Fotocellák és fotó-
§ 152. A fénysorompók és fotó-
Fotocella nevezik eszköz, amelyben a hatását a sugárzó energia az optikai tartományban változást okoz a villamos tulajdonságait.
A fotocellák vannak besorolva három típusa: 1) a külső PhotoEffect, 2) a belső fotoelektromos hatás, és 3) egy záróréteget.
A fénysorompó a külső PhotoEffect művelet hatására a kimeneti fényt a felületi réteg a fotokatód elektronok a külső térbe - vákuumos vagy súlyosan ritkított gáz.
Hajtóberendezés például fénysorompó ábrán látható. 226 is. A belső fala az üvegbura 1, ahonnan a levegő evakuáljuk, egyrészt alkalmazott fotokatód 2. Széles körben használják az antimon-cézium fotókatódok. A termosz fénysorompó központ megerősített fém 3 anód formájában egy gyűrű vagy kis lemez. A lombikot egy műanyag kupakkal 4. alján a kupak érintkező csapok 5, amelyhez a csatlakozó vezetékek szállítják a fotokatód és az anód. Ezekkel csapok be a sejtbe fotoelementnuyu panel.
Ahhoz, hogy használni egy fotocella annak anód és a katód csatlakoztatott elektromos energia forrása - akkumulátor.
Az anód össze van kötve a pozitív kapcsa és a fotokatód - a negatív pólussal egy elektromos energiaforrás.
Hatása alatt táplálnak az elektródokhoz belsejében a fotocella feszültségű elektromos mező jön létre, és a elektronokat bocsát ki az megvilágított felület, amit a fotokatód irányítja a pozitív töltésű anód. Ezek az elektronok létre az áramkörben a anódáram mérhető egy galvanométer. Az útlevél fotocella jelzi annak érzékenységét, amely az aránya a fotoáram (a mikroamper vagy MA) kapott az áramkör egységnyi fényáram (lumen) incidens a fotokatód.
Érzékenységének fokozása fotocellák a lombik belsejében néha beadnia kis mennyiségű gázt, általában argonnal. Az ilyen napelemek nevezzük gázzal töltött. A nagysága az érzékenysége a fotocella típusú tartományok 20-150 mikroam / lm.
létesítő áram-feszültség jellemző a gyakorlati használat fotocella jelentőségű (ábra. 226, b). Ez fejezi ki a függőség a fényáram a rákapcsolt feszültség a terminálok a fénysorompó állandó mennyiségű fény világítja meg a fotokatódon.
Belső ellenállás vákuum fotocellák száz megaohm és gazonapolnennyh - több tíz megaohm. Reakcióvázlat fotovoltaikus eszköz a belső fotoelektromos hatás, az úgynevezett fotoellenállások (FS) vagy fotoreziszteket ábrán látható. 227, valamint.
Photoresistor egy üveglap bevonva vékony réteg félvezető anyag (ólom-szulfid, bizmut-szulfid, kadmium-szulfid), amelyre vannak elrendezve a vezetőképes elektródák.
A lényege a belső fotoelektromos hatás a következő. Ismeretes, hogy a villamos vezetőképesség mennyiségével kapcsolatos töltéshordozók, amely egy bizonyos anyagból. A félvezetők, a vivők száma az elektromos töltések miatt megnövekedett energia elnyelését kívülről, különösen az intézkedés alapján fényenergia.
Mennyiségének növelése elektromos töltéshordozók az anyag javítja a képességét, hogy vezeti az elektromos áramot. Ennek eredményeként, ez csökkenti az elektromos ellenállás a megvilágított anyag.
A megkülönböztető jegye fotoellenállások fotocellák külső fotoelektromos hatás, hogy a külső PhotoEffect elektronok a korlátokat a megvilágított anyag, és egy belső fotoelektromos hatás, ezek továbbra is az anyagon belül, és ezáltal növeli a villamos töltéshordozók.
változást vezetőképessége félvezetők alatt fény hatására nagyon nagy lehet. Egyes anyagok az átmenetet a sötétség intenzív megvilágítás ellenállás csökken tízszeres és ennek megfelelően változik a jelenlegi az áramkörben fotoellenállások (ld. 227, b).
Nagysága az ellenállás változás miatt hatására a fényáram a fényérzékeny,
ahol δr - FS változás ellenállás, Ohm;
Rt - FS ellenállást a sötétben, th;
rc - FS ellenállás a fény, om.
A szám jelzi, hogy hány alkalommal nagyobb Rt rc. Úgy hívják a sok változás FS ellenállás.
