Fényelektromos átalakító

Definíció

A fényelektromos átalakító egy fémeszernyő, amely a fényenergiát elektromos energiává alakítja. Egy fényérzékeny elemet használ, ami amikor fény éri, elektront ad le, módosítva az elem elektromos tulajdonságait, és arányosan a felvett fény intenzitásával indukál egy áramot. Az alábbi ábra a szemiconducens anyag szerkezetét mutatja be.

A fényelektromos átalakító felveszi a ráeső fény sugarakat a szemiconducens anyagán. Ez a felvétel energizálja az anyag elektronjait, ami miatt ezek mozognak. Az elektronok mobilitása három hatást okoz:

• A anyag ellenállásának megváltozása.

• A szemiconducens kimeneti áramának megváltozása.

• A szemiconducens kimeneti feszültségének megváltozása.

Fényelektromos Átalakítók Osztályozása

A fényelektromos átalakítókat a következőképpen osztályozzák:

Fényemissziós Célka

A fényemissziós célka fotont elektromos energiává alakít. Tartalmaz egy anodrodrot és egy katodlapot, mindkettőt fényemissziós anyaggal, mint például a césium-antimoniummal borítják.

Amikor a fény sugarak a katodlapra esnek, az elektronok kezdenek áramlani a katoddal a anodrodhoz. Mind a anodrod, mind a katod zárt, opak vákuumizált csöben vannak. Amikor a fény sugarak elérnek a zárt csövet, az elektronok a katoddal indulnak, és a anodrod felé mozognak.

Az anodrod pozitív potenciálon van tartva, ami miatt fotoelektromos áram halad rajta. Ennek nagysága arányos a csőn keresztül haladó fény intenzitásával.

Fényvezető Célka

A fényvezető célka a fényenergiát elektromos árammá alakítja. Szemiconducens anyagokat, mint például a kadmium-szenid, a germa (Ge) vagy a szen (Se) használ mint fényérzékeny elemet.

Amikor a fény sugarak a szemiconducens anyagra esnek, annak vezetőképessége növekszik, és a anyag úgy viselkedik, mintha egy zárt kapcsoló lenne. Az áram ekkor áthalad a anyagon, eltérítve a műsorszámló mutatóját.

Fotovoltaikus Célka

A fotovoltaikus célka egy aktív átalakító típus. Az áram akkor kezd áramlani a fotovoltaikus célkában, amikor hozzá csatlakoztatnak egy terhelést. A silícium és a szen gyakran használt szemiconducens anyagok. Amikor a szemiconducens anyag fényt (nem hőt) vesz fel, szabad elektronjai elkezdenek mozogni - ezt a jelenséget fotovoltaikus hatásnak nevezik.

Az elektronok mozgása generál egy áramot a célkában, amit fotoelektromos áramnak hívnak.

Fénydiód

A fénydiód egy szemiconducens eszköz, amely a fényt árammá alakítja. Amikor a fénydiód fényenergiát vesz fel, a szemiconducens anyag elektronjai elkezdenek mozogni. A fénydiód rendkívül rövid válaszidővel rendelkezik, és fordított polarizáció mellett működik.

Fénytranzisztor

A fénytranzisztor egy eszköz, amely a fényenergiát elektromos energiává alakítja, mind áramot, mind feszültséget generál.

Fotovoltaikus Célka

A fotovoltaikus célka egy dipoláris eszköz, amely szemiconducens anyagból áll, transzparens tárolóban, hogy a fény könnyen elérje a fényérzékeny elemet. Amikor az elem fényt vesz fel, az áram elkezd áramlani a berendezés bázisától az emittőig, amit ezután feszültségére alakítanak.