Mesures Electriques

15.3.1Effet photoconducteur

La photoconduction résulte dun effet photoélectrique interne : libération dans le matériau de charges électriques sous linfluence de la lumière et augmentation corrélative de la conductivité.

Dans un semiconducteur la conductivité Ã sécrit :

à =en¼n+ep¼p

ou  e est la charge de lélectron

- n et p sont les concentrations des électrons libres et des trous libres dans le matériau considère

- ¼n ¼n  sont les mobilités respectives

Si ce matériau soit soumis a un rayonnement lumineux.

Une partie de lénergie incidente peut-être absorbée par celui-ci et donner lieu a la création de paire electrons-trous. La conductivité de ce matériau va donc augmenter.

Lorsquun semiconducteur reçoit de la lumière de longueur donde » des porteurs de charge sont libères dans le matériau, sous réserve que lénergie h(c/») des photons soit suffisante. La quantité de porteurs crées dépend directement de léclairement de la conductivité du matériau va donc croître en proportion.

15.3.2 Effet photovoltaïque

Cet effet apparaît dans un semiconducteur dans lequel il existe une jonction entre une région dopée N et une région dopée P- c'est-à-dire une diode.

Les porteurs crées par absorption de photon sont sépares par le champ électrique interne de la jonction. Si la jonction ne débitée pas ces porteurs saccumulent et modifient le potentiel entre les deux zone. Si au contraire on lui permet de débité, le courant qui apparaît est directement fonction de léclairement.

La loi de Shockley I=f(V) se modifie comme indique la fig 15.5.

Les composantes utilisant cet effet sont appelles photodiodes dans le quadrant I<0, V<0, ce qui correspond a un fonctionnement en récepteur et photopile dans le quadrant I>0, V>0.

15.4.1Le tube image (vidicon)

Le principe de fonctionnement dun tube image : en labsence de la lumière et en régime continu, les électrons du faisceau ont amène la face interne du semiconducteur au potentiel de la cathode ; le matériau étant très peu conducteur dans lobscurité la différence de potentiel a ses bornes reste constante entre deux passages de faisceau et égale a Vc.

Si on éclaire le dispositif, la résistivité du matériau diminue selon léclairement, entraînant ainsi entre deux balayages du faisceau, une variation du potentiel en chaque point de la face interne du matériau, formant ainsi une image de potentiel de la scène. Le faisceau délectrons lors de son passage ramène chaque point de cette face au potentiel de la cathode entraînant ainsi un courant de déplacement dans le circuit. Il constitue pour ce dispositif le signal vidéo.

Chaque point peut être modélise par une capacité en parallèle avec une résistance qui varie avec léclairement reçu.

Il existe plusieurs variantes de tube en fonction de la nature de la cible e du système de balayage. Les tubes vidicons au silicium sont fabriques a partir dune matrice de photodiodes ; cest donc leffet photovoltaïque qui est responsables de la répartition du potentiel de la cible du cote du faisceau délectrons.

15..4.2 Capteurs dimage monilithiques a transfert de charges

Ces capteurs sont : CCD(Charges Coupled Devices) et DtC( Dispositif a transfert de charges), se présent sous forme de circuits intègres et ils assurent la même fonction que les tubes image. Il y a 2 types : linéaires et matriciels

Le principe de ces capteurs est :