Определение сенситометрических параметров фотоматериала

Методика определения сенситометрических параметров с использованием сенситометрического бланка показана на рис. 3.4 и рис. 3.6 . Рассмотрим ее подробнее.

Определение светочувствительности стандартизовано, причем формула для определения S и критерий для каждого типа фотоматериала регламентируются стандартом на данный тип Материала. Отечественные фототехнические пленки испытывают в соответствии со стандартом ГОСТ 10691.6-84, предписывающим рассчитывать светочувствительность по формуле

где - оптическая плотность неэкспонированного участка сенситограммы.

Коэффициент контрастности определяется следующим образом. Через точку К, нанесенную справа на оси логарифмов экспозиций и отстоящую от крайней правой оси на расстоянии lgH = 1,0, проводят прямую, параллельную прямолинейному участку характеристической кривой. На пересечении этой кривой с крайней правой осью находят величину D, численно равную Поэтому на крайней правой оси нанесен символ у, и эта ось является номограммой для расчета коэффициентов контрастности.

Если коэффициент контрастности больше 4,0, то его рекомендуется определять не графически, а по формуле

Точки 1 и 2, выбираемые на характеристической кривой, должны находиться на ее прямолинейном участке и быть достаточно удаленными друг от друга.

Полупроводник -материал, который по своей удельной проводимости занимает промежуточное место между проводниками и диэлектриками и отличается от проводников сильной зависимостью удельной проводимости от концентрации примесей, температуры и воздействия различных видов излучения. Основным свойством полупроводника является увеличение электрической проводимости с ростом температуры.

Полупроводники - вещества, удельная электрическая проводимость которых меньше, чем у металлов и больше, чем у диэлектриков.

Электропроводность полупроводников:

- обеспечивается свободными электронами и дырками;
- остается постоянной в пределах области температур, специфической для каждого вида полупроводников, и увеличивается с повышением температуры;
- зависит от примесей;
- увеличивается под действием света и с возрастанием напряженности электрического поля.

По характеру проводимости:

Собственная проводимость

Полупроводники, в которых свободные электроны и «дырки» появляются в процессе ионизации атомов, из которых построен весь кристалл, называют полупроводниками с собственной проводимостью. В полупроводниках с собственной проводимостью концентрация свободных электронов равняется концентрации «дырок».

Проводимость связана с подвижностью частиц следующим соотношением:

где — удельное сопротивление, — подвижность электронов, — подвижность дырок, — их концентрация, q — элементарный электрический заряд (1,602·10⁻¹⁹ Кл).

Для собственного полупроводника концентрации носителей совпадают и формула принимает вид:

Донорные и акцепторные примеси:

Собственная проводимость полупроводников ( химически чистых полупроводников) осуществляется перемещением свободных электронов и перемещением связанных электронов на вакантные места парноэлектронных связей. Примеси, легко отдающие электроны и, следовательно, увеличивающие число свободных электронов, называются донорными (отдающими) примесями. Для германия донорной примесью будет мышьяк (As). У него 5 валентных электронов. 4 участвуют в создании ковалентных связей, а пятый - легко отрывается от атома и переходит в свободное состояние. Проводимость полупроводников, имеющих донорные примеси, называют проводимостью n-типа проводимостью (negativ - отрицательный) , как и сами такие полупроводники. Если в качестве примеси использовать полупроводник с меньшим количеством валентных электронов, например, индий по отношению к германию, то для образования нормальных (парноэлектронных) связей атома индия с соседними атомами одного электрона будет недоставать. Число дырок будет равно числу атомов примеси. Такого рода примеси называются акцепторными (принимающими) , а такая проводимость и сами полупроводники называются проводимостью р- типа проводимости (positiv - положительный) . Основными носителями зарядов в таких полупроводниках будут дырки. Вывод: донорные примеси отдают лишние валентные электроны, образуя полупроводник н- типа, а акцепторные примеси создают дырки, образуя полупроводник р-типа.

Фотоэффект

Фотоэффект устанавливает непосредственную связь между электрическими и оптическими явлениями.

Под действием света с поверхностей металлов и некоторых полупроводниковых материалов могут вырываться электроны. Это явление называется внешним фотоэффектом (или внешней фотоэмиссией).

В полупроводниках также наблюдаются внутренний и вентильный фотоэффекты. Внутренний фотоэффект (или фотопроводимость) - явление возникновения внутри полупроводника избыточных носителей тока (электронно-дырочных пар) при поглощении оптического излучения, в результате чего увеличивается проводимость полупроводника.

Вентильный фотоэффект наблюдается при освещении контактной области двух полупроводников n- и p-типов проводимости (p-n-переход) и состоит в возникновении фотоэлектродвижущей силы в отсутствии внешнего поля. Объясняется это следующим образом. При контакте полупроводников n- и p-типов возникает, как известно, контактная разность потенциалов (запирающий слой), таким образом в области p-n-перехода имеется встроенное внутри поле. При освещении p-n-перехода в p- и n- областях вследствие внутреннего фотоэффекта образуются электронно-дырочные пары, которые, попав в область действия p-n- перехода, будут им разделены так, что электроны перейдут в n-область, а дырки - в p-область. Избыток концентрации электронов в n-области и дырок в p-области и означает возникновение э.д.с. Если на n- и p-области нанести металлические контакты и подсоединить внешнюю нагрузку, то при освещении p-n-перехода через нее потечет электрический ток. Аналогичные явления возникают и при контакте металла с полупроводником. На описанном принципе работают фотоэлектрические преобразователи, часто называемые солнечными элементами.

Приборы, устройство которых основано на явлениях фотоэффекта, называются фотоэлементами. Фотоэлементы очень разнообразны по своей конструкции и типу и находят широкое применение в технике. Различают фотоэлементы с внешним фотоэффектом, так называемые вакуумные или газонаполненные, фотоэлементы, основанные на внутреннем фотоэффекте, - фоторезисторы и на фотоэффекте в запирающем слое - фотодиоды.