文档介绍：一、光伏探测器的工作原理
光生伏特效应是光照度使不均匀半导体或均匀半导体中光生电子和空穴在空间分开而产生电位差的现象。对于不均匀半导体，由于同质的半导体不同的掺杂形成的PN结、不同质的半导体组成的异质结或半导体接触形成的肖特基势垒都需要任何偏置电源，适合于开关电路或继电器控制电路。不足之处是频率特性不好，受温度影响也较大。
光电池空载电压放大器电路
、功率放大区
光电池工作在III区域，当负载电阻取一电阻值R爵〃时，可使光电池具有最大的输出功率，该区域为功率放大区。光电池工作在这个区域，能将光能有效地转换成电能给负载供电。这是太阳能光电池的功能。
2、零伏偏置电路
光伏探测器在自偏置的情况下，若负载电阻为零，自偏压为零；或者在光伏探测器在反偏置的情况下，反偏压很小或接近零。这两种情况下都是零伏偏置或接近于零伏偏置，对应的偏置电路都称为零伏偏置电路。
(1)、零伏偏置电路特点
光伏探测器采用零伏偏置电路时，它的L"噪声最小，暗电流为零，可以获得较高的信噪比。因此反向饱和电流小，正、反向特性好的光伏探测器也常用零偏置电路，可避免偏置电路引入的噪声。
(2)
三、光伏探测器的性能参数
1、响应率
根据定义知，由式V =尘ln( * - 1)可直接写出光伏探测器开路时响应率
so
的表达式： R = Voc = kT ln( 1S - 1)
V P qP I
so
在弱光射情况下，上式可以近似为：R
V
kT I
P qP I
so
将光电流I = ( q yh ) . p代人得：R
V kT y 1
P hv I
so
由于式R =二=四
V P hv
工可得出反向饱和电流为:
I
so
I = q (- n + —h p ) A
so L P 0 L n 0 d
式中n 、p为少数载流子浓度，D、D分别为电子-空穴的扩散系数，L、L p 0 n 0 e h e h
分别为电子-空穴的扩散长度，Ad为探测器的光敏面积。
由此可知，光伏探测器的响应率与器件的工作温度T及少数载流子浓度和扩散有
关，而与器件的外偏压无关，这是与光电导探测器的不相同的。
2、噪声
光伏探测器的噪声主要包括器件中光生电流的散粒噪声、暗电流噪声和器件的热
噪声，其均方噪声电流技为：
i2 = 2 qI Af +
N
4 kT Af
R
d
式中，I为流过P-N结的总电流，它与器件的工作及光照有关，Rd为器件电阻，因反偏工作时Rd相当大，热噪声可忽略不计，故光电流和暗电流引起的散粒噪
声是主要的，则式可表示为：i2 = 2q(I + I )Af
下面着重讨论光伏探测器在有无光照情况下的暗电流噪声
a、光照时
通过器件的电流只有热激发暗电流I。当器件在零偏置时，流过P-N
结的电流包含正向和反向的暗电流i+与I-。它们对总电流的贡献为零，而对噪声的贡献是叠加的，则均方噪声电流为：
i2 = 2 q (I+ + I-) Af
一般情况下 I + = I - = I ,故 i 2 = 2 qI Af D D D N
同理，可以写出负偏压工作的光伏探测器的暗电流噪声，显然它只有零偏压工作时的一半。
b、无光照时
当偏压v = 0时，流过