Фотоэлектронные приборы

Явление фотоэлектронной эмиссии (внешнего фотоэффекта) было исследовано в конце девятнадцатого века нашим соотечественником А. Г. Столетовым. Оно заключается в том, что под воздействием лучистой энергии видимого света либо инфракрасных, ультрафиолетовых или рентгеновских лучей электроны приобретают энергию, достаточную для совершения работы выхода из металла. Согласно квантовой теории, лучистая энергия излучается и поглощается отдельными порциями — квантами. Кванты лучистой энергии, поглощаясь в веществе катода, изменяют энергетическое состояние электроноз в атомах. Закон фотоэффекта >>>

Электровакуумные фотоэлементы - это фотоэлектронные приборы, основанные на фотоэлектронной эмиссии. Они бывают двух типов: электронные (вакуумные) и ионные (газовые). В электронных фотоэлементах анодный ток образуется электронами, эмиттируемыми из катода под воздействием лучистого потока. В ионных фотоэлементах, наполненных газом (неоном, гелием или аргоном), при высоком напряжении между анодом и катодом фотоэлектронная эмиссия создается не только электронами, вылетевшими из катода, но также электронами и ионами, появившимися в результате ионизации газа.

С целью получения достаточно большого выходного напряжения от фотоэлементов применяются фотоэлектронные умножители — фотоэлектронные приборы, в которых осуществляется внутреннее усиление фототоков за счет явления вторичной электронной эмиссии. Если у обычных двухэлектродных ионных фотоэлементов коэффициент усиления достигает 6—8, то в фотоэлектронных умножителях можно получить усиление порядка сотен тысяч раз, чувствительность их достигает нескольких ампер на люмен.

Фотосопротивлениями называют фотоэлектрические приборы, в которых используется свойство полупроводников увеличивать проводимость под действием света. Электроны полупроводника, связанные с атомами, под действием света переходят в свободное состояние. Для этого требуется значительно меньшая энергия работы выхода, чем для выхода электронов с поверхности металла.

Фотоэлементы по принципу действия разделяются на две группы — фотоэлементы с внешним и внутренним фотоэффектом. Фотоэлементы бывают также вакуумные и газонаполненные. Газонаполненные фотоэлементы после создания в них вакуума наполняют нейтральным газом (обычно аргоном) при низком давлении, что приводит к увеличению тока за счет несамостоятельного тихого газового разряда.

Маркировку фотоэлементов и фотосопротивлений определяют соответствующие буквы, которые указывают материал катода, вид фотоэлемента и материал, использованный при изготовлении прибора. Так, у фотоэлементов с внешним фотоэффектом буква П обозначает цезиевый катод, а буквы СУ — сурьмяноцезиевый, буквы В и Г — тип фотоэлемента: вакуумный или газонаполненный. Например, марка СЦВ-3 указывает, что фотоэлемент вакуумный, с сурьмяноцезиевым катодом. Цифра характеризует те или иные конструктивные особенности прибора.

Фотоэлектронные умножители обозначаются тремя буквами — ФЭУ, далее через черточку следует цифра, указывающая номер конструкции.

Обозначения фотосопротивлений состоят из букв ФС, за которыми следует буква или буквы, характеризующие состав полупроводникового слоя: А — PbS; Б —Bi2S3; Д — CdSe; К — CdS. Последний знак обозначения — цифра — соответствует конструктивному оформлению фотосопротивления. Так, например, ФС-К1 означает, что в фотосопротивлении материалом полупроводникового слоя является монокристаллическнй сернистый кадмий.