc foto¬ komórka, sa oswietlone z modulatora 3 natezenia oswietlenia.Modulator 3 natezenia oswietlenia pozwala na uzyskanie oswietlenia przetworników fotoelek¬ trycznych z natezeniem modulowanym pod wzgle¬ dem ksztaltu przebiegu czasowego, wartosci skla¬ dowej stalej, stosunku amplitudy skladowej zmien¬ nej do skladowej stalej, czestotliwosci i skladu widmowego. Ogniwo fotoelektryczne 1 jest obcia¬ zone zewnetrznym rezystorem 4 o zmiennej war¬ tosci rezystencji Rz. Napiecie z ogniwa fotoelek¬ trycznego U0f jest doprowadzone do wzmacnia¬ cza ukladu odchylenia poziomego.Obwód bezinercyjnego przetwornika 2 sklada sie z zasilacza 6 i przesuwnika fazowego, zlozonego z równolegle polaczonego kondensatora 7 o zmiennej wartosci pojemnosci C oraz rezystora 8 o zmiennej wartosci rezystancji R. Spadek napiecia powstaly na tak zbudowanym ukladzie kompensacyjnym przykladany jest do wzmacniacza ukladu odchy¬ lajacego oscyloskopu 5, na przyklad wzmacniacza odchylania pionowego. Ogniwo elektryczne w da¬ nych warunkach zaleznych od modulowanego na¬ tezenia oswietlenia i wartosci rezystencji Rz po¬ siada napiecie UoF przesuniete w fazie o kat# który to kat jest funkcja ^=arc tg cox Natomiast w ukladzie kompensacyjnym obwodu bezinercyjnego przetwornika fotoelektrycznego 2 wystepuje spadek napiecia UFk z przesunieciem fazowym o kat c?, zalezny od funkcji 9?=arc tg co RC Stan kompensacji przesuniec fazowych miedzy napieciami przykladanymi do oscyloskopu, obser¬ wowany na lampie oscyloskopowej zachodzi wów¬ czas gdy spelniony jest warunek, ze wartosci ka¬ tów przesuniec fazowych obu napiec, to jest /? i q sa sobie równe. Z tego warunku kompensacji wy¬ nika, ze mierzona wartosc czasu zycia nosników ge¬ nerowanych swiatlem w ogniwach fotoelektrycz¬ nych jest równa iloczynowi rezystancji R i pojem¬ nosci C przesuwnika fazowego. PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób pomiaru czasu zycia nosników genero¬ wanych swiatlem w ogniwach fotoelektrycznych, wykorzystujacy modulator natezenia oswietlenia oraz metode kompensacji przesuniec fazowych, znamienny tym, ze pomiar czasu zycia r nosników uzyskuje sie przez jednoczesne oswietlenie ogniwa fotoelektrycznego (1) i fotoelektrycznego przetwor¬ nika (2) bezinercyjnego z modulatora (3) natezenia oswietlenia, przy czym przebieg wartosci chwilo¬ wej napiecia ogniwa fotoelektrycznego UoF obcia¬ zonego ryzystorem (4) o zmiennej rezystancji (R^ kompensuje sie przebiegiem wartosci chwilowej spadku napiecia UFk, a w stanie kompensacji za¬ obserwowanym na lampie oscyloskopowej, wartos¬ ci czasu zycia nosników generowanych swiatlem wyznacza sie z wartosci rezystancji i pojemnosci przesuwnika fazowego ukladu kompensujacego. ^ Errata lam 1, wiersz 27 i lam 2, wiersz 7 dt jest: — d d powinno byc: — dt 19 15 c0 35 40 45 lersz 7KI. 21e, 31/26 66 046 MKP GOlr 31/26 PL