第3章__光電檢測器件

1、探測器件熱光電探測元件光電探測元件氣體光電探測元件外光電效應內光電效應非放大型放 大 型光電導探測器光磁電效應探測器光生伏特探測器本征型摻雜型非放大放大型真空光電管充氣光電管光電倍增管變像管攝像管像增強器光敏電阻紅外探測器光電池光電二極管光電三極管光電場效應管雪崩型光電二極管UbbIpIp金屬電極金屬電極光電導材料光電導材料入射光入射光光敏電阻符號UIp電極入射光12321-光電導材料；2-電極；3-襯底材料絕緣基底光電導體膜絕緣基底光電導體膜pR材料特性結構參數應用：照相機、光度計、光電自動控制、輻射測量、能量輻射、物體搜索和跟蹤、紅外成像和紅外通信等技術方面制成的光輻射接收器件。其中：I光

2、為光電流，I光=IL-Id； E為照度，為光照指數，與材料的入射光強弱有關，對CdS光電導體，弱光照射下=1，強光下=0.5； U為光敏電阻兩端所加電壓，為電壓指數，與光電導體和電極材料間接觸有關，歐姆接觸時=1，非歐姆接觸時=1.1-1.2 Sg為光電導靈敏度，單位S/lx OI光ECdS的光電特性對CdS光電導體，弱光照射下=1，強光下=0.5；為什么？ 光照增強的同時，載流子濃度不光照增強的同時，載流子濃度不斷的增加，同時光敏電阻的溫度也在斷的增加，同時光敏電阻的溫度也在升高，從而導致載流子運動加劇，因升高，從而導致載流子運動加劇，因此復合幾率也增大，光電流呈飽和趨此復合幾率也增大，光電

3、流呈飽和趨勢。（冷卻可以改善）勢。（冷卻可以改善）UESIg光允許的功耗線O10電壓V/VI光/mA510050100 lx10 lx250mW光敏電阻的伏安特性 光敏電阻為一純電阻，符合歐姆定律，曲線為直線。但對大多數半導體，電場強度超過 時，不再遵守歐姆定律。而CdS在100V時就不成線性了。 厘米伏410溫度的變化，引起溫度噪聲，導致光敏電阻靈敏度、光照特性、響應率等都發(fā)生變化。為了提高靈敏度，必須采用冷卻裝置。20406080100T501001502000I 指光敏電阻的時間特性與工作前“歷史”有關的一種現象。即測試前光敏電阻所處狀態(tài)對光敏電阻特性的影響。 暗態(tài)前歷效應：指光敏電阻測

4、試或工作前處于暗態(tài)，當它突然受到光照后光電流上升的快慢程度。一般地，工作電壓越低，光照度越低，則暗態(tài)前歷效應就越重，光電流上升越慢。 1-黑暗放置3分鐘后 2-黑暗放置60分鐘后 3-黑暗放置24小時后 同時，時間特性與輸入光的照度、工作溫度有明顯的依賴關系。4123O1f/Hz相對輸出0.41051010.20.60.81021031041-Se；2-CdS；3-TlS；4-PbSrfEtOi(%)tO1006337rf矩形光矩形光脈沖脈沖10lx100lx相對靈敏度與波長的關系可見光區(qū)光敏電阻的光譜特性 光譜特性曲光譜特性曲線覆蓋了整個可見線覆蓋了整個可見光區(qū)（光區(qū)（380到到780nm）

5、，峰值波長在），峰值波長在515515715nm715nm之間。之間。尤其硫化鎘（尤其硫化鎘（2 2）的峰值波長與人眼的峰值波長與人眼的很敏感的峰值波的很敏感的峰值波長（長（555nm555nm）是很）是很接近的，因此可用接近的，因此可用于與人眼有關的儀于與人眼有關的儀器。器。1-Se；2-CdS；3-TlS；4-PbSu硫化鎘（硫化鎘（CdSCdS）光敏電阻：）光敏電阻：峰值響應波長0.52um，摻銅或氯時峰值波長變長，光譜響應向紅外區(qū)延伸，其亮暗電導比在10lx照度上可達1011(一般約為106)，其時間常數與入射光強度有關，100lx下可達幾十毫秒。是可見光波段最靈敏的光敏電阻。u硫化鉛

