напівпровідниковий фотоелемент
До другого класу відносяться напівпровідникові фотоелементи. принцип дії яких заснований на використанні фотоефекту замикаючого шару. Ці фотоелементи інакше називаються вентильними або фотоелементами з замикаючим шаром. Вентильні фотоелементи якісно відрізняються від фотоелементів із зовнішнім фотоефектом, які при освітленні не виробляють власного електрорушійної сили і є лише дуже хорошими індикаторами випромінювання. Для отримання від фотоелемента з зовнішнім фотоефектом скільки-небудь помітних фотострумів недостатньо його лише висвітлити, необхідно також між фотокатодом і анодом створити електричне поле, яке забезпечувало б потрапляння всіх емітованих електронів на анод. Це досягається включенням в фотоелектричні ланцюг джерела постійної напруги - сухий батареї або акумулятора. Таким чином, фотоелементи з зовнішнім фотоефектом, а також, звичайно, і фотосопротивления працюють в режимах з обов'язковим включенням в електричний ланцюг фотоелемента джерела напруги, без цього вони не можуть працювати. В обох приладах випромінювання звільняє електрони, але подальша їх утилізація може бути здійснена лише за сприяння джерел постійної напруги. [46]
При з'єднанні протилежних шарів напівпровідникового фотоелемента провідником в ланцюзі виникає електричний струм; сила струму в ланцюзі пропорційна потужності світлового потоку випромінювання, падаючого на фотоелемент. [47]
Наявність перерахованих вище типів напівпровідникових фотоелементів дозволяє на їх базі створити і впровадити ряд фотоелектричних пристроїв автоматики, де фотодатчп-ки відіграють основну роль або є допоміжними елементами. [48]
Який ефект використовується в напівпровідникових фотоелементах. [49]
Фотоелектричні напівпровідникові приймачі випромінювання (напівпровідникові фотоелементи і фотодіоди) - напівпровідникові прилади з електронно-дірковий переходом (р-п переходом), дія яких заснована на фотогальванічні ефекті. Поглинання оптичного випромінювання в таких приладах призводить до збільшення числа вільних носіїв усередині напівпровідника. Під дією електричного поля переходу (замикаючого шару) носії заряду просторово розділяються (електрони накопичуються в - області, дірки в р-області) і між шарами виникає фото - ЕРС. При замиканні зовнішнього ланцюга через навантаження протікає електричний струм. [51]
СОНЯЧНА БАТАРЕЯ, батарея з напівпровідникових фотоелементів із замикаючим шаром (германієвих або кремнієвих) для безпосередній. [52]
До другої групи належать фоторезистори, напівпровідникові фотоелементи. сонячні батареї, фотодіоди, фототранзистори і ін. Напівпровідникові фотоелектронні прилади розглядаються в гл. [53]
Основні елементи схеми - датчик (напівпровідниковий фотоелемент), підсилювач постійного струму, виконаний по мостовій схемі на транзисторах П13, і вимірювальний прилад, включений в діагональ моста, забезпечений універсальним шунтом з метою розширення меж вимірювань. [54]
У видимій та ближній ІЧ-областях застосовуються різноманітні напівпровідникові фотоелементи - вентильні фотоелементи, фотодіоди і фототранзистори. Для ближньої ІЧ-обла-сті зазвичай вибирають фотодіод з PbS, який включають в набір фотоелементів спектрофотометрів, призначених для роботи в УФ - і видимої областях, для розширення діапазону вимірювань на цих приладах. Детально напівпровідникові пристрої обговорюються в гл. [56]
Фотоелементи з внутрішнім фотоефектом, звані напівпровідниковими фотоелементами або фотосопротівленіем (фоторезисторами), мають набагато більшу інтегральної чутливістю, ніж вакуумні. Для їх виготовлення використовуються PbS, CdS, PbSe і деякі інші напівпровідники. Якщо фотокатоди вакуумних фотоелементів і фотоелектронних помножувачів мають червону кордон фотоефекту не вище 1 + 1 мкм, то застосування фотосопротивлений дозволяє проводити вимірювання в далекій інфрачервоній області спектра (3 - г - 4мкм), а також в областях рентгенівського і гамма-випромінювань. Крім того, вони компактні і мають низьку напругу живлення. Недолік фотосопротивлений - їх помітна інерційність, тому вони непридатні для реєстрації бистропере-сних світлових потоків. [57]
Фотоелементи з внутрішнім фотоефектом, звані напівпровідниковими фотоелементами або фотосопротівленіем (фоторезисторами), мають набагато більшу інтегральної чутливістю, ніж вакуумні. Для їх виготовлення використовуються PbS, CdS, PbSe і деякі інші напівпровідники. Якщо фотокатоди вакуумних фотоелементів і фотоелектронних помножувачів мають червону кордон фотоефекту не вище 1 + 1 мкм, то застосування фотосопротивлений дозволяє проводити вимірювання в далекій інфрачервоній області спектра (ЗЧ - 4мкм), а також в областях рентгенівського і гамма-випромінювань. Крім того, вони компактні і мають низьку напругу живлення. Недолік фотосопротивлений - їх помітна інерційність, тому вони непридатні для реєстрації бистропере-сних світлових потоків. [58]
Для того щоб краще зрозуміти принцип дії напівпровідникових фотоелементів. повернемося до опису механізмів доречний і електронної провідності. Напівпровідниковий матеріал, електрична провідність якого змінюється при зміні освітленості, називають фстосопротівленіем. Зміна електропровідності опору пов'язано зі зміною концентрації носіїв під впливом освітлення. Раніше всіх з фотосопротивлений були вивчені селенові, які однак не слід плутати з сучасними фотосопротівленіем з внутрішнім фотоефектом, що містять селен. В даний час фотосопротивления виготовляються в основному з таких матеріалів, як сульфіди і селеніди кадмію і свинцю. Темновое опір типового напівпровідникового фотосопротивления складає порядку декількох тисяч мегом, тоді як при середньому рівні освітленості воно не перевищує декількох тисяч ом. У табл. 22.1. наведені параметри фотоелектричних приладів різних типів. [60]
Сторінки: 1 2 3 4 5