Явище внутрішнього фотоефекту можна спостерігати в напівпровідниках, де воно проявляється як зміна опору, а також в р-га-переходах, в яких відбуваються різні процеси. Енергія електромагнітного випромінювання, що падає на поверхню напівпровідника, передається валентним електронам (§ 2 - 1) і полегшує їх перехід в зону провідності. Завдяки цьому в напівпровіднику з'являються додаткові носії електричного струму, що збільшують активну провідність. Таке явище характерне для багатьох напівпровідників і використовується у селену, з'єднань олова, кадмію, талію і ін. Так як гранична частота таких елементів зазвичай значно менше граничної частоти фотокатодов, то напівпровідникові фоторезистори особливо придатні для роботи в інфрачервоній області спектра.
Явище внутрішнього фотоефекту було відкрито в 1873 р американським фізиком У.
Явище внутрішнього фотоефекту в твердих тілах засноване на зміні електронами енергетичного рівня при переході в зону провідності під дією енергії поглинає випромінювання.
З явищем внутрішнього фотоефекту пов'язані фотохімічні процеси, що протікають під дією світла в фотографічних матеріалах. AgJ), розподілені в тонкому шарі желатиновой емульсії, нанесеної на скляну пластинку, плівку або папір.
Схеми оптоелектронних комутаторів К249КН1А. В чому полягає явище внутрішнього фотоефекту в напівпровідниках.
В чому полягає явище внутрішнього фотоефекту.
Спектральна залежність D для поширених детекторів оптичного випромінювання. Фотонні детектори реалізують явище внутрішнього фотоефекту, при якому носії заряду не покидають матеріал детектора, а переходять в зону провідності або з примесного рівня, або з валентної зони.
Основні параметри СЕС з параболоцілнндрнческнмі концентраторами (ПЦК. В основі роботи ФЕП лежить явище внутрішнього фотоефекту - утворення вільних носіїв струму під дією теплового іонізуючого випромінювання. Поглинання світла і фотоионизация збільшують енергію електронів і дірок, не розділяючи їх в просторі.
Вже згадана група фотоелементів заснована на явищі внутрішнього фотоефекту в напівпровідниках. Однак це просте явище в даному випадку ускладнено наявністю на кордоні напівпровідника з металом дуже тонкого розділяє їх шару з великим опором і випрямляючих дією.
Пристрій фоторезистора. Напівпровідниковий прилад, в якому використовується явище внутрішнього фотоефекту, називається фоторезистором. Він являє собою напівпровідникову пластинку або плівку, опір якої змінюється під дією світла.
У фотосопротівленіем (ФС) використовується явище внутрішнього фотоефекту - при висвітленні деяких напівпровідників електрони атомів викликають провідність.
Принцип дії фотоелектричних приймачів заснований на явищах зовнішнього і внутрішнього фотоефекту. Зовнішній фотоефект полягає в випущенні речовиною електронів під дією падаючих на його поверхню електромагнітних променів. При цьому гранична довжина хвилі знаходиться в ближній частині інфрачервоного випромінювання і рівна 1 24 мкм. Отже, ці наступники мають найкращу чутливістю в ультрафіолетовій і видимій частинах спектра. В автоматичних системах вони можуть бути застосовані як датчики полум'я, що працюють в ультрафіолетовому діапазоні спектра.
При падінні променевої енергії на деякі напівпровідники або ізолятори спостерігається явище внутрішнього фотоефекту.
Широке поширення отримав другий вид керуючих пристроїв - фоторезистори, в яких використовується явище внутрішнього фотоефекту, або фотопровідності. Під дією зовнішнього випромінювання багато напівпровідники (сірчистий вісмут, сірчистий кадмій і ін.) Збільшують число електронів провідності. Первинні електрони провідності, стикаючись з атомами кристалічної решітки, викликають додатковий вторинний потік електронів. В результаті величина опору напівпровідника значно зменшується.
Спектральні характеристики фотокатодов. У фоторезисторах, що мають велику в порівнянні з іншими фотоелементами чутливість в інфрачервоній області спектра, використовується явище внутрішнього фотоефекту, що полягає в наступному. При висвітленні напівпровідника (сірчистий вісмут, селен, сульфід кадмію, сірчистий калій і ін.) В ньому збільшується число електронів провідності. Первинні електрони провідності, стикаючись з атомами кристалічної решітки, викликають вторинний потік електронів, що призводить до значного зменшення (в сотні разів) опору фоторезистора. Це дозволяє отримати на виході струм до декількох міліампер.
