Fotoelementas

Fotoelementas – elektroninis prietaisas paverčiantis elektromagnetinių spindulių energiją į elektrinį signalą.

Šiam straipsniui ar jo daliai trūksta išnašų į patikimus šaltinius. Jūs galite padėti Vikipedijai pridėdami tinkamas išnašas su šaltiniais.

Fotoelementas ЦГ-4. Klasikinės konstrukcijos fotoelementas.

Wickham firmos fotoelementas UVV4A.

Konstrukcija

Vakuuminį deguonies-cezio fotoelementą sudaro stiklinė kolba, kurioje yra vakuumas. Jos vidinis paviršius, išskyrus „langelį“ šviesai patekti, padengtas sidabro sluoksniu, o šis – cezio oksido sluoksniu. Sidabro sluoksnis ir jį dengiantis puslaidininkio sluoksnis yra fotoelemento katodas. Anodas – tai metalinis žiedelis kolbos centre.
Dar buvo gaminami stibio-cezio vakuuminiai fotoelementai, kuriuose pirmasis sluoksnis yra stibio, o ant jo – puslaidininkinis sluoksnis. Dujiniai fotoelementai buvo gaminami tik deguonies-cezio ir nuo vakuuminių skyrėsi vien tuo, kad kolba buvo pripildyta žemo slėgio argono dujų.

Veikimo principas

Prijungus maitinimo šaltinį, tarp fotoelemento anodo ir katodo atsiranda elektrinis laukas. Jei pro fotoelemento „langelį“ į katodą kris šviesos srautas, tai fotonai išmuš elektronus iš fotokatodo. Laisvus elektronus pritrauks anodas ir grandinėje atsiras elektros srovė, kuri tekės tol, kol katodas bus apšviestas. Srovės ir šviesos srauto santykis vadinamas fotoelemento jautrumu. Šis dydis matuojamas mikroamperais, padalytais iš liumenų. Tipinis fotoelemento jautrumas yra 20–100μA/lm. Dujinių fotoelementų jautrumas yra 4–5 kartus didesnis, nes juose vyksta dujų jonizacija tarp elektrodų. Tačiau dujiniai fotoelementai turi nemažą inerciją.

Naudojimas

Fotoelementai buvo naudojami gana plačiai, bet dabar juos išstūmė puslaidininkiniai prietaisai. Kino projektoriuose fotoelementai buvo naudojami atkurti garso takelį. Kino juostoje yra laukelis, kuriame kintamu raiškumu arba permatomos juostelės pločiu įrašytas garso signalas. Lempos šviesa praėjusi pro šį laukelį kinta ir netolygiai apšviečia fotoelementą. Taip gaunamas elektrinis signalas, kuris sustiprinamas žemo dažnio stiprintuvu ir perduodamas į garsiakalbius.

Fotoelementai naudojami cheminiuose ir fizikiniuose tyrimuose. Šviesos spindulys, dažnai – specifinio spektro, apšviečia ar peršviečia tiriamą medžiagą ir fotoelementas išmatuoja šviesos pokyčius.

Pirmoje XX a. pusėje, fotoelementai buvo naudojami kosminių objektų ryškiui matuoti. Juos vėliau pakeitė fotodaugintuvai.