Роль фотоелектронних приладів у сучасній техніці і в наукових дослідженнях, їх інтенсивний розвиток. Характеристика фотоелектричних приладів, у яких здійснюється перетворення світлового випромінювання в електричний струм, вид робочого середовища.
Аннотация к работе
Досить важлива роль, яку фотоелектронні прилади відіграють у сучасній техніці і в наукових дослідженнях, визначила їхній інтенсивний розвиток, що почався в тридцятих роках двадцятого сторіччя і безупинно триває в зростаючому темпі аж до теперішнього часу. Фотоелектричними приладами називають електронні прилади, у яких здійснюється перетворення світлового випромінювання в електричний струм. По типу фотоелектричного ефекту, що лежить в основі дії приладу, розрізняють: - фотоелектричні прилади із зовнішнім фотоефектом (електронні й іонні фотоелементи, фотопомножувачі);Фотоелектронним приладом називають електронний прилад, призначений для перетворення енергії оптичного випромінювання в електричну. Внутрішнній фотоефект може бути двох видів: фоторезистивний ефект - зменшення електричного опору напівпровідника під дією падаючого світла; фотогальванічний ефект - виникнення на р-п переході під дією падаючого світла різниці потенціалів. Фотоефект виникає внаслідок зміни енергетичного стану вільних електронів у металі, а також атомів у кристалі напівпровідника при поглинанні енергії випромінювань. При поглинанні фотонів валентними електронами один електрон може поглинути тільки один фотон. Для виходу електрона з фотокатода у вакуум необхідно, щоб електрон, що мав всередині катода максимальну енергію W , поглинув енергію фотона не меншу, ніж робота виходу електрона для даної речовини.Емітовані з фотокатода електрони рухаються до анода, створюючи в ланцюзі фотострум Іф. Закон Столетова: величина фотоструму прямо пропорційна світловому потоку, що падає на фотокатод, при незмінній спектральній составі світла: Іф = SФ, (1.7) де Ф - світловий потік у люменах; Закон Столетова ґрунтується на квантовій теорії: більший світловий потік несе в одиницю часу більше фотонів, отже, більше число електронів може за цей час поглинути по одному фотоні та вийти з фотокатода у вакуум. Закон Ейнштейна: максимальна кінетична енергія електрона, що вилетів з фотокатода, лінійно зростає зі збільшенням частоти падаючого світла та не залежить від його інтенсивності. Оскільки різниця енергії фотона та роботи виходу перетворюється в кінетичну енергію електрона, то закон Ейнштейна виражається рівнянням: mv \2 = Wкв - Wo, (1.9) де mv \2 - кінетична енергія електрона.У фотоелементів, призначених для роботи в УФ-області спектра, у балоні робиться вікно з матеріалу, прозорого в цій області. До першої групи можна віднести фотоелементи, призначені для реєстрації порівняно слабко змінних у часі потоків випромінювання, інтенсивність яких набагато більше граничної. Фотоелементи цієї групи звичайно працюють із довільними джерелами світла, тому основними вимогами до приладів є наявність високої інтегральної чутливості, а також їхня довговічність і взаємозамінність. До другої групи відносяться фотоелементи, які використовуються для виміру слабких повільно змінних потоків випромінювання різного спектрального складу, а також для точного виміру світлових потоків у фотометрії. Деякі фотоелементи мають коаксіальний вивід, що дозволяє включати фотоелемент безпосередньо в розїм коаксіального кабелю, погодженого з низькомним навантаженням.Напруга між будь-якими динодами повинне бути достатнім для того, щоб коефіцієнт вторинної емісії був більше одиниці. Катодна камера містить у собі фотокатод 1 та електронно-оптичну систему 2, що забезпечує збір електронів з усією поверхні фотокатода на перший динод 3 помножувальної системи. Електронний потік, кількість електронів у якому збільшується в міру руху від динода до динода, пройшовши помножувачу систему, надходить на анод 4, що представляє собою металеву пластину, штир або мілкоструктурну сітку. Ефективність збору фотоелектронів на перший динод являє собою відношення кількості електронів, що досягають першого динода до кількості електронів емітованих фотокатодом. Відношення кількості електронів, емітованих с динода і що брали участь у подальшому помножуванні, к повній кількості електронів, які вилетіли с динода називається ефективністю каскаду посилення g.В даній роботі було розглянуто будову, класифікацію, основні параметри, а також фізичні основи роботи фотоелектронних приладів. Фотоелектричні прилади можна класифікувати за різними характеристиками, але в основному їх класифікують в залежності від типу робочого середовища на фотоелектричні прилади із зовнішнім фотоефектом (електронні й іонні фотоелементи, фотопомножувачі), фотоелектричні прилади із внутрішнім фотоефектом в однорідних структурах (фоторезистори) та фотоелектричні прилади із внутрішнім фотоефектом у р-п-структурах (напівпровідникові фотоелементи, фотодіоди, фото транзистори).
План
Зміст
Вступ
1. Фізичні основи фотоефекту
1.1 Види фотоефекту. Фотоелектронна емісія
1.2 Закони фотоелектронної емісії та характеристики фотокатода
2. Основні типи фотоелектронних приладів
2.1 Фотоелементи
2.2 Фотоелектронні помножувачі
Висновки
Література
Вывод
В даній роботі було розглянуто будову, класифікацію, основні параметри, а також фізичні основи роботи фотоелектронних приладів.
В результаті виконання роботи було зясовано, що: 1. Фотоелектричні приладами - електронні прилади, у яких здійснюється перетворення світлового випромінювання в електричний струм.
2. Фотоелектричні прилади можна класифікувати за різними характеристиками, але в основному їх класифікують в залежності від типу робочого середовища на фотоелектричні прилади із зовнішнім фотоефектом (електронні й іонні фотоелементи, фотопомножувачі), фотоелектричні прилади із внутрішнім фотоефектом в однорідних структурах (фоторезистори) та фотоелектричні прилади із внутрішнім фотоефектом у р-п-структурах (напівпровідникові фотоелементи, фотодіоди, фото транзистори).
3. Фізичні принципи дії фотоелектронних приладів, визначається перетворенням енергії оптичного випромінювання в електричну.
4. Кожна з функціональних груп фотоелектричних приладів характеризується специфічною системою параметрів.