Ez lehet egy értéket 1,0 500. Az érzékenységet értékelte saját mikroamperen feszültségen 1 és 500-3000 pA / lm · a. így, érzékenység fotocellák meghaladja a külső PhotoEffect. Ezért az eszközök száma jelenleg Fotoellenállások helyébe napelemek külső fotoelektromos hatás.
Hátránya fotoellenállások az, hogy amikor megvilágítás fotoáram nem azonnal éri el végleges értékét, és a késleltetés (lag fénysorompó), ugyanez vonatkozik a nemlineáris függését a fotoáram a fény-erő ,. E, a fotoáram növekszik lassabban, mint a fény intenzitása, megvilágítja a fénysorompó. Továbbá, annak érdekében, fotoáram függ a környezeti hőmérséklet (1-3% 10 ° C-on). Az utóbbi körülmény nehéz használni a nagy változások fotoellenállások környezeti hőmérséklet.
A berendezés egyik sejtek egy blokkoló réteg a fényelektromos hatás, az úgynevezett kapun fotocellák, ábrán látható. 228. A szelén bevont acél alapréteget, amelyre kerül nagyon finom (néhány ezred mikron), félig átlátszó film az arany. Között a félvezető és a fém a feldolgozó fénysorompó képződött elektron-lyuk p - n átmenet.
Fotocella burkolat szigetelő anyagból, két bilincs.
Amikor a fényérzékeny felület a fotocella fénysugarak esnek, azok áthatoló az áttetsző fém fólia a félvezető - szelén, szabad elektronok múltban áthatolnak p - n átmenet a fémfilm és töltse fel a negatív töltés. Ebben az esetben a referencia elektród miatt kilépő elektronok pozitív töltésű. Hatása alatt a keletkező potenciális különbség jelentkezik az elem áramkör photocurrent.
Szelén fényelemek magas érzékenységű (akár 500-600 uA / lm).
Továbbá a szelén, a gyártás szelep fotocellák használt tallium-szulfid, réz-oxid, ezüst-szulfid, germánium és szilícium. Egy fontos jellemzője ezeknek fotocellák lehet szerezni jelentős fotoelektromos amikor megvilágított felület nélkül, beleértve az elektromos áramforrás áramkört.
Amellett, hogy a napelemek, vannak fotoelektromos eszközök belső amplifikációs a fotoáram, nevét viselő a fotomultiplierek. Vezetés egyik szerkezetben a fotomuitipiikátor ábrán látható. 229 is.
Az anód a erősítő áramkört 1 tartalmazza lámpa elektromágneses relé 2 amely csatlakozik az objektum érintkezők által vezérelt relé. A fénysorompó 3 összeköttetésben van az egyik végén, hogy a rács a cső, és a másik -, hogy az akkumulátor 4. Amikor megvilágított fénysorompó a R ellenállás és a feszültségesés a rács a cső tartjuk negatív feszültség képest a katód. A lámpa ebben az esetben zárva, nincs áram az anód áramkör.
Amikor a megvilágítás a fotocella megszűnik keresztül a lámpa áramkörben az anód áram kezd folyni, és a relé érintkezők záró tárgya lánc.
Ábra. 232 mutatja a fotoelektromos automatát áramkört, amely automatikusan leállítja a forgó (nyomtatott) papír gép törés. Work gépvezérléshez három fényérzékeny. Az automata áramkör tartalmaz: egy primer elektromágneses relé P1 P2 típusú szekunder relé ISU-48 érintkezőkkel, hogy lehet terhelést 1000 va. és három izzók.
Abban törése papír fény esik egy vagy több fotoellenállások. Így a primer relé P1 elhalad, elegendő árammal erőssége és érintkezők zárva vannak. Ennek eredményeként az aktivált másodlagos relé P2 nyitja az áramkört a gép motorja. A gép automatikusan leáll.
1. Mi az a szerkezet germánium atomok?
2. Mi a különbség elektronvezetőképességgel félvezetők a lyuk?
3. Milyen állapotban a félvezető dióda halad az elektromos áram?
4. Hogyan működik a szelén szelep?
5. Mi a különbség az egyenirányított feszültség a szűrőt félhullámú és teljes hullámú kijavítását?
6. Mi a p - n átmenetek van tranzisztorok?
7. neve és felhívni három fő áramkör kapcsoló tranzisztor.
8. Hogyan működik a sejt, és úgy viselkedik, külső fotoelektromos hatás?
9. Mi a fotoelektron-sokszorozó?
10. Milyen elemeket a fotoelektron kapcsoló?