Technische encyclopedie

Winkler Prins (1975)

Gepubliceerd op 09-12-2024

FOTOCEL

betekenis & definitie

(Fr.: celluie photo-électrique, cellule photo-émissive; Du.: Photozelle, lichtelektrische Zelle; Eng.: photo(electric) cell), voluit: foto-elektrische cel, elektrische component waarvan de elektrische specificaties een functie zijn van de geabsorbeerde elektromagnetische straling in het optische, infrarode, ultraviolette en röntgengebied. De werking berust op drie verschillende effecten.

Fotocellen die op het uitwendige foto-elektrische effect berusten, zijn elektronenbuizen met vacuüm of een gasvulling, waarin door opvallend licht elektronen worden vrijgemaakt uit een fotokathode. Als kathodemateriaal worden o.a. kalium en cesium gebruikt. De grootte van de elektronenstroom hangt af van de intensiteit en de spectrale verdeling van het licht. De afhankelijkheid van de anodespanning is dezelfde als bij de diode. In buizen met een gasvulling ontstaat een versterking van de elektronenstroom door ionisatie van de gasatomen (niet-zelfstandige gasontlading); de ionisatieverschijnselen beperken echter de responsiesnelheid van de cel. Een speciaal type fotocel is de fotomultiplicatorbuis.

Op de foto (half)geleiding berusten o.a. de fotoweerstand, de fotodiode en de fototransistor. Bij de fotoweerstand of LDR (Light Dependent Resistor) neemt de elektrische weerstand af als gevolg van de lichtinval. Fotogevoelige pn-dioden, die behoren tot de klasse der transistoren, berusten op het oversteken van door licht vrijgemaakte ladingdragers van het p- naar het n-gebied en omgekeerd. Zij kunnen zowel met als zonder hulpspanning bedreven worden. Door het aanleggen van een hulpspanning in de sperrichting is elektronische versterking mogelijk. Zij worden toegepast om de aanwezigheid van straling, vooral licht, te detecteren, de intensiteit te meten en variaties daarvan om te zetten in een elektrisch signaal. In het algemeen gebruikt men ze als men contactloos wil regelen of de aanwezigheid van een voorwerp wil detecteren; bijv. om met licht( onderbreking) een schakelaar in werking te stellen, bij het automatisch openen van deuren, het tellen van produkten op een lopende band, het automatisch inschakelen van de straatverlichting, bij de regeling van lichtniveaus en bij alarmsystemen.

De vaste-stofcellen, die berusten op het foto-spanningseffect, wekken zelf een stroom op als gevolg van de lichtinval, bijv. seleencellen in foto-elektrische belichtingsmeters. Elementen met silicium als basismateriaal zetten stralingsenergie om in elektrische met een rendement van ca. 10%, en worden o.a. gebruikt in ruimtevaartuigen als stroombron voor de boordapparatuur. Tevens zie Foto-elektrisch effect.

< >