点探测器.ppt

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1点探测器的教案点探测器的教案光电子发射器件光电管光电倍增管特点特点：

灵敏度高、稳定性好、响应速度快和噪声小：

灵敏度高、稳定性好、响应速度快和噪声小探测微弱信号探测微弱信号缺点缺点：

结构复杂，工作电压高，体积大：

结构复杂，工作电压高，体积大22.1.1光阴极材料及其光谱响应光阴极材料及其光谱响应3l将不同波长的各种辐射信号转化为电信号，均依将不同波长的各种辐射信号转化为电信号，均依赖光电阴极；赖光电阴极；l光电阴极关系到光电器件的各项光电性能光电阴极关系到光电器件的各项光电性能2.12.1光电管光电管41.银氧铯光电阴极银氧铯光电阴极银氧铯银氧铯（Ag-O-Cs）阴极是最早使用的实用光阴极。

阴极是最早使用的实用光阴极。

它的特点是对它的特点是对近红外辐射灵敏近红外辐射灵敏。

制作过程是先在真空玻璃壳壁上涂上一层银膜。

制作过程是先在真空玻璃壳壁上涂上一层银膜再通入氧气，通过再通入氧气，通过辉光放电辉光放电使银表面氧化，对于半透明银膜由于使银表面氧化，对于半透明银膜由于基层电阻太高，不能用放电方法而用基层电阻太高，不能用放电方法而用射频加热法射频加热法形成氧化银膜，形成氧化银膜，再引入铯蒸汽进行敏化处理，形成再引入铯蒸汽进行敏化处理，形成Ag-O-Cs薄膜薄膜。

银氧铯光电阴极的光谱响应有两个峰值，一个在银氧铯光电阴极的光谱响应有两个峰值，一个在350nm处，一处，一个在个在800nm处。

光谱范围在处。

光谱范围在300nm到到1200nm之间。

之间。

量子效率不量子效率不高，峰值处约高，峰值处约0.5%1%左右左右。

将近红外区具有高灵敏度的将近红外区具有高灵敏度的Ag-O-Cs阴极和蓝光区具有高灵敏阴极和蓝光区具有高灵敏度的度的Bi-Cs-O阴极相结合，可以获得在整个可见光谱内有较均匀阴极相结合，可以获得在整个可见光谱内有较均匀响响应和高灵敏度的铋银氧铯光电阴极应和高灵敏度的铋银氧铯光电阴极。

量子效率可达量子效率可达10。

52.单碱和多碱锑化物光阴极单碱和多碱锑化物光阴极单碱单碱：

金属锑（：

金属锑（Sb）与碱金属锂（）与碱金属锂（Li）、钠（）、钠（Na）、钾（）、钾（K）、铷）、铷（Rb）、铯（、铯（Cs）中的一种化合，形成具有稳定光电发射的发射体。

）中的一种化合，形成具有稳定光电发射的发射体。

最常用的是最常用的是锑化铯锑化铯（CsSb），其阴极，其阴极灵敏度最高灵敏度最高。

长波限约为长波限约为650nm，广泛用于紫外和可见光区的光电探测器中。

锑化铯阴极的，广泛用于紫外和可见光区的光电探测器中。

锑化铯阴极的峰值量子效率较高，峰值量子效率较高，一般高达一般高达20%30%，比银氧铯光电阴极高比银氧铯光电阴极高30多倍。

多倍。

多碱多碱：

两种或三种碱金属与锑化合形成多碱锑化物光阴极，：

两种或三种碱金属与锑化合形成多碱锑化物光阴极，其其量量子效率峰值可高达子效率峰值可高达30%，光谱响应范围宽光谱响应范围宽。

双碱阴极锑钾钠（双碱阴极锑钾钠（Na2KSb），锑铯钾（），锑铯钾（K2CsSb）；三碱阴极锑；三碱阴极锑钾钠铯（钾钠铯（NaKSbCs）63.紫外光电阴极紫外光电阴极通常来说，对可见光灵敏的光电阴极对紫外光也有较高通常来说，对可见光灵敏的光电阴极对紫外光也有较高的量子效率。

