Фотоэлементами называют фотодиоды, фоторезисторы, фототранзисторы и другие светочувствительные приборы, используемые в электронной автоматике в качестве датчиков устройств, реагирующих, например, на изменение интенсивности освещения.
    Фотодиод по своему устройству напоминает плоскостной диод (рис. а). На пластинку

Устройство (а), условное графическое обозначение (б) и внешний вид некоторых светодиодов (в)

кремния электропроводимостью n-типа наплавляют тонкий слой бора, обладающего электропроводимостью p-типа. Атомы бора проникают в пластинку кремния и создают в ней зону p-типа. В результате в пластинке кремния возникает p-n переход. Сверху слой бора покрыт тончайшей, почти прозрачной пленкой металла, являющейся его контактом. Снизу на пластинку кремния нанесен сравнительно толстый контактный слой металла.
    Пока фотодиод не освещен, никакого тока во внешней цепи, подключенной к нему, нет или он ничтожно мал. При освещении фотодиода свет проникает сквозь прозрачную пленку в толщу пластинки кремния и, воздействуя на p-n переход, возбуждает в нем взаимный обмен электрических зарядов между зонами p- и n-типов. В результате верхний электрод прибора заряжается положительно, а нижний отрицательно. И если к ним подключена нагрузка (на рис. а — резистор R_н), то через нее потечет постоянный ток, значение которого зависит от интенсивности освещения и площади светочувствительной поверхности фотодиода. Например, при площади светочувствительного слоя около 1 см² и прямом солнечном освещении фотодиод может дать ток порядка 20...25 мА при напряжении 0,5 В. Следовательно, фотодиод является прибором, преобразующим световую энергию непосредственно в электрическую, что и используется во многих устройствах электронной автоматики, например в фотореле.
    Фоторезистор — полупроводниковый прибор, изменяющий свое сопротивление под действием света.

Внешний вид и условное графическое обозначение фоторезисторов

Он представляет собой пленку из специального полупроводникового материала (сернистый свинец, селенид кремния, сернистый кадмий), обладающего очень высокой чувствительностью к лучам света, которую наносят на стекло или керамику. Будучи включенным в цепь источника постоянного или переменного напряжения, фоторезистор изменяет свое сопротивление и ток в цепи в зависимости от интенсивности света. Это свойство фоторезисторов используется в автоматах, срабатывающих при заданном уровне освещенности.