ВОПРОС 1. Общие сведения о фотоэлектронных приборах

ПЛАН

Общие сведения о фотоэлектронных приборах.

2. Электровакуумные приборы: определение и принцип действия.

3. Газоразрядные приборы: определение и принцип действия.

Полупроводниковые преобразователи.

Использование фотоэлектронных приборов на примере знаковых индикаторов

ВОПРОС 1. Общие сведения о фотоэлектронных приборах

Фотоэлектронные приборы – электровакуумные (газоразрядные) или полупроводниковые приборы, преобразующие энергию электромагнитного излучения оптического диапазона в электрическую (фотоэлементы, фотоэлектронные умножители, передающие электронно-лучевые приборы и др.)

В спектре длин волн оптического излучения для фотоэлектронных приборов в основном используются ультрафиолетовые излучения (диапазон длин волн λ =10-400 нм), видимое (λ =380-760 нм) и инфракрасное (λ =760нм-0, 1мм).

Работа фотоэлектронных приборов основана на явлениях внутреннего и внешнего фотоэффектов.

ВОПРОС 2. Электровакуумные приборы: определение и принцип действия

Электровакуумный прибор — устройство, предназначенное для генерации, усиления и преобразования электромагнитной энергии, в котором рабочее пространство освобождено от воздуха и защищено от окружающей атмосферы непроницаемой оболочкой.

Вакуумные электронные приборы обычно представляют собой герметично запаянные стеклянные, металлические или керамические сосуды с различными электродами внутри, соединёнными с контактами внешнего разъёма прибора через стеклянный или керамический вакуумно-плотный изолятор. Предварительно из них удаляют воздух, то есть создают вакуум. Для существования электрического тока в вакууме нужны носители заряда, но не ионы вещества, а электроны. «Начинить» вакуум электронами можно с помощью электронной эмиссии: нагреванием металла, воздействием высокочастотного излучения, сильным электрическим полем.

Работу электровакуумных приборов рассмотрим на примере простейшего термоэлектронного диода.

Рис. 1 Вакуумная лампа диод

Рис. 2. Вольтамперная характеристика лампы-диода

В настоящее время для визуального представления информации используются электронно-лучевые трубки.

Рис. 3. Электронно-лучевая трубка: 1 – нить накала; 2 – катод; 3 – управляющий электрод; 4 – ускоряющий анод; 5, 6 – отклоняющие пластины; 7 – экран, который покрыт люминофором.

Рис. 4. RCA-211. Электровакуумный прибор (прямонакальный триод)

ВОПРОС 3. Газоразрядные приборы: определение и принцип действия

Газоразрядные приборы – это ионные приборы, действие которых основано на использовании различных видов электрического разряда в газе или парах металла. Обычно используются инертные газы - неон, криптон, аргон и т. д. или пары ртути.

В отличие от электронных (вакуумных) ламп в ионных, или газоразрядных, приборах ток создается не только направленным перемещением свободных электронов, но и ионов.

В обычных условиях газ является хорошим диэлектриком, в нем почти нет зараженных частиц. Проводимость газа может быть вызвана его ионизацией сильным электрическим полем, высокой температурой, радиоактивными и космическими лучами. Газ становится проводником. Процесс образования носителей зарядов называется ионизацией газа.

Явление прохождения электрического тока через газ называется газовым разрядом.

Газовые разряды, происходящие под действием внешнего ионизатора, называются несамостоятельными. Газовый разряд, который продолжается после прекращения действия внешнего ионизатора, называется самостоятельным разрядом.

Процесс перехода несамостоятельного газового разряда в самостоятельный называется электрическим пробоем.

Рис. 5.Вольтамперная характеристика газового разряда

Рис. 6. Газотрон

Работу газоразрядного устройства можно объяснить на примере газотрона. Стеклянный (или металлический) баллон газотрона после создания в нем вакуума заполняется парами ртути или инертным газом при низком давлении. Внутри баллона помещены два электрода. Анод 2 газотрона выполняют из никеля или графита и вывод анода 1 располагают в верхней части колбы, катод 3 вольфрамовый, покрыт слоем оксида.

Рис. 7. Лампа, работающая на тлеющем разряде