Zmerana halogenka

[Jan Waclawek]

> spektralna citlivost SFH203 je na strane 4 datasheetu 
> http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/45611/SIEMENS/SFH203.html
> skus porovnat s grafom citlivosti oka, nikdy som to neskumal takze nemam 
> predstavu...

A ktory, s A alebo bez A (t.j. "cierne" alebo cire puzdro)? Predpokladam, kedze pises sirokopasmovy, ze je to to cire puzdro, t.j. bez A, teda ten graf vlavo.

To je typicka spektralka kremika. Kremik je nepriamy polovodic s Eg asi 1.1eV comu zodpoveda vlnova dlzka asi 1100nm (domaca uloha je si to zratat). Tomu zodpoveda pravy okraj toho spektra. Inaksie povedane, fotony s dlhsou vlnovou dlzkou uz nemaju dostatocnu energiu aby "vyrazili" elektron cez zakazane pasmo. Naviac, elektrony dokazu pohltit foton s takouto energiou len ak je sucasne pohlteny aj tzv. fonon (pseudo-castica vyjadrujuca tepelne kmity krystalickej mriezky) ktory mu udeli potrebny impulz aby presiel tym nepriamym prechodom. Hrubo povedane, do elektronu musi sucasne drcnut aj foton, aj krystalicka mriezka. Takyto kombinovany jav vsak ma malu pravdepodobnost, preto je v tej oblasti minimalna citlivost.

Priamy prechod (z maxima vo valencnom pasme, ktore je v bode s nulovym impulzom, do bodu s nulovym impulzom vo vodivostnom pasme, ktore tam nie je minimom) si vyzaduje o dost vyssiu energiu, asi 1.3-1.4eV (zodpovedajuce asi 850-950 nm, plusminus autobus, presne cisla si uz nepamatam), ma omnoho vyssiu pravdepodobnost, preto je tam to maximum citlivosti. S vyssou energiou fotonu citlivost klesa, lebo obsadenost valencneho pasma pod maximom a hustota stavov vo vodivostnom pasme nad tym "stredom" klesa, elektrony jednoducho nemaju odkial a nemaju kam (v energetickom ponati) prejst, takze fotony sa nepohlcuju. Este vyssie energie mozu vyvolat az vonkajsi fotoelektricky jav, kedy elektrony uplne opustia pevnu latku, ale to sa zase u polovodicovej fotodiody neuplatnuje (neprispieva k fotoprudu).

Kremik teda ako nepriamy polovodic ma na rozdiel od priamych polovodicov typu GaAs apod. "rozmazanu" spektralku. Chvalabohu, vdaka tomu mame k dispozicii lacne kamery. A kazdy, kto sa s kamerou a dialkovym ovladanim hral, vie, ze Si je ovela citlivejsie na blizku infracervenu (850nm je typicka vlnova dlzka LED na GaAs, ktory ma akurat Eg=1.4eV) nez na viditelne svetlo.

Oko ma spektralku tiez taku spicatu, viacmenej (aj ked je to zavisle na osvetleni, lebo tie tycinky a capiky su rozdielne, bla bla bla); maximum je okolo 500-550 nm (zelena), a je to od asi 380nm (fialova) po asi 780nm (cervena), znova plusminus autobus. 

V kazdom pripade je teda ta Si dioda omnoho citlivejsia na podzeravenu ziarovku nez oko (tam by sa hodilo mat nastudovane ziarenie cierneho telesa, odhadnuta teplota vlakna v zavislosti od vykonu a spektrum pohlcovania kremiciteho skla, ktore sa pouziva u halogeniek). Obratene, oko je na podzeravenu ziarovku omnoho menej citlive. 

Ergo, ak sa ten priebeh E vs P "prerata" tymi spektralkami tak, ze y-ova os bude vyjadrovat subjektivny vnem oka, tak sa ten priebeh smerom k nizsim vykonom "zostrmi" (zvysi sa absolutna hodnota derivacie) a padne na nulu omnoho skorej. Toto bude mat nasledok aj na ten graf E versus uhol otvorenia triaku, kde sa to S-ovite (presnejsie, Z-ovite) zahnutie v spodnej casti krivky strati, krivka bude v spodnej casti prudsie padat (t.j. vznikne akesi obratene velke gama), co vlastne este viac zvyrazni vizualny efekt nestabilneho regulatora pri (naj)nizsich vykonoch.

Ten efekt vyssej rychlosti tych ciernobielych snimacov v oku (niekto by mi mohol prezradit, ktore z tych dvoch to su, nech sa tu v kuse nestrapnujem) to vsetko len zvyrazni.

Ale ze ci prvotnou pricinou tej nestability je pokles amplitudy (t.j. jednoducho zmena zataze siete), alebo zmena tvaru priebehu (t.j. zapnutie/vypnutie/zmena zataze nelinearnych prvkov v sieti), to tato analyza nijako neukazuje.

Nevie to nahodou niekto, nech nemusim domov vlacit osciloskop? 

wek