Valosäätimet
Määritelmä
Valosähköinen muuntaja on semijohtimateriaali, joka muuttaa valoenergian sähköenergiaksi. Se käyttää valoltaistuvaa elementtiä, joka vapauttaa elektronit, kun sitä kohdistetaan valoon. Tämä muuttaa elementin sähköisiä ominaisuuksia ja aiheuttaa sähkövirtauksen, joka on verrannollinen absortoidun valon intensiteettiin. Alla oleva piirikaavio havainnollistaa semijohtimateriaalin rakennetta.
Valosähköinen muuntaja absorboi semijohtimateriaalilleen osuvan valonsäteilyn. Tämä absorptio energisoitsee materiaalin elekronit, mikä saa ne liikkumaan. Elektronien liikkuminen tuottaa kolmea vaikutusta:
Valosähköisten muuntajien luokittelu
Valosähköiset muuntajat luokitellaan seuraavasti:
Valovirtasuuselina
Valovirtasuuselina muuttaa fotonit sähköenergiaksi. Se sisältää anodiputken ja katodiplatonin, jotka molemmat on peitetty valovirtasuusmateriaalilla, kuten tseesiumiantimonidi.
Kun valonsäteily kohdistuu katodiplatinaan, elektronit alkavat virtaamaan katodista anodiin. Molemmat anodi ja katodi on tiivisesti suljettujen, läpinäkyvien evakuoitujen putkien sisällä. Kun valonsäteily tulee suljetulle putkelle, elektronit vapautuvat katodista ja siirtyvät anodiin.
Anodi ylläpidetään positiivisella potentiaalilla, mikä aiheuttaa valosähköisen virran kulkea sen kautta. Tämän virran suuruus on suoraan verrannollinen valon intensiteettiin, joka kulkee putken läpi.
Valovirtasuuselina
Valovirtasuuselina muuttaa valoenergian sähkövirraksi. Se käyttää semijohtimateriaaleja, kuten sinkki-seleniumia, germaniumia (Ge) tai seleniumia (Se) valotaistumiselementtinä.
Kun valosäde kohdistuu semijohtimateriaaliin, sen johtavuus kasvaa, ja materiaali toimii kuin suljettu kytkin. Virta kulkee materiaalin läpi, poikkeuttamalla mittarin viittimet.
Valoaiheutin
Valoaiheutin on aktiivinen muuntaja. Virta alkaa kulkea valoaiheutimessa, kun siihen yhdistetään kuorma. Yleisesti käytettyjä semijohtimateriaaleja ovat silikki ja selenium. Kun semijohtimateriaali absorboi valoa (ei lämpöä), sen vapaat elektronit alkavat liikkua - ilmiö, jota kutsutaan valoaiheutuseffektiksi.
Elektronien liikkuminen tuottaa virran laitteessa, jota kutsutaan valosähköiseksi virraksi.
Valodiode
Valodiode on semijohtimateriaali, joka muuttaa valon virraksi. Kun valodiode absorboi valoenergian, sen semijohtimateriaalin elektronit alkavat liikkua. Valodiodelta on hyvin lyhyt vasteväli, ja se on suunniteltu toimimaan käänteispolarisaation alla.
Valotransistori
Valotransistori on laite, joka muuttaa valoenergian sähköenergiaksi, tuottaen sekä virran että jännitteen.
Valoaiheutin
Valoaiheutin on bipolaarinen laite, joka koostuu semijohtimateriaalista, joka on suljetussa läpinäkyvässä säiliössä, mikä mahdollistaa valon helpoksi pääsyn valoltaistuvaan elementtiin. Kun elementti absorboi valoa, virta alkaa kulkea laitteen perustasta emittiiriin, joka sitten muuntuu jännitteeksi.