有时，为了消除背景辐射的影响，的量子效率。

有时，为了消除背景辐射的影响，要求光电阴要求光电阴极只对所探测的紫外辐射信号灵敏，而对可见光无响应极只对所探测的紫外辐射信号灵敏，而对可见光无响应。

这。

这种阴极通常称为种阴极通常称为“日盲日盲”（solarblind）型光电阴极）型光电阴极。

目前，比较实用的目前，比较实用的“日盲日盲”型光电阴极有型光电阴极有碲化铯碲化铯（CsTe,极极限波长限波长c320nm）和和碘化铯碘化铯（CsI,c200nm）。

4、负电子亲和势光电阴极、负电子亲和势光电阴极电子亲和势电子亲和势是指半导体导带底部到真空能级间的能量是指半导体导带底部到真空能级间的能量值值。

值的大小表示发生光电效应时，电子逸出难易程度。

值的大小表示发生光电效应时，电子逸出难易程度。

常规的光电阴极属于常规的光电阴极属于正电子亲和势正电子亲和势（PEA）类型，即表类型，即表面的真空能级位于导带之上面的真空能级位于导带之上。

如果给半导体的表面作特殊处理，使表面区域能带弯如果给半导体的表面作特殊处理，使表面区域能带弯曲，曲，真空能级降低到导带之下，从而使有效的电子亲和真空能级降低到导带之下，从而使有效的电子亲和势为负值势为负值，经过特殊处理的阴极称作，经过特殊处理的阴极称作负电子亲和势光电负电子亲和势光电阴极阴极（NEA）。

7负电子和正电子亲和势光电阴极比较具有以下特点负电子和正电子亲和势光电阴极比较具有以下特点1.高量子效率，高量子效率，50%60%,长波到达长波到达9%;2.光谱响应可以达到光谱响应可以达到1m以上；以上；3.热电子发射小，一般只有热电子发射小，一般只有10-16A/cm2;4.光电子的能量集中。

光电子的能量集中。

892.1.2光电管光电管光电管分为光电管分为真空光电管和充气光电管真空光电管和充气光电管。

真空光电。

真空光电管主要由光电阴极和阳极两部分组成，因管内常被抽管主要由光电阴极和阳极两部分组成，因管内常被抽成真空而称为成真空而称为真空光电管真空光电管。

然而，有时为了使某种性。

然而，有时为了使某种性能提高，在管壳内也充入某些低气压惰性气体形成能提高，在管壳内也充入某些低气压惰性气体形成充充气型的光电管气型的光电管。

101、光电管的工作原理、光电管的工作原理充气型光电管充气型光电管光生电子在电场的作用下运动，光生电子在电场的作用下运动，途中与惰性气体原子碰撞而电离，产途中与惰性气体原子碰撞而电离，产生新的电子生新的电子，它与光电子一起都被阳，它与光电子一起都被阳极收集，形成数倍于真空型光电管的极收集，形成数倍于真空型光电管的光电流光电流。

或充气真空型光电管真空型光电管当入射光透过光窗照射到光电阴当入射光透过光窗照射到光电阴极面上时，光电子从阴极发射出去，极面上时，光电子从阴极发射出去，在阴极和阳极之间的电场作用下作加在阴极和阳极之间的电场作用下作加速运动，被高电位的阳极收集，其光速运动，被高电位的阳极收集，其光电流的大小主要由阴极灵敏度和入射电流的大小主要由阴极灵敏度和入射辐射的强度决定。

辐射的强度决定。

光电管的特性曲线。

光电管的特性曲线。

光电特性：

光电特性：

光电流与光照量在一定光电流与光照量在一定范围内呈直线关系（光电管的动态范范围内呈直线关系（光电管的动态范围）围）。

相比而言，真空光电管灵敏度。

相比而言，真空光电管灵敏度低，但线性好，动态范围大，稳定性低，但线性好，动态范围大，稳定性好，所以运用较多。

好，所以运用较多。

伏安特性：

伏安特性：

2.光电管的主要特性光电管的主要特性1,2,3:

真空光电管；真空光电管；4,5,6:

充气光电管充气光电管；V是偏置电压，是偏置电压，u光电管两端电压，光电管两端电压，i流过的电流。

流过的电流。

光电管工作在饱和区；当电压光电管工作在饱和区；当电压u一定时，一定时，光电流与入射功率呈线性变化。

光电流与入射功率呈线性变化。

11光电管频率特性光电管频率特性光电管等效于一个高内阻的电流源光电管等效于一个高内阻的电流源，其信号等效电路如右图所示。

其中其信号等效电路如右图所示。

其中光电管内阻忽略，输出电压为光电管内阻忽略，输出电压为有效值为有效值为光电管的电容：

光电管的电容：

光电管的响应频率或截止频率：

光电管的响应频率或截止频率：

123.2光电倍增管光电倍增管13一、工作原理一、工作原理1.光子透过入射窗口入射光子透过入射窗口入射在光电阴极上在光电阴极上;2.光电阴极上的电子受光子光电阴极上的电子受光子激发，离开表面发射到真空激发，离开表面发射到真空;3.光电子通过电场加速和电光电子通过电场加速和电子光学系统聚焦入射到第一子光学系统聚焦入射到第一倍增级上，倍增级将发射出倍增级上，倍增级将发射出比入射电子数目更多的比入射电子数目更多的二次二次电子电子。

入射电子经。

入射电子经N级倍增级倍增极，光电子就放大极，光电子就放大N次；次；4.经过倍增后的二次电子由经过倍增后的二次电子由阳极收集，形成阳极光电流。

阳极收集，形成阳极光电流。

光电倍增管的组成：

光电倍增管的组成：

光窗、光电阴极、电子光学光窗、光电阴极、电子光学系统、电子倍增系统和阳极。

系统、电子倍增系统和阳极。

1415二、倍增极的特性二、倍增极的特性二次电子发射二次电子发射：

具有一定能量的电子入射到倍增极后，具有一定能量的电子入射到倍增极后，将激发二次电子，一般产生的二次电子数将激发二次电子，一般产生的二次电子数N2大于入射电大于入射电子数子数N1.通常用通常用二次发射系数（倍增系数）二次发射系数（倍增系数）来表示，其来表示，其定义定义：

nNn+1/Nn=in+1/in一般，光电发射性能良好的阴极材料也是良好的二次发射体，一般，光电发射性能良好的阴极材料也是良好的二次发射体，如银、金、锑化铯、氧化铍等。

如银、金、锑化铯、氧化铍等。

如果倍增极的总数为如果倍增极的总数为n，且各级性能相同，考虑到电子，且各级性能相同，考虑到电子传输损失，则传输损失，则光电管的总电流增益光电管的总电流增益M为为f:

第一倍增极对阴极发射电子的收集效率；第一倍增极对阴极发射电子的收集效率；g:

各倍增极间的电子传递效率；各倍增极间的电子传递效率；16GKPR1R2R3R4R5R7R6三、三、光电倍增管的供电电路和信号输出光电倍增管的供电电路和信号输出电阻分压电阻分压阳极接地负高压供电：

阳极接地负高压供电：

负负高压供电，可消除外部信高压供电，可消除外部信号输出电路与阳极间的电号输出电路与阳极间的电位差位差。

阴极接地的正高压供电：

阴极接地的正高压供电：

阳极信号输出必须通过耐阳极信号输出必须通过耐高压、噪声小的隔直流电高压、噪声小的隔直流电容器，因此只能容器，因此只能输出交流输出交流信号信号。

1.高压供电回路高压供电回路172.信号输出信号输出光电倍增管输出为电流信号，而与其相连的后续电光电倍增管输出为电流信号，而与其相连的后续电路，一般是基于电压信号而设计的，因此，路，一般是基于电压信号而设计的，因此，常用一个负常用一个负载电阻载电阻RL来完成电流来完成电流-电压的转换电压的转换。

负载电阻负载电阻RL的选取的选取：

通常，倍增管阳极输出电流很：

通常，倍增管阳极输出电流很小，而且可视作恒流源。

因此，一般认为负载电阻可以小，而且可视作恒流源。

因此，一般认为负载电阻可以任意大地选取。

实际上，任意大地选取。

实际上，较大的负载电阻会导致频率响较大的负载电阻会导致频率响应和输出线性的恶化。

应和输出线性的恶化。

（1）输出线路响应截止频率输出线路响应截止频率fc

（2）如果负载电阻如果负载电阻RL较高，在较高输出电流情况下，负载电阻较高，在较高输出电流情况下，负载电阻将导致阳极电位电压降增大，造成阳极将导致阳极电位电压降增大，造成阳极-末倍增极电压降低。

末倍增极电压降低。

出现空间电荷效应，降低阳极的电子收集率，导致输出信号饱出现空间电荷效应，降低阳极的电子收集率，导致输出信号饱和，降低了输出线性（输出电流与入射光的比例关系）。

和，降低了输出线性（输出电流与入射光的比例关系）。

四、光电倍增管的主要特性四、光电倍增管的主要特性光电倍增管的特性曲线。

光电倍增管的特性曲线。

光电特性：

光电特性：

光电流与光功率在很宽光电流与光功率在很宽范围内呈直线关系范围内呈直线关系。

接着曲线开始偏。

接着曲线开始偏离直线，出现离直线，出现饱和效应饱和效应。

原因：

原因：

最后几级倍增极的疲劳和电荷最后几级倍增极的疲劳和电荷积累效应使增益系数大大降低。

积累效应使增益系数大大降低。

特点：

特点：

适用于微弱光信号工作。

适用于微弱光信号工作。

伏安特性：

伏安特性：

与真空管的相似。

与真空管的相似。

阴极电流：

阴极电流：

iK=SP阳极电流：

阳极电流：

iA=MiK=MSP在线性工作区，其伏安特性可表示在线性工作区，其伏安特性可表示iA=A（V0）A和和是与管子相关的常数，是与管子相关的常数，V0为总的为总的电源电压。

电源电压。

18光电倍增管噪声特性光电倍增管噪声特性光电倍增管的噪声主要来源是光电倍增管的噪声主要来源是暗电流、光信号电暗电流、光信号电流、背景光电流以及负载电阻的热噪声流、背景光电流以及负载电阻的热噪声。

1.暗电流暗电流iT光阴极的热电子发射产生暗电流，其大小由理查逊光阴极的热电子发射产生暗电流，其大小由理查逊方程决定方程决定为光阴极材料决定的比例系数，对纯金属，其值为为光阴极材料决定的比例系数，对纯金属，其值为1.2*106A/（m2.l2）A,T,E分别为光阴极的面积、温度和功函数分别为光阴极的面积、温度和功函数（eV）。

2.光电流光电流iK为光阴极量子效率；为光阴极量子效率；Ps和和Pb为信号和背景光功率；为信号和背景光功率；193.总电流总电流iA决定的散粒噪声决定的散粒噪声散粒噪声为散粒噪声为1为第一倍增极增益系数；为第一倍增极增益系数；为其余极的增益系数；为其余极的增益系数；通常取通常取F=1.2。

4.负载电阻负载电阻RL的热噪声的热噪声5.总噪声总噪声倍增过程的噪声贡献倍增过程的噪声贡献20五、小结五、小结光电倍增管是利用光电子发射效应和二次电子发射效应制光电倍增管是利用光电子发射效应和二次电子发射效应制成的真空光电探测器，主要作用是进行微弱光信号探测。

成的真空光电探测器，主要作用是进行微弱光信号探测。

光电倍增管由五部分构成：

光电窗口、光电阴极、电子光光电倍增管由五部分构成：

光电窗口、光电阴极、电子光学系统、电子倍增系统和阳极。

学系统、电子倍增系统和阳极。

光电倍增管的工作原理：

入射光子由窗口入射到光电阴极光电倍增管的工作原理：

入射光子由窗口入射到光电阴极上，光电阴极将光子变成电子，电子光学系统将电子收集上，光电阴极将光子变成电子，电子光学系统将电子收集到电子倍增系统的第一极，经电子倍增系统放大后经阳极到电子倍增系统的第一极，经电子倍增系统放大后经阳极输出。

光电倍增管是一个电流型探测器。

输出。

光电倍增管是一个电流型探测器。

光电倍增管必须高压供电，一般采用电阻分压方式。

当使光电倍增管必须高压供电，一般采用电阻分压方式。

当使用阳极接地的负高压供电方式时，可以测量恒定和变化的用阳极接地的负高压供电方式时，可以测量恒定和变化的光信号，但噪声较大；当采用阴极接地的正高压供电方式光信号，但噪声较大；当采用阴极接地的正高压供电方式时，只能测量变化的光信号。

时，只能测量变化的光信号。

21光光电电导导效效应应：

某某些些物物质质吸吸收收了了光光子子的的能能量量产产生生本本征征吸收或杂质吸收，从而改变了物质电导率的现象。

吸收或杂质吸收，从而改变了物质电导率的现象。

利利用用具具有有光光电电导导效效应应的的材材料料（如如硅硅、锗锗等等本本征征半半导导体体与与杂杂质质半半导导体体，硫硫化化镉镉、硒硒化化镉镉、氧氧化化铅铅等等）制制成成的的电电导导随随入入射射光光强强度度变变化化器器件件。

最最典典型型的的光光电电导器件是导器件是光敏电阻。

光敏电阻。

光敏电阻光敏电阻的的优点优点：

体积小，坚固耐用，体积小，坚固耐用，价格低廉，光谱响应范围宽价格低廉，光谱响应范围宽。

2.32.3光电导探测器光电导探测器22光敏电阻的原理图光敏电阻的原理图符号符号工作原理：

工作原理：

在均匀的具有光电导效应的半导体材料的在均匀的具有光电导效应的半导体材料的两端加上电极便构成光敏电阻。

当光敏电阻的两端加两端加上电极便构成光敏电阻。

当光敏电阻的两端加上适当的偏置电压上适当的偏置电压u，即有光电流，即有光电流i流过。

流过。

2.3.1光光电转换原理原理电流的大小会随电流的大小会随入射光强度的变入射光强度的变化而变化化而变化23光敏电阻的基本结构光敏电阻的基本结构24光光敏敏电电阻阻本本征征型型掺掺杂杂型型入射光子的能量大于或等于入射光子的能量大于或等于半导体的禁带宽度时能激发半导体的禁带宽度时能激发电子空穴对电子空穴对EcEvEg入射光子的能量大于或等入射光子的能量大于或等于杂质电离能时就能激发于杂质电离能时就能激发电子空穴对电子空穴对EcEvEg2.3.工作特性工作特性1.光谱响应特性光谱响应特性25光谱响应特性光谱响应特性：

光敏电阻对各种光响应灵敏度随入射：

光敏电阻对各种光响应灵敏度随入射光的波长变化而变化的特性。

光的波长变化而变化的特性。

2622、光照特性、光照特性光敏电阻（在一定端偏压光敏电阻（在一定端偏压u下）的光照特性呈非线性下）的光照特性呈非线性关系，即关系，即弱光照射弱光照射（10-1-103lx）时，时，=1，=1，光电流与光，光电流与光通量成正比，即保持线性关系通量成正比，即保持线性关系K，均为常数，均为常数，K与器件的材料、尺寸、形状以及载流子寿与器件的材料、尺寸、形状以及载流子寿命有关；命有关；的值一般在的值一般在1.0-1.2间；间；的值一般在的值一般在0.5-1.0间。

间。

Gg称为光敏电阻的光电导。

称为光敏电阻的光电导。

27光光敏敏电电阻阻的的响响应应时时间间（又又称称为为惯惯性性）。

当当用用一一个个理理想想方方波波脉脉冲冲照照射射时时，光光生生电电子子要要有有产产生生的的过过程程，光光生生电电导导率率要要经经过过一一定定的的时时间间才才能能达达到到稳稳定定。

