Представляют собой ламповый диод, выполненный в виде стеклянного баллона. На внутреннюю поверхность баллона нанесен фотокатод в виде тонкого слоя вещества эмитирующего электроны. Анодом является металлическое кольцо, не мешающее попаданию света на фотокатод.
В электронных фотоэлементах создан высокий вакуум, а в ионных - инертный газ – аргон под давлением. Обычно применяют сурьмяно-цезиевые или кислородно-цезиевые катоды.
Схема включения
Вольт-амперная характеристика электронного фотоэлемента показывает резкий режим насыщения.
У ионных фотоэлементов при некотором значении анодного напряжения вследствие ионизации газа аргона ток значительно возрастает, что оценивается коэффициентом газового усиления, который может быть от 5 до 12., т.е. при их использовании нет необходимости в последующем усилении выходного сигнала, его можно регистрировать непосредственно.
Энергетические характеристики: ионные обладают большей чувствительностью.
Частотные характеристики: электронные фотоэлементы работают на частотах до сотни МГц, ионные до нескольких Гц.
Недостатки: наличие темнового тока в результате термоэмиссии катода, что ограничивает их применение для слабых световых потоков. К недостаткам также относятся габариты и большое анодное напряжение.
Фотоэлектронный умножитель (ФЭУ)
Предназначен для регистрации малых световых потоков.
Представляет собой стеклянный баллон, торцовая часть которого имеет специальное светочувствительное покрытие – фотокатод, который испускает электроны под действием света. Воздух из баллона удален. Вдоль баллона чередуясь по двум противоположным сторонам размещены изогнутые металлические пластины – диноды. На них с цепочки сопротивлений делителя напряжения подается большое положительное напряжение, возрастающее от динода к диноду. по мере удаления от катода.
Каждый импульс света, в зависимости от своей интенсивности, высвобождает из фотокатода от нескольких штук до нескольких сотен электронов. Зарегистрировать такой ток невозможно.
Однако под воздействием электрического поля эти электроны устремляются к первому диноду и бомбардируют его поверхность, выбивая несколько вторичных электронов. Они в свою очередь бомбардируют следующий динод и т.д.
Число вылетающих электронов нарастает лавинообразно, так что их поток приходящийся на один световой импульс несет в себе до 109 - 1011 электронов. Выходя из ФЭУ и протекая по анодной нагрузке, он создает напряжение, которое можно зарегистрировать.
Литература
1. Самойлов В.О. Медицинская биофизика. СПб.: СпецЛит, 2004. –496 с.
2. Антонов В.Ф., Черныш А.М., В.И. Пасечник и др. Биофизика. М., Владос, 2000.
3. Ремизов А.Н. Медицинская и биологическая физика.- М., Высшая школа, 2003.- 608 с.
4. Ливенсон А.Р. Электромедицинская аппаратура. М: Медицина, 1981, 344с
Контрольные вопросы
1. Физические основы работы фоторезистора, фотодиода, фотоэлементов
2. Достоинства и недостатки полупроводниковых фотоэлектрических преобразователей
3. Устройство и принцип работы вакуумных фотоэлементов
4. Основные характеристики вакуумных фотоэлементов
5. Устройство и принцип работы фотоэлектронных умножителей
Дата добавления: 2014-11-24; просмотров: 139 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |