Электровакуумные фотоэлектронные приборы — приборы, которые преобразуют энергию электромагнитного излучения в электрические сигналы.
Фотоэлементом называют электровакуумный прибор, в котором используется явление внешнего фотоэффекта. Различают электровакуумные и газонаполненные фотоэлементы, отличающиеся степенью разреженности газа в рабочем пространстве. В настоящее время наиболее широко применяют электровакуумные фотоэлементы, которые имеют два электрода: фотокатод, служащий источником электронов, и анод, собирающий фотоэлектроны. Анод изготавливают в виде плоской сетки, кольца, диска и т. д., анод без больших потерь должен пропускать свет на фотокатод. В видимой, инфракрасной и ближней ультрафиолетовой областях спектра чаще применяют фотокатоды на основе полупроводниковых материалов.
Основными параметрами фотокатодов являются интегральная и монохроматическая токовая чувствительности, квантовый выход, удельное сопротивление 1см2площади фоточувствительного слоя, плотность тока термоэлектронной эмиссии при комнатной температуре. В зависимости от спектрального диапазона фотокатоды разделяют на работающие в ультрафиолетовой, видимой и инфракрасной областях излучения. Фотоэлементы классифицируются на основе конструктивных признаков фотокатодов. В соответствии с этим все фотоэлементы можно разбить на три группы:
1) фотоэлементы с массивным непрозрачным фотокатодом, нанесенным на дно стеклянной колбы (баллона). Эти приборы являются приемниками постоянных или модулированных низкой частотой (f≤20 кГц) световых потоков и используются в контрольно-измерительной аппаратуре, автоматике, аппаратуре звуковоспроизведения;
2) фотоэлементы с массивным небольшим катодом, нанесенным или на дно баллона, или на специальную металлическую пластину,— это приборы, предназначенные для приема сфокусированного излучения малой интенсивности, в которых для уменьшения токов утечки выводы катода и анода сделаны с противоположных сторон баллона;
3) импульсные сильноточные элементы с фотокатодом на металлической подложке, имеющие малое продольное сопротивление, малую инерционность (около 103 с), линейную энергетическую характеристику и большую эмиссионную способность, достигающую 100 А при длительности импульса до 10-9 с.
Фотоэлементы первой группы имеют рабочее напряжение менее 240 В, второй менее 100 В, третьей менее 2,0 кВ. Для уменьшения токов утечки в баллон часто вваривают специальные охранные кольца ОК (рис. 13.1,6). При конструировании импульсных фотоэлементов стремятся уменьшить влияние времени пролета электронов между катодом и анодом, междуэлектродные емкости, сопротивления и индуктивности выводов, поэтому выводы катодов делают короткими, выводы анодов часто выполняют в виде кольца, применяют также коаксиальные выводы. Импульсные фотоэлементы, предназначенные для измерений коротких световых вспышек, имеют междучлектродную емкость 3—4пФ, а временное разрешение
