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光电器件

根据光电效应制作的器件

光电器件是指根据光电效应制作的器件称为光电器件，也称光敏器件。光电器件的种类很多，但其工作原理都是建立在光电效应这一物理基础上的。光电器件的种类主要有: 光电管、光电倍增管、光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管、光电池、光电耦合器件。下面就介绍这些光电器件的结构、工作原理、参数、基本特性。

光电导器件
半导体材料的电导率是由载流子浓度决定的。半导体材料中的载流子包括材料内部的自由电子及其留下的空位—— 空穴两种。在正常情况下自由电子及空穴的形成与复合处于动态平衡，电子要克服原子的束缚成为自由电子必须吸能量，而光照可以向电子提供能量，增强它挣脱原子束缚的能力。使得原本的动态平衡被打破，自由电子及空穴的形成速率大于复合速率，从而在半导体内部形成自由电子——空穴对。因此，光照可以改变载流子的浓度，从而改变半导体的电导率。
组成
光电导器件主要有光敏电阻、光电二极管光电三极管等。
光电器件的组成
1.光敏电阻
制作光电传感器用到最多的当属光敏电阻,光敏电阻在无光照的情况下电阻值比较高,当它受到光照的情况下,阻值下降很多,导电性能明显加强.光敏电阻的主要参数有暗电阻,暗电流,与之对应的是亮电阻,亮电流.它们分别是在有光和无光条件下的所测的数值.亮电阻与暗电阻差值越大越好.在选择光敏电阻的时候还要注意它的光照特性,光谱特性.
2.光电二极管
光电二极管在无光照的条件下,其工作在截至状态,跟一般的二极管特性差不多,都具有单向导通性能.当受到光照时,PN区载流子浓度大大增加,载流子流动形成光电流.
3.光电三极管
光电三极管跟普通三极管的区别在于发射极的尺寸做得比较小,当光照的时候光电流差不多等于普通三极管的基极电流,光电三极管与光电二极管相比,灵敏更高.
4.光电池
实际当中用得比较多的光电池是硅光电池.它能够把光能直接转化成为电能.光电池的一个重要特点是短路时的电流与光照基本成线性比例.在运用中一般选择负载电阻很小.负载电阻越小,线形度愈好.
5.光电管
光电管一般分为真空光电管和充气光电管.充气光电管一般充氩气或氩氖混合气体,它们都属于惰性气体且原子量比较小.充气光电管不足的地方在于灵敏度衰减快.
6.光电倍增管
光电倍增管主要由阴极室跟二次发射倍增系统构成.光电倍增管的光电特性在光通量小的时候呈线性关系.由于光电倍增管暗电流的存在,限定了其测量时的最小范围.
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