6、（硫化鉛（PbSPbS）光敏電阻：）光敏電阻：響應波長在近紅外波段，室溫下響應波長可達3um，缺點主要是響應時間太長，室溫條件下100-300uS。內阻約為1M，u銻化銦（銻化銦（InSbInSb）光敏電阻：）光敏電阻：長波限7.5um，內阻低（約50），時間常數0.02uS。零度時探測率可提高2-3倍。u碲鎘汞（HgCdTe）系列光敏電阻。其性能優(yōu)良，最有前途的光敏電阻。不同的Cd組分比例，可實現1-3um,3-5um,8-14um的光譜范圍的探測。例如Hg0.8Cd0.2Te響應在大氣窗口8-14um，峰值波長10.6um，Hg0.72Cd0.28Te 響應波長在3-5um.u碲錫鉛（碲錫

7、鉛（PbSnTePbSnTe）系列光敏電阻：）系列光敏電阻：不同的錫組分比例，響 應波長不同。主要用在8-10um波段探測 ，但探測率低，應用不廣泛。RPURLULI 忽略暗電導Gd(暗電阻很大)： G=Gp=Sg（光電靈敏度*光通量） 即 對R求導得到 負號表示電阻是隨輸入輻射的增加而減小。當光通量變化時，電阻變化R，電流變化I，即取微分： 即 gSR1gSRR2RRRUIRRUIpLpL222pLgpRRUSRIURLULI輸出電壓LpLbgpLLRRRUSRIRU22R12k中心站放大器VDW6VR2200kR3PbSC168nFC268uFR43.9MR5820kR71kR832kR6

8、3.9kR9150kC44.7nF+ C3 100uFV1V2V3PbS光敏電阻：Rd=1M, Rl=0.2M，峰值波長2.2um（火焰的峰值輻射波長），火焰跳變信號經C2耦合。恒壓偏置電路高輸入阻抗放大電路Vo12v快門按鈕驅動單元UthUR+_ARp210kRp110kR2300R15.1kC11uFMVDVRCdSUbbCKVDRCdS常閉燈220V半波整流測光與控制執(zhí)行控制分類1、金屬-半導體接觸型（硒光電池）基本結構2、PN結型NP)(電極)(電極入射光線幾個特征： 1、柵狀電極 2、受光表面的抗反射膜 符號符號光電池光照特性特征：開路電壓Voc與光照度E成對數關系；典型值在0.45

9、-0.6V。作電 源時，轉化效率10%左右。最大15.5-20%。短路電流Isc與E成線性關系，常用于光電池檢測， Isc典型值 35-45mA。RL越小，線性度越好，線性范圍越寬。光照增強到一定程度，光電流開始飽和。2、輸出特性RL/0 100 200 300 400 500Voc/mVIsc/mA400200 010080400PLVocILRMUL隨RL的增大而增大，直到接近飽和。RL小時IL趨近于短路電流Isc。在RL=RM時，有最大輸出功率，RM稱為最佳負載。光電池作為換能器件時要考慮最大輸出問題。作為測量使用，短路電流Isc與光照度成線性關系，RL的存在使IL隨光照度非線性的增加。

10、RL增大，線性范圍越來越小。3、光譜特性4、溫度特性Voc具有負溫度系數，其值約為2-3mV/度。Isc具有正溫度系數，但隨溫度升高增長的比例很小，約為10-5-10-3mA/度T0 . 29 . 18 . 1200400600ocUscI)(mVUoc)(mAIsc200204060 80 100總結：總結：當光電池接收強光照時要考慮溫度升高的影響。如硅光電池不能超過200度。光電池與外電路的連接方式-10VVociC3DG62CR21k硅三極管的放大光電流電路-10VVociC3AX42CR鍺三極管的放大電路1k光電池作緩變信號檢測時的的變換電路舉例硅三極管放大光電流的電路+4VVociC

