Transductor fotoelèctric
Definició
Un transductor fotoelèctric és un dispositiu semiconductors que converteix l'energia lluminosa en energia elèctrica. Utilitza un element fotosensible que emet electrons quan és impactat per la llum, alterant les propietats elèctriques de l'element i induint una corrent proporcional a la intensitat de la llum absorbida. L'esquema següent il·lustra l'estructura del material semiconductor.
Un transductor fotoelèctric absorbeix la radiació lluminosa incident sobre el seu material semiconductor. Aquesta absorció energitza els electrons del material, fent-los moure. La mobilitat dels electrons produeix un dels tres efectes següents:
Classificació dels Transductors Fotoelèctrics
Els transductors fotoelèctrics es classifiquen de la manera següent:
Cèl·lula Fotoemissiva
Una cèl·lula fotoemissiva converteix fotons en energia elèctrica. Conté una barra d'ànoda i una placa càtode, ambdós revestits amb un material fotoemissiu com l'antimoni de cesi.
Quan la radiació lluminosa impacta la placa càtode, els electrons comencen a fluir des del càtode cap a l'ànoda. Tant l'ànoda com el càtode estan tancats dins d'un tub buit opac. Quan la radiació lluminosa arriba al tub tancat, els electrons són emissos des del càtode i es mouen cap a l'ànoda.
L'ànoda es manté a un potencial positiu, provocant que una corrent fotoelèctrica flueixi a través d'ella. La magnitud d'aquesta corrent és directament proporcional a la intensitat de la llum que passa pel tub.
Cèl·lula Fotoconductora
Una cèl·lula fotoconductora converteix l'energia lluminosa en corrent elèctrica. Utilitza materials semiconductors com el seleni de cadmi, el germàni (Ge) o el seleni (Se) com a element fotosensible.
Quan un raig de llum impacta el material semiconductor, la seva conductivitat augmenta, i el material actua com un interruptor tancat. La corrent llavors flueix a través del material, desviant el punter d'un comptador.
Cèl·lula Fotovoltaica
Una cèl·lula fotovoltaica és un tipus de transductor actiu. La corrent comença a fluir en la cèl·lula fotovoltaica quan hi connectem una càrrega. El silici i el seleni són materials semiconductors habitualment utilitzats. Quan el material semiconductor absorbeix llum (no calor), els seus electrons lliures comencen a moure's, un fenòmen conegut com a efecte fotovoltaic.
El moviment dels electrons genera una corrent a la cèl·lula, coneguda com a corrent fotoelèctrica.
Fotodiod
Un fotodiod és un dispositiu semiconductor que converteix la llum en corrent. Quan un fotodiod absorbeix l'energia lluminosa, els electrons del seu material semiconductor comencen a moure's. El fotodiod té un temps de resposta molt curt i està dissenyat per funcionar amb polarització inversa.
Fototransistor
Un fototransistor és un dispositiu que converteix l'energia lluminosa en energia elèctrica, generant tant corrent com voltatge.
Cèl·lula Fotovoltaica
Una cèl·lula fotovoltaica és un dispositiu bipolar compost per material semiconductor englobat en un recipient transparent, permetent que la llum arribi fàcilment a l'element fotosensible. Quan l'element absorbeix llum, comença a fluir una corrent des de la base cap a l'emissor del dispositiu, que llavors es converteix en voltatge.
