2) Вольт- амперные характеристики фотоэлемента - это ветви ВАХ, облучаемого светом р- n - перехода, расположенные в четвертом квадранте -рис.6. Для большей наглядности они представлены на рис. 11 ,б отдельно.

Рис. 11.
Точки
пересечения ВАХ с осью напряжений   соответствуют режиму
соответствуют режиму  , при котором
, при котором  , а с осью токов (U=0)
- режиму К3(RH=0), при котором
, а с осью токов (U=0)
- режиму К3(RH=0), при котором  .
.
ВАХ позволяет выбирать оптимальный режим работы ФЭ, т.е. оптимальное значение RH, которому соответствует наибольшая площадь прямоугольника с вершиной на ВАХ при данном значении светового потока Ф. Для кремниевых фотоэлементов при оптимальной нагрузке UФ=(0,35...0,4)В, а плотность тока (15...20)мА/см2.
3) Спектральные характеристики фотоэлемента представлены на ряс. 10.11,в. Максимум спектральной характеристики кремниевых фотоэлементов почти совпадает с максимумом спектрального распределения солнечного света, именно поэтому кремниевые фотоэлементы широко используются в солнечных батареях.
4)  Важнейшим
параметром полупроводниковых фотоэлементов является КПД, представляющий собой
отношение максимальной мощности электроэнергии, получаемой от фотоэлемента, к
полной мощности лучевого потока РЛ, падающего на его рабочую поверхность  .
.
КПД кремниевых фотоэлементов не превышает 12%, однако он может быть существенно повышен, если применять в качестве исходных полупроводники с большой шириной запрещенной зоны (теллурид кадмия, арсенид галлия и др.)
Совокупность последовательно и параллельно электрически соединенных фотоэлементов образует солнечную батарею, напряжение которой измеряется сотнями вольт, а удельная мощность - сотнями и более Вт/кг.
Кроме солнечных батарей фотоэлементы находят практическое применение в фотоэкспонометрах, а также в фотоэлектрических и релейных схемах.
Фототранзисторы
Фототранзисторы
(ФТР)- это фотогальванические приемники светового излучения, обеспечивающие
преобразование световой энергии в электрический ток и усиление его.Структура и
схема включения. ФТР имеют структуру биполярного или полевого транзистора с
окном для освещения базы или затвора (n - канала). Биполярный ФТР включают по
схеме с ОЭ со свободной (оборванной) базой ( рис. 12, а).Работу ФТР рассмотрим,
пользуясь рис.12,в, на котором представлен фототранзистор типа p-n-p и
действующее в нем электрическое поле EКЭ смещающее ЭП в прямом, а КП - в
обратом направлении. При отсутствии освещения ФТР ведет себя как обычный БПТ в
СОЭ при  :
через него протекает сквозной ток
:
через него протекает сквозной ток  - рис.12,в.
 - рис.12,в.

Рис. 12.
При облучении
базы светом в ней генерируются электронно-дырочные пары. Неосновные НЗ (в
данном случае дырки) диффундируют к КП и экстрагируют через него под действием
поля, создавая фотопоток   . Основные НЗ (в данном случае электроны) остаются
в базе и снижают ее потенциал (повышают ее отрицательный потенциал относительно
эмиттера). Вследствие этого снижается потенциальный барьер ЭП и увеличивается
инжекция дырок из эмиттера в базу. Эти дырки диффундируют через базу к КП и
втягиваются его полем в коллектор, создавая дополнительный ток
. Основные НЗ (в данном случае электроны) остаются
в базе и снижают ее потенциал (повышают ее отрицательный потенциал относительно
эмиттера). Вследствие этого снижается потенциальный барьер ЭП и увеличивается
инжекция дырок из эмиттера в базу. Эти дырки диффундируют через базу к КП и
втягиваются его полем в коллектор, создавая дополнительный ток  .
.
Таким образом, ток  , Он
создается:
, Он
создается:
- дырками, образованными в базе в результате генерации электронно - дырочных пар под воздействием света (как в фотодиоде);
- дырками, инжектированными из эмиттера в базу из-за снижения потенциального барьера ЭП электронами, возникающими в базе при генерации электронно-дырочных пар под воздействием света.
Часть тока  , создаваемая
инжектированными из эмиттера в базу дырками, многократно превышает ту часть
тока
, создаваемая
инжектированными из эмиттера в базу дырками, многократно превышает ту часть
тока  ,
которая создается оптически генерируемыми дырками (
,
которая создается оптически генерируемыми дырками ( ). Именно в этом и состоит
сущность усиления фототока.
). Именно в этом и состоит
сущность усиления фототока.
Токи   и
 и  имеют
одинаковое направление, поэтому они суммируются, вследствие чего суммарный
обратный ток через КП будет равен:
 имеют
одинаковое направление, поэтому они суммируются, вследствие чего суммарный
обратный ток через КП будет равен: 
Так как ФТр включен по СОЭ при
оборванной базе, то 
Первое слагаемое - неуправляемый
(темновой) ток, а второе - управляемый световым потоком ток -  . В управляемой части
тока Iк сомножитель
. В управляемой части
тока Iк сомножитель   представляет собой интегральную чувствительность,
которая в
 представляет собой интегральную чувствительность,
которая в  раз
выше, чем у ФД:
 раз
выше, чем у ФД: 
Реально она достигает 0,5 А/лм и более. В этом главное достоинство фототранзисторов. Недостатками их являются низкая термостабильность и большие собственные шумы.
Спектральные и световые характеристики аналогичны подобным характеристикам фотодиода. Вольт- амперные (выходные) характеристики (рис.13) имеют такой же вид, как у обычного БПГ в СОЭ, с той лишь разницей, что в качестве параметра используется не ток Iб, а световой поток Ф.

Рис.13.
Параметры ФТР: интегральная чувствительность, рабочее напряжение Uкэ -(10..15В), темновой ток (до сотен мкА), рабочий ток (десятки мА), допустимая мощность рассеяния (десятки МВт), граничная частота.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.