Фотоэлектрические приборы

При подготовке к ответу на третью группу вопросов необходимо обратить внимание на физическую сущность процессов, происходящих в полупроводниковых материалах при воздействии на них внешнего светового излучения.

В автоматических устройствах предупреждения взрывов и пожаров достаточно часто используют приборы, работа которых основана на использовании фотоэффекта. Различают внешний фотоэффект, при котором поглощение света сопровождается вылетом электронов за пределы тела и внутренний фотоэффект, при котором электроны, оставаясь в теле, изменяют свое энергетическое состояние.

Внешний фотоэффект используется преимущественно в электровакуумных электронных приборах. В полупроводниковых приборах используется, как правило, внутренний фотоэффект.

Суть внутреннего фотоэффекта состоит в том, что под воздействием внешнего светового излучения в веществе происходит генерация дополнительных пар носителей заряда: электронов и дырок.

Фотоэлектронные приборы наиболее широко применяются в устройствах промышленной и пожарной автоматики. Некоторые из этих приборов работают в качестве приемников излучений: фоторезисторы, фотодиоды, фотоэлементы, фототранзисторы, фототиристоры. Другие являются источниками излучений: светоизлучающие диоды. Приборы, преобразующие электрическую энергию в лучистую (в частности в световые лучи) часто называют оптоэлектронными приборами. Третьи представляют собой сочетание источников и приемников излучений: оптроны.

Оптрон это полупроводниковый прибор, в котором конструктивно объединены источник и приемник света, имеющие между собой оптическую связь. В источнике излучения электрические сигналы преобразуются в световые, которые воздействуют на фотоприемник и создают в нем снова электрические сигналы. Если оптрон имеет только один излучатель и один приемник, его называют оптопарой, или элементарным оптроном. Микросхема с несколькими оптопарами и дополнительными согласующими и усилительными устройствами называется оптоэлектронной интегральной микросхемой. На входе и выходе оптрона всегда имеются электрические сигналы, а связь входа и выхода осуществляется световыми сигналами. Цепь излучателя является управляющей, а цепь фотоприемника – управляемой.

 

 

Вопросы для контроля

3.1. Виды фотоэффекта.

3.2. Физическая сущность и область использования внутреннего фотоэффекта.

3.3. Физическая сущность и область использования внешнего фотоэффекта.

3.4. Что такое фотопроводимость?

3.5. Почему у металлов практически отсутствует фотопроводимость?

3.6. Что такое темновое сопротивление фоторезистора?

3.7. Что такое удельная чувствительность фоторезистора?

3.8. Конструкция и схема включения фоторезистора.

3.9. Что такое темновой ток фотодиода?

3.10. Конструкция и схема включения фотодиода.

3.11. Конструкция и схема включения фототранзистора.

3.12. Область применения и работа точечного светодиода.

3.13. Область применения и работа точечного оптрона.

 

Индикаторные приборы

При подготовке к ответу на четвертую группу вопросов необходимо обратить внимание на физическую сущность процессов, происходящих при прохождении электрического тока в газах.

Газоразрядными (ионными) называют электровакуумные приборы с электрическим разрядом в газе или парах. При возникновении электрического разряда в газе перевес имеет ионизация, при уменьшении его интенсивности – рекомбинация. При постоянной интенсивности электрического разряда в газе наблюдается установившийся режим.

В современной аппаратуре широко применяются знаковые и цифровые индикаторы, построенные на основе приборов тлеющего разряда. Буквенно-цифровые индикаторы предназначены для отображения информации в виде цифр, букв и различных символов.

Различают следующие виды буквенно-цифровых индикаторов:

-накальные, газоразрядные, светодиодные, вакуумные, электролюминесцентные, жидкокристаллические.

 

Вопросы для контроля

4.1. Описать процесс возбуждения атомов в газоразрядных приборах.

4.2. Определить условие ионизации атомов.

4.3. Что такое процесс рекомбинации ионов в газе?

4.4. Перечислить виды электрических разрядов в газе.

4.5. Определить условие протекания самостоятельного тлеющего разряда в газах.

4.6. Конструкция, принцип работы и область применения неоновых ламп.

4.7. Нарисовать конструкцию и обозначить электроды электронно-лучевой трубки с электростатическим отклонением.

4.8. Нарисовать конструкцию и обозначить электроды электронно-лучевой трубки с электромагнитным отклонением.

4.9. Указать области применения электронно-лучевых трубок с электромагнитным и электростатическим отклонением.

4.10. Область применения и конструкция газоразрядной индикаторной панели.

4.11. Область применения и конструкция жидкокристаллического индикатора.

4.12. Область применения и конструкция знакового газоразрядного индикатора.