ממיר פוטו-חשמלי

הגדרה

ממיר פוטואלקטרי הוא מכשיר חצי מוליך הממיר אנרגיה אורית לאנרגיה חשמלית. הוא משתמש בעлемент פוטוסנטיבי שפולט אלקטרונים כשהוא מופל עליו על ידי אור, משנה את התכונות החשמליות של האלמנט ומעורר זרם ביחס ישירות לקיצוניות האור הנבלע. הסכימה שלהלן מדגימה את מבנה החומר החצי מוליך.

ממיר פוטואלקטרי בלוע אינסידנטי על החומר החצי מוליך שלו. בליעה זו מעניקה אנרגיה לאלקטרונים בחומר ומגיעה למצב בו הם מתחילים לנוע. תנועת האלקטרונים יוצרת אחד מהאפקטים הבאים:

• שינוי בהתנגדות החומר.

• שינוי בזרם הפליטה של החומר החצי מוליך.

• שינוי במתח הפליטה של החומר החצי מוליך.

מיון ממירים פוטואלקטריים

ממיריו הפוטואלקטריים ממוינים באופן הבא:

תא פוטו-משחרר

תא פוטו-משחרר ממיר פוטונים לאנרגיה חשמלית. הוא מכיל עמוד אנודה ולוח קתודה, שניהם מצופים בחומר פוטו-משחרר כגון אנטימון צזיום.

כאשר קרינה אורית פוגעת בלוח הקתודה, אלקטרונים מתחילים לזרום מהקתודה לאנודה. שני האלמנטים, האנודה והקתודה, מוחזקים בתוך צינור סגור, אטום ואופקי. כאשר קרינת האור מגיעה לצינור הסגור, אלקטרונים משוחררים מהקתודה ונעים לעבר האנודה.

האנודה נשמרת בפוטנציאל חיובי, מה שמוביל לזרימת זרם פוטואלקטרי דרכה. עצמת הזרם הזה היא ביחס ישיר לקיצוניות האור העובר דרך הצינור.

תא פוטו-חובץ

תא פוטו-חובץ ממיר אנרגיה אורית לזרם חשמלי. הוא משתמש בחומרים חצי מוליכים כגון סלניום סידניום, גרמניום (Ge) או סלניום (Se) כאלמנט החושף לאור.

כאשר קרן אור פוגעת בחומר החצי מוליך, נמכת ההתנגדות שלו והחומר מתנהג כמו 스위치 סגור. ואז זרם מתחיל לזרום דרך החומר, ומדפנות את מחנית המונה.

תא פוטו-וולטי

תא פוטו-וולטי הוא סוג של טרנסדוסר פעיל. זרם מתחיל לזרום בתא הפוטו-וולטי כאשר מטען מחובר אליו. סיליקון וסלניום בשימוש נפוץ כחומרים חצי מוליכים. כשהחומר החצי מוליך נבלע אור (ולא חום), אלקטרונים חופשיים מתחילים לנוע - תופעה המכונה אפקט פוטו-וולטי.

תנועה של אלקטרונים מייצרת זרם בתא, הידוע כזרם פוטואלקטרי.

פוטודיאודה

פוטודיאודה היא מכשיר חצי מוליך הממיר אור לזרם. כאשר פוטודיאודה נבלעת אנרגיית אור, אלקטרונים בחומר החצי מוליך שלה מתחילים לנוע. לפוטודיאודה זמן תגובה קצר מאוד והיא תוכנת לפעול תחת פולס הפוך.

פוטוטרנזיסטור

פוטוטרנזיסטור הוא מכשיר הממיר אנרגיה אורית לאנרגיה חשמלית, יוצר גם זרם וגם מתח.

תא פוטו-וולטי

תא פוטו-וולטי הוא מכשיר דו-קוטבי מורכב מחומר חצי מוליך הכלואAINER בקונטיינר שקוף, מאפשר לאור להגיע בקלות אל אלמנט החישה. כשהאלמנט נבלע אור, זרם מתחיל לזרום מהבסיס לנשא של המכשיר, שהופך למתח.