11、3DG7A2CR1k2AP7100+_VocRf2CR采用運算放大器的電路光電池的變換電路舉例1 1太陽電池電源太陽電池電源 太陽電池電源系統主要由太陽電池方陣、蓄電池組、調節(jié)控制和阻塞二極管組成。如果還需要向交流負載供電，則加一個直流交流變換器，太陽電池電源系統框圖如圖。逆變器 交流負載 直流負載太陽能電池電源系統阻塞二極管 調節(jié)控制器太陽電池方陣(a) 光電追蹤電路+12VR4R3R6R5R2R1WBG1BG2 圖 (a)為光電池構成的光電跟蹤電路，用兩只性能相似的同類光電池作為光電接收器件。當入射光通量相同時，執(zhí)行機構按預定的方式工作或進行跟蹤。當系統略有偏差時，電路輸出差動信號帶動執(zhí)行

12、機構進行糾正，以此達到跟蹤的目的。光電池在檢測和控制方面應用中的幾種基本電路BG2BG1+12VC J R1 R2(b) 光電開關 圖 (b)所示電路為光電開關，多用于自動控制系統中。無光照時，系統處于某一工作狀態(tài)，如通態(tài)或斷態(tài)。當光電池受光照射時，產生較高的電動勢，只要光強大于某一設定的閾值，系統就改變工作狀態(tài)，達到開關目的。光電二極管的分類： 按材料分，光電二極管有硅、砷化鎵、銻化銦光電二極管等許多種。按結構分，有同質結與異質結之分。其中最典型的是同質結硅光電二極管。 國產硅光電二極管按襯底材料的導電類型不同，分為2CU和2DU兩種系列。2CU系列以N-Si為襯底，2DU系列以P-Si為襯

13、底。2CU系列的光電二極管只有兩條引線，而2DU系列光電二極管有三條引線。 光電二極管與光電池的特性比較基本結構相同，有一個PN結；光電二極管的光敏面小，結面積小，頻率特性好，雖然光生電動勢相同,但光電流普遍比光電池小,為數微安。電阻率：光電池0.1-0.01/cm，光電二極管1000/cm。1. 光電池零偏壓下工作，光電二極管反偏壓下工作。光電二極管的類型：光電二極管的類型：硅、鍺、PIN、APD光電二極管的工作原理光電二極管的工作原理NP光+_外加反向偏壓符號環(huán)型光電二極管的基本結構環(huán)型光電二極管的基本結構N環(huán)極前極N+N+P后極環(huán)型光電二極管的結構環(huán)極用于阻擋漏電流。前級后級環(huán)級VARL

14、h等效電路環(huán)極環(huán)極圍繞前極光電二極管的伏安特性光電二極管的伏安特性u加正向偏壓時， 表現為單向導電性。u作為光敏二極管使用時，需要加反向偏壓，當有光照時會產生光電流，且光電流遠大于反向飽和電流。u反向偏壓可以減小載流子的渡越時間和二極管的極間電容。光電二極管的光譜特性光電二極管的光譜特性1、光敏二極管在較小負載電阻下，光電流與入射光功率有較好的線性關系。2、光敏二極管的響應波長與GaAs激光管和發(fā)光二極管的波長一致，組合制作光電耦合器件。3、光電二極管結電容很小，頻率響應高，可達100kHz。光電二極管的溫度特性光電二極管的溫度特性 光電二極管的溫度特性主要是指暗電流對溫度的依賴性，暗電流對溫

15、度的變化非常敏感。暗電流/A10 20305070T /C0.1 00.54060光電二極管的典型應用電路光電二極管的典型應用電路應用電路EhRLVoRL+EVoh光電二極管的典型應用電路光電二極管的典型應用電路VoRf2CR+_ACRf2CRVo+_ARLRf PIN管是光電二極管中的一種。它的結構特點是，在P型半導體和N型半導體之間夾著一層（相對）很厚的本征半導體。這樣，PN結的內電場就基本上全集中于本征層中，從而使PN結雙電層的間距加寬，結電容變小。時間常數RC變小，頻帶變寬。PINPIN光電二極管光電二極管 P-Si N-Si I-SiPIN管結構示意圖特點：1、頻帶寬，可達10GHz