当当停停止止辐辐射射时，复合光生载流子也需要时间。

时，复合光生载流子也需要时间。

响应时间由上升时间常数响应时间由上升时间常数ttrr和下降时间常数和下降时间常数ttff表示。

表示。

影响影响光敏电阻的响应时间的有：

光敏电阻的响应时间的有：

（11）入射辐射的强弱，光照越强）入射辐射的强弱，光照越强其时间常数越小；其时间常数越小；（22）负载电阻，其值越大，）负载电阻，其值越大，ttrr缩缩短，短，ttff延长；延长；（33）暗处放置的时间越长，响应）暗处放置的时间越长，响应时间越长；时间越长；3、时间响应特性、时间响应特性284、稳定特性、稳定特性

（1）光敏电阻的阻值随温度变化的变化率在弱光照和强）光敏电阻的阻值随温度变化的变化率在弱光照和强光照时都较大，而在中等光照时则较小。

光照时都较大，而在中等光照时则较小。

例如例如CdS光敏电阻的温度系数在光敏电阻的温度系数在10lx照度下为照度下为0；照度高于；照度高于10lx时，时，温度系数为正；小于温度系数为正；小于10lx时，为负，偏离时，为负，偏离10lx越多，温度系数越大。

越多，温度系数越大。

（2）当环境温度在）当环境温度在0-60摄氏度时，光敏电阻的响应速度摄氏度时，光敏电阻的响应速度几乎不变；而在低温下，响应速度变慢。

几乎不变；而在低温下，响应速度变慢。

例如，例如，-30摄氏度的响应时间约为摄氏度的响应时间约为20摄氏度的摄氏度的2倍。

倍。

（3）光敏电阻的允许功耗随着环境温度的升高而降低。

）光敏电阻的允许功耗随着环境温度的升高而降低。

295、噪声特性、噪声特性光敏电阻检测微弱信号时，需考虑噪声主要有以下三个：

光敏电阻检测微弱信号时，需考虑噪声主要有以下三个：

热噪声、产生复合噪声、热噪声、产生复合噪声、/f噪声噪声光敏电阻若接收调制辐射，其噪声的等效电路如图所示光敏电阻若接收调制辐射，其噪声的等效电路如图所示:

igingrinTinfRLRgC噪声等效电路噪声等效电路ingr为产生复合噪声电流为产生复合噪声电流;inT为热噪声电流；为热噪声电流；inf为为1/f噪声电流噪声电流30产生复合噪声：

产生复合噪声：

i为通过光敏电阻的电流，等于暗电流和光电流之和为通过光敏电阻的电流，等于暗电流和光电流之和；c为载流子寿命；为载流子寿命；f是以调制频率是以调制频率f为中心的通频带宽度。

为中心的通频带宽度。

A为常数为常数。

光敏电阻的合成噪声的均方值为光敏电阻的合成噪声的均方值为高频高频低频低频/f噪声：

噪声：

热噪声热噪声：

31322.3.3几种常用的光敏电阻几种常用的光敏电阻可见可见硫化镉硫化镉（CdS）和硒化镉和硒化镉（CdSe）红外红外硫化铅硫化铅（PbS）、碲化铅、碲化铅（PbTe）332.3.4使用注意事使用注意事项使用光敏电阻时应注意以下几点：

使用光敏电阻时应注意以下几点：

（11）要防止光敏电阻受杂散光的影响；）要防止光敏电阻受杂散光的影响；（22）要防止光敏电阻的电参数（电压、功耗）超过允）要防止光敏电阻的电参数（电压、功耗）超过允许值；许值；（33）根据不同用途选用不同特性的光敏电阻；）根据不同用途选用不同特性的光敏电阻；342.3.52.3.5光电导探测器的偏置方式光电导探测器的偏置方式基本偏置电路基本偏置电路RLRgV0由电路图：

