(495)510-98-15
Меню
Главная »  Классификация электронных систем 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 [ 88 ] 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184

При высокой частоте модуляции светового потока становятся заметными инерционные свойства фотоэлементов. Эти свойства у вакуумных фотоэлементов определяются главным образом временем пролета электронов от катода к аноду. У ионных фотоэлементов фронт нарастания тока больше, так как требуется время для развития лавин в процессе ионизации газа. Задержка при спаде тока определяется главным образом временем, необходимым для рекомбинации остаточных зарядов и исчезновения метастабильных атомов. У фотосопротивлений это время еще больше в связи с тем, что здесь происходит рекомбинация дырок с электронами, вероятность которой меньше, чем в газовой среде низкого давления.

Инерционные свойства приводят к тому, что амплитуда фототока не успевает к моменту максимума светового потока достигнуть тех же значений, что и при постоянном освещении.

Степень уменьшения амплитуды фототока в функции частоты учитывается по частотным характеристикам фотоэлементов. Типовые частотные характеристики фотоэлементов с внешним фотоэффектом и фотосопротивлений приведены на рис. 4.4, б. Кривая 1 относится к электронному фотоэлементу (тип ЦВ-3). Амплитуда выходного тока сохраняется здесь на неизменном уровне во всем диапазоне рассматриваемых частот. Кривая 2 относится к ионному фотоэлементу (тип ЦГ-3). Амплитуда фототока начинает снижаться после 1 кгц, и при частоте / = 10 кгц она уменьшается на 10-15% против начального значения. Фототок у фотосопротивлений типа ФС-А1 (кривая 5) при / = Ю кгц снижается до 50-60%. У других типов фотосопротивлений (кривые 4 и 5) амплитуда фототока при частоте в несколько килогерц не превышает 10-15% от его начального значения.

Так как разные виды фотоэлементов неодинаково реагирую1 на световые волны различной длины, важнейшей характеристикой фотоэлементов является спектральная характеристика. Она определяет зависимость фототока от длины волны монохроматического излучения при неизменном световом потоке.

Спектральные характеристики, снятые у разных типов фотоэлементов, приведены на рис. 4.5. На этом же рисунке представлено распределение энергии по спектру (спектр излучения) эталонного источника света (кривая /). На оси абсцисс нанесена шкала длин волн (в микрометрах), а на оси ординат - шкала относительных значений фототока в долях от максимального, который у всех типов фотокатодов принят за 100%, за исключением кислородно-цезиевого, у которого за 100% принят длинноволновой максимум. Сопоставляя спектральную активность источника излучения со спектральной характеристикой фотоэлемента, можно по участкам их перекрытия судить о том, какая часть светового потока источника полезно используется в данном фотоэлементе как преобразователе лучистой энергии в электрическую.



Видимая человеческим глазом часть спектра охватывает длины волн в пределах 0,4-0,7 мкм. Она отмечена на рисунке четырьмя цветами спектра (из семи различаемых). Правее красной границы расположена инфракрасная часть светового спектра, а левее фиолетовой - его ультрафиолетовая часть.

В видимой части спектра лампа накаливания излучает, как это видно из характеристики излучения (кривая /), только некоторую долю от полного (интегрального) излучения. При оценке полезно используемой в фотоэлементе доли светового потока источника су-


03 Of 0,5 0,6 07 0.8 09 1,0 1,1 1,2 Jmkm

Рис. 4.5. Спектральные характеристики: источника света фотоэлемента с кислородно-цезиевым катодом 2, с сурь-мяно-цезиевым 3 и фотосопротивлеиий сернисто-кадмиевого 4, сернисто-свинцового 5 и селенового фотогенератора 6

щественным показателем служит относительное положение максимумов спектральных характеристик источника света и фотоэлемента. Эти максимумы называют селективными.

Вакуумный фотоэлемент с кислородно-цезиевым катодом, как видно из рис. 4.5 (кривая 2), имеет два селективных максимума: °Дин лежит в инфракрасной (длинноволновой), другой - в ультрафиолетовой (коротковолновой) области спектра. Вакуумный фотоэлемент с сурьмяно-цезиевым катодом имеет спектральную характеристику 5, селективный максимум которой лежит вблизи границы между видимой и ультрафиолетовой частями спектра. Спектральная характеристика 4 относится к одному из типов фотосопротивлеиий - сернисто-кадмиевому. Начало спектральной характеристики у другого типа фотосопротивления, сернисто-свинцового, показывает кривая 5. Селективный максимум расположен здесь



много правее рассматриваемого диапазона частот. При селективном максимуме в столь далекой области инфракрасного света с помощью сернисто-свинцовых, сурьмяно-индиевых и свинцово-теллуристых фотосопротивлений можно контролировать излучение слабо нагретых тел.

Селективные максимумы фотодиодов и фототриодов лежат в диапазоне 0,8-1,2 мкм, а длинноволновая граница примерно равна 1,2-1,3 мкм.

Особое место занимает селеновый фотодиод, который может работать только в режиме фотогенератора. Его спектральная характеристика (кривая 6) близка к кривой чувствительности человеческого глаза. Этим объясняется распространенность селенового фотоэлемента в объективной фотометрии.

Номенклатура промышленных типов фотоэлементов и их параметры приводятся в справочниках.

§ 4.3. ФОТОУМНОЖИТЕЛИ

Световые потоки, которые могут быть введены в фотоэлемент, ограничены: а) рабочей площадью катода и окна и 2) допустимой освещенностью катода по условию его утомления. Максимальные значения световых потоков фотоэлементов с внешним фотоэффектом лежат в границах от 10~3 до Ю-2 лм. При таких потоках и указанных значениях интегральной чувствительности выходные токи фотоэлементов с внешним фотоэффектом не превышают нескольких микроампер. При столь малых значениях тока применение фотоэлементов связано в большинстве случаев с необходимостью предварительного усиления фототока с помощью внешних усилителей постоянного или переменного напряжения.

Введения внешних усилителей можно избежать, применяя фотоприборы с внутренним усилением фототока. Таким прибором с внешним фотоэффектом является фотоэлектронный умножитель (ФЭУ). Значительный коэффициент внутреннего усиления, который имеет ФЭУ, позволяет регистрировать с его помощью весьма малые световые потоки, что определяет его высокую чувствительность.

Схематическое устройство ФЭУ показано на рис. 4.6. Внутреннее усиление достигается здесь благодаря использованию явления, известного под названием вторичной эмиссии. Оно заключается, как уже говорилось в § 2.2, в способности веществ эмиттировать вторичные электроны при бомбардировке их поверхности первичными электронами.

Интенсивность вторичной эмиссии, зависящая от состава вещества и энергии первичных электронов, оценивается по коэффициенту вторичной эмиссии о, представляющему собой отношение числа вторичных электронов к числу первичных. У одних веществ о<; 1, а у других о >1. Вещества са>1 используются в качестве промежуточных эмиттеров в фотоумножителях.



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 [ 88 ] 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184



© 2018 ООО "Стрим-Лазер": Лазерная гравировка.
Все права нотариально заверены. Копирование запрещено.