Нагрузки для заданного фотодиода
Высокая эффективность преобразования энергии имеет место, если фотодиод обеспечивает ток, близкий к 1т. Это означает, что при изменении уровня облученности должно изменяться сопротивление оптимальной нагрузки.
Рассмотрим фотодиод, работающий при максимальной расчетной плотности светового потока. При оптимально подобранной нагрузке отдаваемая на нагрузку мощность максимальна, при этом напряжение на нагрузке должно равняться Vm в соответствии с уравнением (54). Необходимо отметить, что при больших токах характеристика фотодиода почти вертикальная и 1т~ /.
Тогда должно быть сопротивление нагрузки
Rl = (77)
^ т max
и мощность отдаваемая на нагрузку,
PLшах = ^ттяхР/ ~ А;тах^Ч ‘ (78)
Пусть теперь плотность светового потока Р-п] = XPin max, где X — коэффициент меньше единицы. При этом сопротивление нагрузки оставим неизменным и равным R{. Ток короткого замыкания строго пропорционален Pin и, следовательно,
Iv = Uumax’ (79)
Мощность, вьшаваемая на нагрузку,
PL = 1Rl = XIvmaxPL, (80)
поскольку IL ~ / .
Другими словами, при постоянном сопротивлении нагрузки полезная электрическая мощность уменьшается пропорционально квадрату отношения интенсивностей излучения. Так, при снижении плотности светового потока с максимального значения 1000 Вт/м2 до 100 Вт/м2 полезная мощность упадет и составит всего 1 % максимальной. Если бы мы со снижением облученности уменьшили сопротивление нагрузки также в 10 раз, полезная мощность снизилась бы только в 10 раз, а не в 100.
В связи с тем, что неподвижные фотоэлектрические приемники работают при существенно меняющихся в течение дня световых потоках, крайне важно использовать устройства, которые обеспечивали бы автоматическое регулирование характеристик нагрузки в соответствии с уровнем светового потока.