Peralih Fotoelektrik
Definisi
Penukar fotoelektrik adalah peranti semikonduktor yang menukar tenaga cahaya kepada tenaga elektrik. Ia menggunakan elemen fotosensitif yang mengeluarkan elektron apabila dipukul oleh cahaya, mengubah sifat elektrik elemen tersebut dan mendorong arus yang berbanding terbalik dengan intensiti cahaya yang diserap. Skema di bawah menunjukkan struktur bahan semikonduktor.
Penukar fotoelektrik menyerap radiasi cahaya yang jatuh pada bahan semikonduktornya. Penyerapan ini memberi tenaga kepada elektron bahan tersebut, menyebabkan mereka bergerak. Mobiliti elektron menghasilkan salah satu daripada tiga kesan:
Klasifikasi Penukar Fotoelektrik
Penukar fotoelektrik diklasifikasikan seperti berikut:
Sel Photoemissif
Sel photoemissif menukar foton menjadi tenaga elektrik. Ia mengandungi rod anod dan plat katod, kedua-duanya dilapisi dengan bahan photoemissif seperti antimonium cesium.
Apabila radiasi cahaya memukul plat katod, elektron bermula mengalir dari katod ke anod. Kedua-dua anod dan katod disegel dalam tabung tertutup, gelap, dan dikosongkan. Apabila radiasi cahaya mencapai tabung yang disegel, elektron dikeluarkan dari katod dan bergerak menuju anod.
Anod dikekalkan pada potensi positif, menyebabkan arus fotoelektrik mengalir melaluinya. Magnitud arus ini berkadar langsung dengan intensiti cahaya yang melewati tabung.
Sel Fhotokonduktif
Sel fhotokonduktif menukar tenaga cahaya menjadi arus elektrik. Ia menggunakan bahan semikonduktor seperti selenium selenida, germanium (Ge), atau selenium (Se) sebagai elemen penangkap cahaya.
Apabila sinar cahaya memukul bahan semikonduktor, konduktivitinya meningkat, dan bahan tersebut bertindak seperti switch yang ditutup. Arus kemudian mengalir melalui bahan tersebut, mengalihkan penunjuk meter.
Sel Fotovoltaik
Sel fotovoltaik adalah jenis transduser aktif. Arus bermula mengalir dalam sel fotovoltaik apabila beban disambungkannya. Silikon dan selenium biasanya digunakan sebagai bahan semikonduktor. Apabila bahan semikonduktor menyerap cahaya (bukan haba), elektron bebasnya bermula bergerak—fenomena yang dikenali sebagai kesan fotovoltaik.
Pergerakan elektron menghasilkan arus dalam sel, yang dikenali sebagai arus fotoelektrik.
Fotodiode
Fotodiode adalah peranti semikonduktor yang menukar cahaya menjadi arus. Apabila fotodiode menyerap tenaga cahaya, elektron dalam bahan semikonduktor mulai bergerak. Fotodiode mempunyai masa respons yang sangat singkat dan direka untuk beroperasi di bawah biasan songsang.
Fototransistor
Fototransistor adalah peranti yang menukar tenaga cahaya menjadi tenaga elektrik, menghasilkan kedua-dua arus dan voltan.
Sel Fotovoltaik
Sel fotovoltaik adalah peranti bipolar yang terdiri daripada bahan semikonduktor yang disimpan dalam bekas transparan, membolehkan cahaya mencapai elemen fotosensitif dengan mudah. Apabila elemen menyerap cahaya, arus bermula mengalir dari asas ke emiter peranti, yang kemudiannya ditukar menjadi voltan.
