Cтраница 4
Ко второму классу относятся полупроводниковые фотоэлементы, принцип действия которых основан на использовании фотоэффекта запирающего слоя. Эти фотоэлементы иначе называются вентильными или фотоэлементами с запирающим слоем. Вентильные фотоэлементы качественно отличаются от фотоэлементов с внешним фотоэффектом, которые при освещении не вырабатывают собственной электродвижущей силы и являются лишь очень хорошими индикаторами излучения. Для получения от фотоэлемента с внешним фотоэффектом сколько-нибудь заметных фототоков недостаточно его лишь осветить, необходимо также между фотокатодом и анодом создать электрическое поле, которое обеспечивало бы попадание всех эмитируемых электронов на анод. Это достигается включением в фотоэлектрическую цепь источника постоянного напряжения - сухой батареи или аккумулятора. Таким образом, фотоэлементы с внешним фотоэффектом, а также, конечно, и фотосопротивления работают в режимах с обязательным включением в электрическую цепь фотоэлемента источника напряжения, без этого они не могут работать. В обоих приборах излучение освобождает электроны, но последующая их утилизация может быть осуществлена лишь при содействии источников постоянного напряжения. [46]
При соединении противоположных слоев полупроводникового фотоэлемента проводником в цепи возникает электрический ток; сила тока в цепи пропорциональна мощности светового потока излучения, падающего на фотоэлемент. [47]
Наличие перечисленных выше типов полупроводниковых фотоэлементов позволяет на их базе создать и внедрить ряд фотоэлектрических устройств автоматики, где фотодатчп-ки играют основную роль или являются вспомогательными элементами. [48]
Какой эффект используется в полупроводниковых фотоэлементах. [49]
![]() |
Основные параметры электровакуумных фотоэлементов. [50] |
Фотоэлектрические полупроводниковые приемники излучения ( полупроводниковые фотоэлементы и фотодиоды) - полупроводниковые приборы с электронно-дырочным переходом ( р-п переходом), действие которых основано на фотогальваническом эффекте. Поглощение оптического излучения в таких приборах приводит к увеличению числа свободных носителей внутри полупроводника. Под действием электрического поля перехода ( запирающего слоя) носители заряда пространственно разделяются ( электроны накапливаются в - области, дырки в р-области) и между слоями возникает фото - ЭДС. При замыкании внешней цепи через нагрузку протекает электрический ток. [51]
СОЛНЕЧНАЯ БАТАРЕЯ, батарея из полупроводниковых фотоэлементов с запирающим слоем ( германиевых или кремниевых) для непосредств. [52]
Ко второй группе принадлежат фоторезисторы, полупроводниковые фотоэлементы, солнечные батареи, фотодиоды, фототранзисторы и др. Полупроводниковые фотоэлектронные приборы рассматриваются в гл. [53]
Основные элементы схемы - датчик ( полупроводниковый фотоэлемент), усилитель постоянного тока, выполненный по мостовой схеме на транзисторах П13, и измерительный прибор, включенный в диагональ моста, снабженный универсальным шунтом с целью расширения пределов измерений. [54]
![]() |
Схема вакуумного или газонаполненного фотоэлемента. [55] |
В видимой и ближней ИК-областях применяются разнообразные полупроводниковые фотоэлементы - вентильные фотоэлементы, фотодиоды и фототранзисторы. Для ближней ИК-обла-сти обычно выбирают фотодиод из PbS, который включают в набор фотоэлементов спектрофотометров, предназначенных для работы в УФ - и видимой областях, для расширения диапазона измерений на этих приборах. Детально полупроводниковые устройства обсуждаются в гл. [56]
Фотоэлементы с внутренним фотоэффектом, называемые полупроводниковыми фотоэлементами или фотосопротивлениями ( фоторезисторами), обладают гораздо большей интегральной чувствительностью, чем вакуумные. Для их изготовления используются PbS, CdS, PbSe и некоторые другие полупроводники. Если фотокатоды вакуумных фотоэлементов и фотоэлектронных умножителей имеют красную границу фотоэффекта не выше 1 1 мкм, то применение фотосопротивлений позволяет производить измерения в далекой инфракрасной области спектра ( 3 - г - 4мкм), а также в областях рентгеновского и гамма-излучений. Кроме того, они малогабаритны и имеют низкое напряжение питания. Недостаток фотосопротивлений - их заметная инерционность, поэтому они непригодны для регистрации быстропере-менных световых потоков. [57]
Фотоэлементы с внутренним фотоэффектом, называемые полупроводниковыми фотоэлементами или фотосопротивлениями ( фоторезисторами), обладают гораздо большей интегральной чувствительностью, чем вакуумные. Для их изготовления используются PbS, CdS, PbSe и некоторые другие полупроводники. Если фотокатоды вакуумных фотоэлементов и фотоэлектронных умножителей имеют красную границу фотоэффекта не выше 1 1 мкм, то применение фотосопротивлений позволяет производить измерения в далекой инфракрасной области спектра ( Зч - 4мкм), а также в областях рентгеновского и гамма-излучений. Кроме того, они малогабаритны и имеют низкое напряжение питания. Недостаток фотосопротивлений - их заметная инерционность, поэтому они непригодны для регистрации быстропере-менных световых потоков. [58]
![]() |
Мостовая схема усиди - жет быть резко уменьшен с помощью теля на двух триодах. охлаждения вакуумного фотоэлемента. [59] |
Для того чтобы лучше понять принцип действия полупроводниковых фотоэлементов, вернемся к описанию механизмов дырочной и электронной проводимостей. Полупроводниковый материал, электрическая проводимость которого меняется при изменении освещенности, называют фстосопротивлением. Изменение электропроводности сопротивления связано с изменением концентрации носителей под воздействием освещения. Ранее всех из фотосопротивлений были изучены селеновые, которые однако не следует путать с современными фотосопротивлениями с внутренним фотоэффектом, содержащими селен. В настоящее время фотосопротивления изготавливаются в основном из таких материалов, как сульфиды и селениды кадмия и свинца. Темновое сопротивление типичного полупроводникового фотосопротивления составляет порядка нескольких тысяч мегом, тогда как при среднем уровне освещенности оно не превышает нескольких тысяч ом. В табл. 22.1. приведены параметры фотоэлектрических приборов различных типов. [60]