Villamosságtan | Felsőoktatás » Fényérzékeny eszközök

Fényérzékeny eszközök Ezek is mérőátalakítók. A fény jellemzőit villamos jellé alakítják A fényérzékeny eszközöknek 2 fő típusa van: a passzív és az aktív fényelem. A fényérzékeny eszközöket felhasználhatjuk a fény különböző jellemzőinek mérésére és különböző berendezésekben jelzési, indikálási célra. Fényérzékeny ellenállások: A passzív fényérzékeny ellenállásoknak két típusát különböztetjük meg. Aszerint, hogy megvilágítás hatására magában az eszköz anyagában jön létre ellenállás változás, vagy vákuumtérben elhelyezett és feszültségre kapcsolt elektródák között észlelhető ellenállás változás, fotoellenállásokról, és fotocelláról beszélünk. Fotoellenállások: Anyagok ellenállásának fény hatására történő változása elsősorban félvezető anyagoknál figyelhető meg. A jelenség magyarázata az, hogy az anyagban fénysugárázás hatására szabad töltéshordozók

jönnek létre, melyek növelik az anyag vezetőképességét. A töltéshordozók keletkezése a fényt abszorbeáló rétegben a sugárzás felléptével egyidejűleg megindul és a fény megszüntetésével befejeződik. Így kis tehetetlenségű, gyors működésű eszközök hozhatók létre. Egy egyszerű kialakítású fotoellenállás, ha egy szigetelő lapra két párhuzamosan felcsévélt vezető szálra vékony szelén réteget visznek fel. Ha a szelén réteget fénysugárzás éri, vezetőképessége megnő, és így a két fémszál közötti ellenállás csökken. Fotoellenálást kapunk akkor is, ha egy záróirányú feszültségre kapcsolt p – n átmenetet megvilágítunk. A fény hatására keletkező töltéshordozók miatt megnövekszik a z áróirányú áram, változik az ellenállás. Az ilyen fényérzékeny ellenállásokat fotodiódának is nevezik Fotocellák: A fény hatására létrejövő elektronemisszión alapuló eszközök a fotocellák. A fotocella

két elektródja vákuumban helyezkedik el. Ha az eszközre feszültséget kapcsolnak az áramkörben – mindaddig, míg a katódot fénysugárzás nem éri – nem fog áram folyni, ugyanis a fotocellában nincsenek töltéshordozók. A katód olyan anyaggal van bevonva, mely fény hatására elektronokat emittál. Tehát ha a katódot fénysugárzás éri, szabad elektronok hagyják el a k atódot és a cel lára kapcsolt feszültség miatt az anódra jutnak. Megindul az áram Ez az áram az R ellenálláson a megvilágítás erősségével arányos feszültséget hoz létre. A vákuum fotocellák gyakran alkalmazott típusa a fotoelektron-sokszorozó. A gáztöltésű fotocellák a katódról kilépő elektronok ionizáló képességét használják fel érzékenység növelésére. Fényelemek: A fotoelektromos hatás lényege, hogy félvezető átmeneteken fénybesugárzás hatására feszültségkülönbség jelenik meg. Ezért az ilyen eszközök aktív mérőátalakítók

A szelén fényelem lényege a szelén réteg és a rá párologtatott áttetsző fém réteg között létesülő egyenirányító átmenet. Ha az áttetsző fémrétegen keresztül a szelén réteget fénysugárzás éri, a két réteg között feszültség lép fel. Az alaplemez anyagát úgy kell megválasztani, hogy a szelén réteg és az alaplemez között ne alakuljon ki egyenirányító átmenet. Valamennyi fényérzékelő eszköz jellemzői függnek a fény hullámhosszától is. A fénysugárázás töltéshordozó keltő hatása ugyanis hullámhosszfüggő