由电路图：

当光通量变化时，光敏电阻变化当光通量变化时，光敏电阻变化Rg，电流变化电流变化i：

输出信号：

输出信号：

35a.恒流偏置恒流偏置（RLRg）b.恒压偏置恒压偏置（RLRg）c.恒功率偏置恒功率偏置（RLRg）讨论：

讨论：

i与与Rg无关无关是指探测器在是指探测器在RL的的直流功率最大直流功率最大与与Rg无关，输出无关，输出电压稳定。

电压稳定。

36怎样检查光敏电阻的好坏怎样检查光敏电阻的好坏光敏电阻的好坏可用万用表测光敏电阻的好坏可用万用表测量。

当没有光照在光敏电阻上量。

当没有光照在光敏电阻上时，光敏电阻的阻值应在时，光敏电阻的阻值应在1M以上，当有较强光照在光敏电以上，当有较强光照在光敏电阻上时，光敏电阻的阻值应在阻上时，光敏电阻的阻值应在10k以下。

一般光敏电阻的以下。

一般光敏电阻的电阻值不受光照时是受光照射电阻值不受光照时是受光照射时的时的1001000倍。

倍。

用万用表测量光敏电阻的好坏用万用表测量光敏电阻的好坏372.4光伏探测器光伏探测器382.4.12.4.1光电转换原理光电转换原理势垒势垒扩扩散散漂漂移移PPPNNN-+-+-E内内建建电电场场+-+PN的形成的形成光照光照正向电流正向电流光电流光电流39.4.2光伏探测器的工作模式光伏探测器的工作模式一个一个PN结光伏探测器等效为结光伏探测器等效为一个普通的一个普通的二极管二极管和一和一个恒流个恒流源（光电流源）源（光电流源）的的并联并联。

普通二极管的伏安特性：

普通二极管的伏安特性：

光伏探测器的总伏安特性为光伏探测器的总伏安特性为:

i：

流过探测器的总电流；：

流过探测器的总电流；iso：

反向饱和电流；：

反向饱和电流；u：

探测器两端电压；：

探测器两端电压；i：

光电流；：

光电流；

（1）零偏置的光伏工作模式）零偏置的光伏工作模式（光电池）（光电池）

（2）光导工作模式）光导工作模式加反向偏置加反向偏置电压（光电二极管）电压（光电二极管）40光伏探测器的伏安特性曲线如下：

光伏探测器的伏安特性曲线如下：

412.52.5光电池光电池42硅光电池的基本结构和工作原理硅光电池的基本结构和工作原理DR型硅光电池是以型硅光电池是以P型硅作为基底，型硅作为基底，N型型硅作为受光面硅作为受光面CR型硅光电池是以型硅光电池是以N型硅作为基底，型硅作为基底，P型作为受光面型作为受光面光电池是一种不需加偏压就能把光能直接转换光电池是一种不需加偏压就能把光能直接转换成电能的光电器件。

成电能的光电器件。

光电池根据光生伏特效应制成的将光能转变成电能的光电池根据光生伏特效应制成的将光能转变成电能的器件，实质上就是一个大面积器件，实质上就是一个大面积PNPN结。

结。

按材料分按材料分：

有硅、硒、硫化镉、有硅、硒、硫化镉、砷化镓和无定型材料的光电池砷化镓和无定型材料的光电池等。

等。

探测光电池探测光电池按功能太阳能光电池太阳能光电池按受光面432.5.12.5.1短路电流和开路电压短路电流和开路电压ish:

PN结漏电流；结漏电流；Rsh:

等效泄露电阻；等效泄露电阻；Cj:

结电容；结电容；Rs:

引导电极引导电极-管芯接触电阻管芯接触电阻以光电流方向为正方向，以光电流方向为正方向，通常通常Rsh很大，不计很大，不计ish时，有时，有：

RLRshiCj光电池等效电路光电池等效电路iDRsu1u144

（1）若短接）若短接RL并忽略并忽略Rs的影响，此时，的影响，此