Фотоелемент (а і фотоелектронний помножувач (б. 1 - катод, 2 - анод, з - фотокатод, 4, 5 і в - емітери, 1 - анод. За принципом дії фотоелементи поділяються на два типи: фотоелементи, які використовують явище зовнішнього фотоефекту, і фотоелементи, які використовують явище внутрішнього фотоефекту. По друге приладах під дією світла або змінюється провідність, або порушується власна електрорушійна сила і їх відносять до типу напівпровідникових фотоелементів.
Фотоелемент (а і фотоелектронний помножувач (б. 1 - катод, 2 - анод, 3 - фотокатод, 4, 5, 6 - емітери, 7 - анод. За принципом дії фотоелементи поділяють на два типи: фотоелементи, які використовують явище зовнішнього фотоефекту, і і фотоелементи, які використовують явище внутрішнього фотоефекту. По друге приладах під дією світла або змінюється провідність, або порушується власна електрорушійна сила і їх відносять до типу напівпровідникових фотоелементів.
Фотосопротівленіе є фотоелектричним приладом з внутрішнім фотоефектом. Явище внутрішнього фотоефекту полягає в тому, що при висвітленні деяких напівпровідників в них збільшується число вільних електронів, а так як провідність напівпровідників дуже мала, то поява додаткових вільних електронів веде до підвищення провідності і, отже, до зменшення їх опору.
Якщо електрони вириваються дією радіації з атомів речовини, але при цьому залишаються всередині тіла, а не викидаються назовні, то електропровідність речовини зростає. Цим явищем внутрішнього фотоефекту пояснюється різке збільшення електропровідності селену, коли він піддається освітленню (стор.
Якщо електрони вириваються дією радіації з атомів речовини, але при цьому залишаються всередині тіла, а не викидаються назовні, то електропровідність речовини зростає. Цим явищем внутрішнього фотоефекту пояснюється різке збільшення електропровідності селену, коли він піддається освітленню.
Фотодіоди можуть виготовлятися з германію або кремнію. У фотодіоді використовується явище внутрішнього фотоефекту. Внутрішнім фотоефектом називається процес іонізації атомів кристалічної решітки речовини або домішки в ній квантами світла, що супроводжується утворенням рухливих носіїв заряду.
Принципова схема вагового циклічного дозатора. У цих дозаторах датчиками, що реагують на положення стрілки циферблатного покажчика, служать фотосопротивления. В основі їх роботи лежить явище внутрішнього фотоефекту, що складається в тому, що електропровідність напівпровідникових елементів пропорційна кількості світла, що поглинається напівпровідником.
Збільшення числа носіїв струму в напівпровіднику під дією випромінювання називають внутрішнім фотоефектом. Напівпровідникові прилади, дія яких заснована на явищі внутрішнього фотоефекту, називають фотосопротівленіямй, їх використовують у багатьох областях сучасної техніки.
Схематичний розріз селенового фотоелемента. При падінні променевої енергії на деякі напівпровідники або ізолятори спостерігається явище внутрішнього фотоефекту. Він проявляється в тому, що опір опромінюється тіла зменшується. До таких тіл відносяться ізолятори - алмаз, цинкова обманка; напівпровідники - селен, аргентит (Ag2S), окис міді (I) і ін. Фізична сутність внутрішнього фотоефекту полягає в звільненні електронів під дією енергії світлових квантів з кристалічної решітки ізолятора або напівпровідника, пов'язаних з окремими атомами решітки, і перетворенні їх в електрони провідності.
Схема експонування пластини. Наступним після електризації етапом електрографічне процесу є експонування, в результаті якого на поверхні зарядженого фотонапівпровідникового шару виникає приховане електростатичне зображення. У місцях падіння світла, відбитого від прогалин - - них ділянок оригіналу, на підставі явища внутрішнього фотоефекту електропровідність шару зростає і заряди стікають через заземлену підкладку. Електризуватися електрографічний пластину експонують різними способами: можна спроектувати зображення з оригіналу, екрана електронно-променевої трубки або експонувати контактним способом через прозорий оригінал.
Застосовують два типи приймачів оптичного випромінювання: теплові і фотоелектричні. Принцип дії теплових приймачів заснований на перетворенні енергії випромінювання в теплову. До тепловим приймачів відносяться термоелементи і болометри. У фотоелектричних приймачів (фотоелементах) використовуються явища зовнішнього і внутрішнього фотоефекту. До них відносяться вакуумні та газонаповнені фотоелементи, фогорезістори, фотодіоди, фототріоди, фотогальва-номагнітние елементи.