втором месте буква определяет класс прибора: Т — биполярный транзистор; П — полевой транзистор; Н — динистор; У — тринистор. На третьем месте ставится цифра, определяющая параметры прибора (мощность, ток, диапазон частот). Далее следует двузначное число от 01 до 99, обозначающее номер разработки, и буква, указывающая разновидность технологического типа.

Условные обозначения биполярных транзисторов приведены на рис. 16.20, условные обозначения полевых транзисторов и тиристоров даны на рис. 16.35.

Карточка № 16.10 (344).

Области применения транзисторов и тиристоров

возникает явление фотоэлектронной эмиссии. При этом ток фотоэмиссии прямо пропорционален световому потоку (закон Столетова):

где IФ—ток фотоэмиссии, мкА; Ф — световой поток, лм; k — интегральная чувствительность фотокатода.

Интегральная чувствительность равна значению фототока, вызванного световым потоком стандартного источника белого света в 1 лм.

Главные закономерности фотоэффекта были выведены А. Эйнштейном на основе фотонной теории света. Согласно этой теории, лучистая энергия излучается и поглощается не как непрерывный поток, а определенными порциями — квантами. Каждый квант (фотон) в зависимости от частоты излучения n обладает определенным количеством энергии:

W=hv,

где h=6,66×10-34 Дж×с— постоянная Планка.

Когда поток фотонов падает на фотокатод, энергия фотонов передается свободным электронам, которые, совершая определенную работу выхода W0, поте кидают катод с начальной скоростью u0. Этот процесс описывается уравнением Эйнштейна

hv =W0 + (meυ02 / 2) (17.2)

Из уравнения (17.2) следует, что электрон может покинуть катод, если работа выхода меньше энергии кванта.

Суть внутреннего фотоэффекта состоит в том, что в полупроводнике под действием световой энергии возникают подвижные носители зарядов: пары электронов и дырок. При этом

энергия фотона идет на перемещение электрона из валентной зоны в зону проводимости и сопротивление полупроводника уменьшается.

Карточка № 17.1 (296).

Основные понятия и определения

§17.2. Электронные фотоэлементы с внешним фотоэффектом

Фотоэлементами с внешним фотоэффектом называются электронные приборы, работа которых основана на явлении фотоэлектронной эмиссии с катода.

Фотоэлемент монтируется в стеклянной колбе, внутри которой, как и в электронных лампах, создается вакуум.

Фотокатодом элемента 1 (рис. 17.1) является тонкий слой светочувствительного материала (щелочноземельного металла), которым покрыто около 50% внутренней поверхности колбы.

Анодом фотоэлемента 2 является кольцо из тонкой никелевой проволоки, что обеспечивает свободное поступление света на фотокатод.

На рис. 17.2 представлена схема включения фотоэлемента, которая служит для преобразования светового потока в сигнал постоянного напряжения (тока). При освещении фотокатода в цепи появляется фототок Iф, проходящий через сопротивление нагрузки Rн. Так как, согласно (17.1), значение Iф прямо пропорционально световому потоку, то выходное напряжение

Uн=RнIф =kRнФ.

Интегральная чувствительность k электронных фотоэлементов с кислородно-цезиевым катодом составляет 20—60 мкА/лм, с сурьмяно-цезиевым — 80— 180 мкА/лм.

Для правильной эксплуатации фотоэлементов необходимо знать их спектральные характеристики, ход которых показан на рис. 17.3.

Вольт-амперные характеристики, приведенные на рис. 17.4, дают возможность судить о зависимости фототока Iф от анодного напряжения Uа при различных значениях светового потока Ф. Видно, что в режиме насыщения фототок не зависит от анодного напряжения. Этот режим и является рабочим.

Электронные фотоэлементы широко применяются в различных областях науки и техники. В частности, их применяют в фотореле, которые обеспечивают контроль различных величин на производстве: освещенности, прозрачности сред, качества обработки поверхности деталей и т. п.

Электронные фотоэлементы; как и все фотоэлектрические приборы, обозначают буквенно- цифровым кодом. Например, СЦВ—3— электронный фотоэлемент с сурьмяно-цезиевым катодом, номер разработки —3.

Карточка № 17.2 (290).

Электронные фотоэлементы с внешним фотоэффектом

§17.3. Фотоэлектронные умножители

Электронные фотоэлементы обладают относительно малой чувствительностью. Применение фотоэлектронных умножителей (ФЭУ) позволяет устранить этот недостаток.

ФЭУ представляют собой приборы, в которых поток, первичных электронов, полученных при фотоэлектронной эмиссии, усиливается посредством вторичной электронной эмиссии.

На рис. 17.5, а показана схема устройства и включения ФЭУ, а на рис. 17.5, б — его условное обозначение. Кроме фотокатода и анода у ФЭУ имеется несколько электродов (динодов),

которые являются эмиттерами вторичных электронов. Число динодов в современных ФЭУ достигает четырнадцати.

Рис. 17.5. Устройство и схема включения ФЭУ (а), его условное изображение (б)

При облучении фотокатода светом первичные электроны, ускоряемые электрическим полем динода Д1 выбивают из него вторичные электроны. Эти электроны ускоряются полем динода Д2 и выбивают из него новые вторичные электроны, и так до тех пор, пока вторичные электроны последнего динода не достигнут анода А. Анодный ток, проходя через Ra, выделяет на нем полезное напряжение.

Для того чтобы имел место эффект усиления электронного потока, отношения числа вторичных электронов к числу первичных для всех динодов должны быть больше единицы. Это отношение а называют коэффициентом вторичной эмиссии.

Расчетный коэффициент усиления ФЭУ, имеющего п динодов, k=σn.

Так как для современных ФЭУ σ=3÷8, то k=106÷107. Однако на практике этот коэффициент значительно меньше, так как ток вторичной эмиссии ограничен объемным отрицательным зарядом электронов, сосредоточенным около динодов.

Для нормальной работы ФЭУ между соседними динодами необходимо обеспечить напряжение порядка 50—150В.

С помощью ФЭУ можно регистрировать световые потоки до 10-9 лм. Регистрация более слабых световых сигналов ограничена наличием темнового тока, который вызван термоэлектронной эмиссией фотокатода, а также электростатической эмиссией динодов. Интегральная чувствительность современных ФЭУ — 1 — 100 А/лм.

ФЭУ применяют в разнообразных автоматических и измерительных схемах.

При обозначении марки ФЭУ (например, ФЭУ-19) цифра соответствует номеру разработки.