Фотодавач — пристрій, здатний виявляти електромагнітне випромінювання, та забезпечувати на виході сигнал у вигляді струму або різниці потенціалів, що будуть пропорційними інтенсивності виявленого випромінювання.
Загальний опис Існують різні типи фотодавачів, що відрізняються відповідно до різних ефектів взаємодії між випромінюванням і речовиною. Зокрема, вони можуть різнитися у частині електромагнітного спектра, який здатні виявляти, або найменшою силою світла, яку ними може бути виміряно (деякі з сучасних давачів, здатні виявляти навіть поодинокі фотони). За способом використання, фотодавачі (фотоелементи) поділяються на: сигнальні пристрої для систем автоматизації (для воріт або дверей тощо); визначальні давачі для багатьох спортивних дисциплін, пов'язаних з фотоелементами. Фотоелементи можуть контролювати перемикання ламп відповідно до потрібної яскравості, а вже в 1960-ті роки, деякі виробники телевізорів, використовували фотодавачі для керування яскравістю чорно-білого , відповідно до освітленості навколишнього середовища. Крім того, вони застосовуються у всіх галузях, у яких це потрібно, для вимірювання інтенсивності світла, наприклад, у спектроскопії або у фотометрії, чи фотографуванні.
Різновиди фотодавачів
Давачі Active-піксельні (APSS) є давачами зображення. Зазвичай, застосовуються у камерах мобільних телефонів, вебкамерах та деяких дзеркальних фотоапаратах. Болометри вимірюють потужність електромагнітного випромінювання за допомогою явища нагрівання приймальної речовини, з залежним від температури електричним опором. Мікроболометр — окремий різновид болометра, що використовується як детектор у теплових камерах.
Кадмієві детектори можуть працювати у режимі прямого перетворення за кімнатної температури, на відміну від деяких інших матеріалів (зокрема, германію), які потребують охолодження рідким азотом. Їхніми відносними перевагами, є висока чутливість для рентгенівських променів і гамма-променів, завдяки високим атомним числам Cd і Te.
Прилади із зарядовим зв'язком, які використовуються для запису зображень в астрономії, цифровій фотографії та цифровій кінематографії. До 1990-х років, фотопластинки були найбільш поширені в астрономії. Наступне покоління астрономічних інструментів, як от Astro-E2, передбачають кріогенні детектори.
В експериментальній фізиці частинок, детектор частинок являє собою пристрій, який використовується для відстеження та визначення елементарних частинок.
Хімічні детектори, як от фотографічні пластини, у яких срібна молекула галогеніду, розділяється на атом металевого срібла й атом галогену. Проявник змушує сусідні молекули розділятися в подібний спосіб. Кріогенні давачі досить чутливі, щоб вимірювати енергію одного фотону рентгенівського, видимого й інфрачервоного діапазонів.
Газоподібні детектори (іонізаційні), які можуть виявити фотони і частинки з енергією, достатньою для іонізації атома або молекули газу. Електрони та іони, які створюються іонізацією, викликають протікання струму, який може бути визначено.
Світлодіоди, які у зворотному зміщенні, постають як фотодіоди (фотодавачі).
Оптичні детектори, котрі в основному є квантовими пристроями, у яких окремий фотон створює дискретний ефект.
Оптичні давачі, які втілено як термометри, реагують на чисто тепловий ефект вхідного випромінювання, скажімо як: болометри, піроелектричні детектори, термопари і термістори, але останні два — набагато менш чутливі.
Фоторезистори або світло-залежні резистори, які змінюють електричний опір залежно від яскравості світла. Зазвичай, їхній опір зменшується зі збільшенням сили світла, що падає на них.
Фотоелементи або сонячні батареї, які виробляють напругу та подають електричний струм під час освітлення.
Фотодіоди, які можуть працювати у фотоелектричному або фотопровідному режимі.
Фотоелектронні множники, що містять фотокатод, який випускає електрони у разі освітлення. Фотоелектронні помножувачі, що містять фотокатод, який випускає електрони у разі освітлення так, що трубка проводить струм, пропорційний силі світла.
Фототранзистори, які діють як підсилювальний фотодіод.
Квантові фотодіоди, які можуть обробляти довжини хвиль у видимій та інфрачервоній ділянках спектра. Напівпровідникові фотодавачі застосовуються в гамма і рентгенівській спектрометрії та як детектори частинок.
Детектори дрейфу кремнію — є давачами рентгенівського випромінювання, що використовуються у рентгенівській спектрометрії та електронній мікроскопії.
Див. також Фоторезистор Фотодіод Фотоелемент Оптоелектроніка Фотоелектронні помножувачі Фототранзистор
Джерела