Zur Frequenzabhängigkeit von Sperrschicht-Photozellen

Zusammenfassung

Entsprechend der Sperrschichtzellen-Theorie von v. Auwers und Kerschbaum läßt sich ein Ersatzbild für Sperrschicht-Photozellen darstellen durch den Sperrschichtwiderstand, der von einem primären, der auftreffenden Beleuchtung völlig proportionalen Photostrom durchströmt wird; wird ein äußerer Belastungswiderstand an die Zelle angeschaltet, so liegt dieser dem Sperrschichtwiderstand parallel. Wird das Arbeiten der Sperrschichtzellen bei Wechselströmen und bei Wechselbelichtungen betrachtet, so ist außer dem ohmschen Widerstand der Sperrschicht auch noch ihre Kapazität zu berücksichtigen.

Widerstand und Kapazität von Sperrschichten sind in starkem Maße von dem die Sperrschicht durchfließenden Gleichstrom abhängig (hierbei ist immer der in der Praxis allein interessierende Fall vorausgesetzt, daß die in der Sperrschicht auftretenden Wechselströme so klein sind, daß sie noch keine nennenswerte Veränderung von Sperrschichtwiderstand und -kapazität bedingen). Wenn der die Sperrschicht durchsetzende Gleichstrom in der Sperrichtung der Zelle fließt, so steigt der Sperrschichtwiderstand stark an, während die Sperrschichtkapazität bedeutend absinkt. Bei stärkeren Strömen in Sperrichtung tritt wieder ein gewisses Absinken des Sperrschichtwiderstandes auf, ohne daß damit eine Zunahme der Kapazität verbunden wäre.

Da die Leerlaufspannung einer Sperrschicht-Photozelle unmittelbar durch den Spannungsabfall des primären Photostromes am Scheinwiderstand der Sperrschicht gegeben ist, so wird diese Spannung um so größer, je größer der Sperrschicht-Scheinwiderstand ist; d. h. dadurch, daß man der Sperrschicht-Photozelle einen Gleichstrom in Sperrichtung („Grundstrom“) aufdrückt, kann man die Empfindlichkeit bedeutend erhöhen. Wenn bei Wechselbelichtung ein bestimmter Photowechselstrom auftritt, so ist der von ihm bedingte Wechselspannungsabfall um so weniger frequenzabhängig, je mehr die Sperrschichtkapazität in ihrer Wirkung gegen den Sperrschichtwiderstand zurücktritt; dies ist besonders im Gebiet höherer Grundströme der Fall. Das Erteilen

on Grundströmen bei Sperrschicht-Photozellen bewirkt also nicht nur eine bedeutende Steigerung der Empfindlichkeit, sondern auch eine Verbesserung des Frequenzganges.

Die vorstehenden Ergebnisse wurden erhalten durch Messungen der Photowechselspannungen bei Wechselbelichtung von Sperrschicht-Photozellen, und zwar wurde die Sperrschichtzellen-Spannung gegen die Spannung einer vom gleichen Wechsellicht getroffenen Vakuum-Photozelle kompensiert.