Фотоприёмные приборы

Вакуумные и полупроводниковые.

Вакуумные приборы работают на основе внешнего фотоэффекта (под действием светового потока определённой длины волны из материала вылетают электроны, которые могут создавать ток при подаче напряжения) или на основе внутреннего фотоэффекта (электроны при воздействии света не покидают материал, а только переходят из валентной зоны в зону проводимости).

К вакуумным фотоприёмным приборам относятся фотоэлемент ФЭ и фотоэлектронный умножитель ФЭУ, к п/п – фоторезисторы, фотодиоды, фототранзисторы;

К излучающим приборам относятся светодиоды;

К оптоэлектронным – оптроны (светодиод – излучающий; фоторезистор, фотодиод, фототранзистор и т.д. – приёмные элементы).

Все фотоприёмные приборы имеют 3 основные характеристики:

1. ВАХ I= f (U), при Ф и l = const

2. Световая характеристика I= f (Ф), при U и l = const

3. Спектральная характеристика I= f (l), при U и Ф = const

Фотоэлемент

Это прибор, преобразующий свет в электрический сигнал. Он представляет собой вакуумную стеклянную колбу, внутри которой находится 2 электрода – анод (А) и фотокатод (ФК).

Свет попадает на ФК и заставляет испускать фотоэлектроны. При создании между ФК и А сильного э.п. во внешней цепи возникает ток, пропорциональный приложенному напряжению. Время пролёта электронов мало, поэтому отклик на световое воздействие происходит достаточно быстро.

А

ФК

ФЭУ

Это прибор, в котором фотоэлектроны, возникающие при воздействии света на ФК, направляются на другие электроды – диноды, вызывая эмиссию на динодах вторичных электронов, направляемых на другой динод. Динодов обычно более 10, поэтому при воздействии одного фотона на А попадают сотни электронов. Т.е. происходит эффект усиления светового сигнала внутри ФЭУ, и, благодаря этому, ФЭУ может реагировать на отдельные фотоны.

ФЭУ представляет собой вакуумную трубку с ФК, А и динодами, выводы которых также подключены к внешнему источнику напряжения и нагрузкам.

ФК R_н - U + А

 

 

R₀ R₀ R₀ R₀