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2025-03-08 20:37本頁面
【正文】 167。按用途光電池可分為太陽能光電池和測量光電池 光電池是一個 PN結，根據(jù)制作 PN結材料的不同，光電池有硒光電池，硅光電池、砷化鎵光電池和鍺光電池四種。 2DR型硅光電池是以 P型硅作基底 ， 2CR型光電池則是以 N型硅作基底 ， 然后在基底上擴散磷（ 或硼 ） 作為受光面 。 如下圖所示 。 硅光電池的伏安特性 ， 表示輸出電流和電壓隨負載電阻變化的曲線 。 不同照度時的伏 安特性曲線一般硅光電池工作在第四象限。 當 IpI0 當 RL＝ 0 時所得的電流稱為光電池短路電流，以Isc表示 硅光電池的光譜響應特性表示在入射光能量保持一定的條件下，光電池所產生的短路電流與入射光波長之間的關系，一般用相對響應表示。 下圖是 2CR型硅光電池的光譜曲線，其響應范圍為 ～ m，峰值波長為 ～ m 下圖是硅光電池的頻率特性曲線。但是負載電阻 RL的減小會使輸出電壓降低，實際使用時視具體要求而定。光電池的溫度曲線如下圖所示。 167。 光電二極管通常在反偏置條件下工作 ， 也可用在零偏置狀態(tài) 。 硅光電二極管的結構和工作原理與硅光電池相似，不同的地方是：①就制作襯底材料的摻雜濃度而言，光電池較高，約為 1016～ 1019原子數(shù)／厘米 3，而硅光電二極管摻雜濃度約為 1012～ 1013原子數(shù)／厘米3；②光電池的電阻率低，約為 ～ ／厘米，而硅光電二極管則為 1000歐姆／厘米，③光電池在零偏置下工作，而硅光電二極管在反向偏置下工作；④一般說來光電池的光敏面面積都比硅光電二極管的光敏面大得多，因此硅光電二極管的光電流小得多，通常在微安級。 所以硅光電三極管的外型有光窗 ， 管腳有三根引線的也有二根引線的 ， 管型分為 PNP型和 NPN型兩種 ， NPN型稱 3DU型硅光電三極管 ， PNP型稱為 3CU型硅光電三極管 。 如下圖中以 N型硅片作襯底，擴散硼而形成 P型，再擴散磷而形成重摻雜 N+層。 工作時需要保證集電極反偏置，發(fā)射極正偏置。 為了改善頻率響應 ， 減小體積 ， 提高增益 ，已研制出集成光電晶體管 ， 它是在一塊硅片上制作一個硅光電二極管和三極管 光照特性是指硅光電二極管和硅光電三極管的光電流與照度之間的關系曲線 ， 圖 314是硅光電二極管和硅光電三極管的光照特性曲線 。 伏安特性表示為當入射光的照度 (或光通量 )一定時 ， 光電二極管和光電三極管輸出的光電流與所加偏壓的關系 。 由于暗電流的增加 ， 使輸出信噪比變差 ， 必要時要采取恒溫或補償措施 。 在實際使用時 ， 應根據(jù)頻率響應要求選擇最佳的負載電阻 。 結型光電器件的放大電路 結型光電器件一般用三極管或集成運算放大器對輸出信號進行放大和轉換 。 圖中 (a)所示電路是用鍺三極管放大光電流； 圖 (b)、 (c)所示電路是用硅三極管放大光電流 。 集成運算放大器因結構簡單、使用方便而廣泛應用于光電變換器件之中。三種電路的區(qū)別是光電二極管接的位置不同 (1)電流放大型 圖 (a)是電流放大型 IC變換電路，硅光電二極管和運算放大器的兩個輸入端同極性相連，運算放大器兩輸入端間的輸入阻抗 Zin是硅光電二極管的負載電阻； (2)電壓放大型 圖 (b)是電壓放大型 IC變換電路，硅光電二極管與負載電阻 RL并聯(lián)且硅光電二極管的正端接在運算放大器的正端； (3)阻抗變換型， 圖 (c)是 反向偏置的硅光電二極管具有恒流源
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