文档介绍：. 面耗尽区存在一电场，当有光照时，入射光子将把处于介带中的束缚电子激发到导带，激发出的电子空穴对在电场作用下分别飘移到N型区和P型区，当在PN结两端加负载时就有一光生电流流过负载。流过PN结两端的电流可由式1确定
图 2-
式〔1〕中Is为饱和电流，V为PN结两端电压，T为绝对温度，Ip为产生的光电流。从式中可以看到，当光电池处于零偏时，V=0，流过PN结的电流I=Ip；当光电池处于反偏时〔在本实验中取V=-5V〕，流过PN结的电流I=Ip-Is，因此，当光电池用作光电转换器时，光电池必须处于零偏或反偏状态。光电池处于零偏或反偏状态时，产生的光电流Ip与输入光功率Pi有以下关系：
3、硅光电池的根本特性
(1) 短路电流
图2-3 硅光电池短路电流测试
如图2-3所示，不同的光照的作用下，毫安表如显示不同的电流值。即为硅光电池的短路电流特性。
(2)开路电压
图2-4 硅光电池开路电压测试
如图2-4所示，不同的光照的作用下，电压表如显示不同的电压值。即为硅光电池的开路电压特性。
(3) 光照特性
光电池在不同光照度下，其光电流和光生电动势是不同的，它们之间的关系就是光照特性，如图2-5。

0
光
生
电
流

/

m
A

0
2 000
4 000
短路电流
开路电压
光
生
电
压
/

V
光照度
/L*
图2-5 硅光电池的光照电流电压特性
(4)伏安特性
如图2-6，在硅光电池输入光强度不变时，测量当负载一定的围变化时，光电池的输出电压及电流随负载电阻变化关系曲线称为硅光电池的伏安特性。
图2-6 硅光电池的伏安特性测试
(5)负载特性(输出特性)
. -
. 优选-
光电池作为电池使用如图2-7所示。在电场作用下，入射光子由于光电效应把处于介带中的束缚电子激发到导带，而产生光伏电压，在光电池两端加一个负载就会有电流流过，当负载很小时，电流较小而电压较大；当负载很大时，电流较大而电压较小。实验时可改变负载电阻RL的值来测定硅光电池的负载特性。
图2-7 硅光电池负载特性的测定
在线性测量中，光电池通常以电流形式使用，故短路电流与光照度〔光能量〕呈线性关系，是光电池的重要光照特性。实际使用时都接有负载电阻RL，输出电流IL随照度〔光通量〕的增加而非线性缓慢地增加，并且随负载RL的增大线性围也越来越小。因此，在要求输出的电流与光照度呈线性关系时，负载电阻在条件许可的情况下越小越好，并限制在光照围使用。光电池光照与负载特性曲线如图2-8所示。
图2-8 硅光电池光照与负载特性曲线
(5) 光谱特性
一般光电池的光谱响应特性表示在入射光能量保持一定的条件下，光电池所产生短路电流与入射光波长之间的关系。一般用相对响应表示，实验中硅光电池的响应围为400~1100nm，峰值波长为800~900nm，由于实验仪器所提供的波长围为400~650nm，因此，实验所测出的光谱响应曲线呈上升趋势，如图2-9所示硅光电池频率特性曲线。
图2-9 硅光电池的光谱曲线
〔6〕时间响应与频率响应
实验证明，光电器件的信号的产生和消失不能随着光强改变而立刻变化，会有一定的惰性，这种惰性通常用时间常数表示。即当入射辐射到光电探测器后或入射辐射遮断后，光电探测器的输出升到稳定值或下降到照射前的值所需时间称为响应时间。为衡量其长短，常用时间常数τ的大小来表示。当用一个辐射脉冲光电探测器，如果这个脉冲的上升和下降时间很短，如方波，则光电探测器的输出由于器件的惰性而有延迟，把从10%上升到90%峰值处所需的时间称为探测器的上升时间，而把从90%下降到10%所需的时间称为下降时间。如以下列图
图2-10 上升时间和下降时间