3.3.2.  Ионные фотоэлементы

При наполнении фотоэлемента инертным газом (аргоном, неоном и др.), давление которого лежит в пределах от 1 до 0,05 мм рт. ст.,  появляется возможность повысить чувствительность прибора за счет несамостоятельного газового разряда. Такие фотоэлементы называют ионными (газоразрядными). Выходная характе­ристика (рис. 3.5) ионного фотоэлемента  при  имеет резко выраженную область насыщения, где . Пока напряжение U_и не превышает потенциала ионизации U_и наполняющего газа (для аргона, например, U_и = 15,1 В), ток в цепи газонаполненного фотоэлемента несколько меньше, чем в цепи вакуумного, из-за рассеяния электронов на молекулах наполняющего газа.

При даль­нейшем повышении анодного напряжения до величины  возникает ударная ионизация газа, и ток начинает резко возрастать, чувствительность фотоэле­мента увеличивается.

Рабочее напряжение газонаполненного фотоэлемента должно быть меньше потенциала зажигания (), при котором начинается самостоятельный разряд, так как интенсивная ионная бомбардировка фотокатода приводит к его разрушению. Кроме того, происходит потеря управления световым потоком.

Отношение тока в допустимом рабочем режиме () к току насыщения () (рис. 3.5) называется коэффициентом газового усиления, т.е.

.

Эффект газового усиления у газонаполненных фотоэлементов начинает проявляться при напряже­нии более 50 В. При напряжении около 240 В коэффициент газового усиления у различных приборов может достигать значений 6 – 10.

Недостатком ионных фотоэлементов является нелинейность их передаточ­ной характеристики, обусловленная тем, что с увеличением анодного тока интен­сивность ионизации газа возрастает и коэффициент газового усиления повыша­ется. Другой существенный недостаток в сильной зависимости чувствительности от скорости изменения све­тового потока, проявляющейся на частотах порядка единиц килогерц. Этот эффект вызван тем, что процесс установления газового разряда в приборе протекает сравнительно медленно.

К газонапол­ненным фотоэлементам относятся фотоэлементы серии ЦГ.