Анодом обычно является металлическое кольцо, не мешающее попаданию света на фотокатод. В электронных фотоэлементах создан
высокий вакуум, а в ионных находится инертный газ, например аргон, под давлением в несколько сотен паскалей (несколько миллиметров
ртутного столба). Катоды обычно применяются
сурьмяноцезиевы-
е или
серебряно-кисло-
родно-цезиевые. Свойства
и особенности фотоэлементов отображаются их
характеристикам-
и. Анодные
(вольт-амперные-
) характеристики
электронного фотоэлемента Iф = f(uа) при Ф = const, изображенные на рис. 22.2, а, показывают резко выраженный режим насыщения.
У ионных фотоэлементов (рис. 22.2,б) такие характеристики сначала идут почти так же, как у электронных фотоэлементов, но
при дальнейшем увеличении анодного напряжения вследствие ионизации газа ток значительно возрастает, что оценивается коэффициентом
газового усиления, который может быть равным от 5 до 12. Энергетические характеристики электронного и ионного фотоэлемента,
дающие зависимость Iф = f(Ф) при Ua = const, показаны на рис. 22.3. Частотные характеристики
чувствительност-
и дают
зависимость
чувствительност-
и от частоты модуляции светового потока. Из рис. 22.4 видно, что электронные фотоэлементы
(линия 1) малоинерционны. Они могут работать на частотах в сотни мегагерц, а ионные фотоэлементы (кривая 2) проявляют значительную
инерционность, и
чувствительност-
ь их снижается уже на частотах в единицы килогерц. Рис. 22.2. Анодные характеристики
электронного (а) и ионного (б) фотоэлемента Рис. 22.3. Энергетические характеристики электронного (1) и ионного (2) фотоэлемента
Рис. 22.4. Частотные характеристики электронного (1) и ионного (2) фотоэлемента Фотоэлемент обычно включен последовательно
с нагрузочным резистором RH (рис. 22.5). Так как фототоки очень малы, то сопротивление фотоэлемента постоянному току весьма
велико и составляет единицы или даже десятки мегаом. Сопротивление нагрузочного резистора желательно также большое. С него
снимается напряжение, получаемое от светового сигнала. Это напряжение подается на вход усилителя, входная емкость которого
шунтирует резистор RH. Чем больше сопротивление RH и чем выше частота, тем сильнее это шунтирующее действие и тем меньше
напряжение сигнала на резисторе RH. Рис. 22.5. Схема включения фотоэлемента Основные электрические параметры фотоэлементов
-
чувствительност-
ь, максимальное допустимое анодное напряжение и темновой ток. У электронных фотоэлементов
чувствительност-
ь достигает десятков, а у ионных фотоэлементов — сотен мкА на люмен. Темновой ток представляет собой ток при отсутствии облучения.
Он объясняется
термоэлектронно-
й эмиссией катода и токами утечки между электродами. При комнатной температуре ток
термоэмиссии может достигать 10-10 А, а токи утечки — 10-7 А. В специальных