Fotonik transduktor

Määratlus

Fototehiline transduktor on pooljuht, mis teisendab valguseenergiat elektrivooluks. See kasutab valgustundlikku elemendi, mis väljastab elektronid, kui seda tabab valgus, muutes elemendi elektrilisi omadusi ja põhjustades voolu, mis on proportsionaalne absorbitud valguse intensiivsusega. Allpool järgnev skeem näitab pooljuhte materiaali struktuuri.

Fototehiline transduktor absorbitb valgusradiatsiooni, mis tabab selle pooljuhte materjali. See absorptsioon energiseerib materjali elektrone, mille tulemuseks on nende liikumine. Elektronide liikuvus toob kaasa ühe kolmest efektist:

• Materjali vastupaneku muutmine.

• Pooljuhte väljundvoolu muutmine.

• Pooljuhte väljundpinge muutmine.

Fototehiliste transduktorite klassifitseerimine

Fototehilised transduktorid on klassifitseeritud järgmiselt:

Fotoemissioonikell

Fotoemissioonikell teisendab fotonid elektrivooluks. See sisaldab anoodipüstit ja katoodiplaadina, mida on kaetud fotoemissiooniga, näiteks ceesi antimoniga.

Kui valgusradiatsioon tabab katoodiplaatina, alustavad elektronid liikumist katoodist anoodisse. Mõlemad, anood ja katood, on sellest suletud, läbipaistmatu evacueeritud tüübist sulgedud. Kui valgusradiatsioon jõuab suletud tüübini, emissioneeritakse elektronid katoodist ja neid liigub anoodi poole.

Anood on hooldatud positiivses pinges, mille tulemuseks on fotoelektriline vool, mis voolab selle läbi. Selle voolu suurus on otseproportsionaalne tüübile läbiva valguse intensiivsusega.

Fotokonduktiivne kell

Fotokonduktiivne kell teisendab valguseenergiat elektrivooluks. See kasutab pooljuhtmaterjale, nagu sink-seleeniit, germanium (Ge) või seleen (Se), fotosensorina.

Kui valgussäde tabab pooljuhte materjali, suureneb selle konduktiivsus ja see toimib nagu suletud lülitus. Vool hakkab voolama materjal läbi, viivitades näituri osa.

Fotovoolikell

Fotovoolikell on aktiivse transduktori tüüp. Fotovoolikellis alustab vool voolamist, kui sellele on ühendatud koormus. Tavaliselt kasutatakse pooljuhtmaterjale silikooni ja seleeni. Kui pooljuhte materjal absorbitb valgust (mitte soojust), alustavad tema vabad elektronid liikumist - see fenomen on teada fotovooliefektina.

Elektronide liikumine genereerib sellises kells voolu, mida nimetatakse fotoelektriliseks vooluks.

Fotodiode

Fotodiode on pooljuhtseade, mis teisendab valgust vooluks. Kui fotodiode absorbitb valguseenergia, alustavad elektronid selle pooljuhte materjalist liikumist. Fotodiodel on väga lühike reageeringuaeg ja see on disainitud töötama reversiivsel pingel.

Fototransistor

Fototransistor on seade, mis teisendab valguseenergiat elektrivooluks, genereerides nii voolu kui ka pinge.

Fotovoolikell

Fotovoolikell on bipoolaarne seade, mis koosneb pooljuhtmaterjalist, millel on läbipaistev konteiner, mis lubab valgusel hõlpsasti jõuda fotosensitiivsele elemendile. Kui element absorbitb valgust, alustab vool voolamist seadme baasist emiterisse, mille seejärel teisendatakse pingeeks.