Электронная техника1 Фото- и свето-элементы Разработал преподаватель Зеленодольского механического колледжа Софинская О.В.

Электронная техника2 Повестка дня Проверка выполнения домашнего задания Вспоминаем, что такое фотоэффект Приборы с внешним фотоэффектом Светоизлучающие приборы

Электронная техника3 1. Фототранзистор Проверка выполнения домашнего задания 7. Варистор 8. Тензорезисто р 9. Конденсатор 5. Стабилитрон 6. Тринистор 10. Трансформатор 3. Варикап 4. Полевой транзистор 2. Реостат

Электронная техника4 Вопросы по схемам включения транзисторов Как называются выводы биполярного транзистора? Основное уравнение транзистора Какой ток в биполярном транзисторе самый маленький? Какая схема включения транзисторов применяется чаще всего? Какие схемы включения транзисторов усиливают напряжение? Какую схему включения транзистора называют эмиттерным повторителем? Формула связи тока входа и выхода в схеме ОЭ Назовите участки статической выходной характеристики транзистора

Электронная техника5 Вопросы по тиристорам Что такое тиристор? Как называются выводы тиристора? Как называют тиристор с двумя выводами? В каких режимах может работать тиристор? Какой ток тиристора называют током спрямления?

Электронная техника6 Вспоминаем, что такое фотоэффект Фотоэлектрические явления возникают при поглощении веществом электромагнитного излучения оптического диапазона. К этим явлениям относится и внешний фотоэффект. Внешним фотоэффектом называют явление вырывания электронов из вещества под действием падающего на него света. Явление внешнего фотоэффекта открыто в 1887 г. Герцем, а детально исследовано Столетовым. Теория фотоэффекта на основе квантовых представлений создана Эйнштейном.

Электронная техника7 Внешний фотоэлектрический эффект е А это какой эффект? Как называется рабочий элемент в этой схеме?

Электронная техника8 Виды фотоприборов В фотоэлектрических приборах управление током, текущим через прибор, осуществляют с помощью лучистой энергии света. По своему принципу действия они разделяются на две группы: фотоприборы с внешним фотоэффектом и фотоприборы с внутренним фотоэффектом. Фотоэлементы с внешним фотоэффектом бывают двух типов: вакуумные и газонаполненные.

Электронная техника9 Устройство вакуумных и газонаполненных фотоэлементов В центре стеклянного баллона располагается анод, выполненный в форме маленького кольца или диска. Фотокатод обычно наносится на внутреннюю поверхность баллона так, чтобы светочувствительный слой был обращен к аноду и чтобы часть (обычно половина) баллона оставалась прозрачной (для проникновения света). Наибольшее распространение получили кислородно-цезиевые и сурьмяно-цезиевые фотокатоды. В центре стеклянного баллона располагается анод, выполненный в форме маленького кольца или диска. Фотокатод обычно наносится на внутреннюю поверхность баллона так, чтобы светочувствительный слой был обращен к аноду и чтобы часть (обычно половина) баллона оставалась прозрачной (для проникновения света). Наибольшее распространение получили кислородно-цезиевые и сурьмяно-цезиевые фотокатоды. Кислородно-цезиевый фотокатод состоит из серебряной подложки, нанесенной на стекло колбы, и полупроводникового слоя (окись цезия с вкраплениями атомов серебра и цезия).

Электронная техника10 Фотокатод покрыт калием или цезием, который испускает электроны под действием падающего света. Возникающий при этом ток может быть измерен чувствительным прибором. 1 - анод; 2 - микроамперметр; 3 - фотокатод; 4 - фотоэлемент.

Электронная техника11 Устройство вакуумных и газонаполненных фотоэлементов Сурьмяно-цезиевый фотокатод состоит из сплава сурьмы с цезием (SbCs) с вкраплениями атомов цезия и мономолекулярного слоя цезия, удерживающегося на поверхности) Газонаполненные фотоэлементы после откачки заполняются инертным газом (обычно аргоном) с давлением р = (2,5-5) Па (0,02-0,04 мм рт. ст.). В газонаполненных фотоэлементах происходит увеличение тока, текущего через прибор, за счет несамостоятельного тихого газового разряда.

Электронная техника12 Принцип действия В вакуумных и газонаполненных фотоэлементах используется фотоэлектронная эмиссия. Фототок прямо пропорционален световому потоку, падающему на поверхность фотокатода. Коэффициент пропорциональности называют интегральной чувствительностью фотокатода, мкА/лм. Фотоэлектронная эмиссия начинается с некоторой граничной длины волны. Только фотон (квант), энергия которого больше работы выхода катода, может привести к появлению (излучению) фотоэлектрона. Для вакуумного фотоэлемента световая характеристика линейна, а для газонаполненного фотоэлемента из-за газового разряда круто изгибается вверх. Поэтому интегральная чувствительность газонаполненного фотоэлемента оказывается больше, чем у вакуумного.

Электронная техника13 Фотоэлектронные умножители Двухэлектродные фотоэлементы обладают очень малой интегральной чувствительностью, а их рабочие токи составляют несколько микроампер, поэтому после фотоэлемента электрический сигнал нуждается в очень большом усилении. В фотоэлектронных умножителях (ФЭУ) слабый фототок усиливается внутри самого прибора с помощью вспомогательных электродов, с рабочих поверхностей которых осуществляется вторичная электронная эмиссия. В этих приборах используется явление вторичной электронной эмиссии: электрон, обладающий достаточной энергией и разогнанный электрическим полем, попав на поверхность с малой работой выхода, может выбить несколько электронов. Таким образом, с помощью вторичной электронной эмиссии можно получить усиление фототока. Между фотокатодом (F) и анодом (A) в ФЭУ имеется некоторое количество вторичноэлектронных эмиттеров динодов (Д1, Д2 и т.д.).

Электронная техника14 ФЭУ ФЭУ

Электронная техника15

Электронная техника16 Фотоэлектрон, вырвавшийся из фотокатода, попадает на первый динод и выбивает из него несколько электронов, которые затем попадают на второй динод и выбивают соответственно еще большее количество электронов и т.д. В результате каждый фотоэлектрон приводит к образованию лавины вторичных электронов (до ) на аноде. После фотоумножителя ставится либо прибор, измеряющий средний анодный ток, либо прибор, считающий отдельные импульсы, из которых состоит анодный ток. Поскольку каждый импульс соответствует отдельному фотоэлектрону, последний способ называется методом счета электронов. Так же как и в фотоэлементах, в фотоумножителях имеется фон темнового тока, мешающий измерениям слабых световых потоков. Принцип действия ФЭУ

Электронная техника17

Электронная техника18 Выводы Повторили обозначения, включение транзисторов, элементы тиристоров, что такое фотоэффект Узнали как устроены фотоэлементы и фотоумножители Расширили представление о применении светодиодов

Электронная техника19 Домашнее задание Маркировка и обозначения ЭРЭ (электрорадиоэлементов) Принцип работы тиристора Виды и принцип действия фото и светоэлементов

Электронная техника20 Источники дополнительных сведений 117/320.htm 117/320.htm htm htm e.ru/articles/elcomp/2008_11_152.php e.ru/articles/elcomp/2008_11_152.php 20Physica_Technical_20Institute/ Physica_Technical_20Institute/