16、。2、本征層很厚，在反偏壓下運用可承受較高的反向電壓，線性輸出范圍寬。3、由耗盡層寬度與外加電壓的關系可知，增加反向偏壓會使耗盡層寬度增加，且集中在本征層，從而結電容要進一步減小，使頻帶寬度變寬。4、本征層電阻很大，管子的輸出電流小，一般多為零點幾微安至數微安。目前有將PIN管與前置運算放大器集成在同一芯片上并封裝成一個器件。 雪崩光電二極管是利用PN結在高反向電壓下產生的雪崩效應來工作的一種二極管。 這種管子工作電壓很高，約100200V，接近于反向擊穿電壓。結區(qū)內電場極強，光生電子在這種強電場中可得到極大的加速，同時與晶格碰撞而產生電離雪崩反應。因此，這種管子有很高的內增益，可達到幾百。當

17、電壓等于反向擊穿電壓時，電流增益可達106，即產生所謂的雪崩。這種管子響應速度特別快，帶寬可達100GHz，是目前響應速度最快的一種光電二極管。 雪崩光電二極管(APD)雪崩光電二極管(APD)原理圖3.3.2 3.3.2 光電三極管的基本結構光電三極管的基本結構發(fā)射極發(fā)射極集電極集電極基極基極發(fā)射極發(fā)射極集電極集電極光電三極管的工作原理cbeIcIpIbVo光敏三極管的結構原理、工作原理和電氣圖形符號pppcIIII1光電三極管的工作原理工作過程：一、光電轉換；二、光電流放大VCCVCC基本基本應用應用電路電路達林頓光電三極管電路 為了提高光電三極管的頻率響應、增益和減小體積。將光電二極管、

18、三極管制作在一個硅片上構成集成器件光電三極管的主要特性： 光電三極管存在一個最佳靈敏度的峰值波長。當入射光的波長增加時，相對靈敏度要下降。因為光子能量太小，不足以激發(fā)電子空穴對。當入射光的波長縮短時，相對靈敏度也下降，這是由于光子在半導體表面附近就被吸收，并且在表面激發(fā)的電子空穴對不能到達PN結，因而使相對靈敏度下降。光譜特性光譜特性入射光硅鍺/nm40080012001600相對靈敏度/%10080604020 0硅的峰值波長為900nm，鍺的峰值波長為1500nm。由于鍺管的暗電流比硅管大，因此鍺管的性能較差。故在可見光或探測赤熱狀態(tài)物體時，一般選用硅管；但對紅外線進行探測時,則采用鍺管較

19、合適。伏安特性伏安特性伏安特性 光電三極管的伏安特性曲線如圖所示。光電三極管在不同的照度下的伏安特性，就像一般晶體管在不同的基極電流時的輸出特性一樣。因此，只要將入射光照在發(fā)射極e與基極b之間的PN結附近，所產生的光電流看作基極電流，就可將光敏三極管看作一般的晶體管。光電三極管能把光信號變成電信號，而且輸出的電信號較大。U為集電極反向偏壓I/mA024620406080U/V500lx1000lx1500lx2000lx2500lxI/mAL/lx200400600800100001.02.03.0光敏晶體管的光照特性 光電三極管的光照特性如圖所示。它給出了光敏三極管的輸出電流 I 和照度之間

20、的關系。它們之間呈現了近似線性關系。當光照足夠大(幾klx)時，會出現飽和現象，從而使光電三極管既可作線性轉換元件，也可作開關元件。 光照特性光照特性暗電流/A10 20 305070T /C 04060光電流/mA1 024801020 30 4050 60 70T/C光電三極管的溫度特性 光電三極管的溫度特性曲線反映的是光電三極管的暗電流及光電流與溫度的關系。從特性曲線可以看出，溫度變化對光電流的影響較小（斜率?。鴮Π惦娏鞯挠绊懞艽笏噪娮泳€路中應該對暗電流進行溫度補償，否則將會導致輸出誤差。溫度特性 光電三極管的頻率特性曲線如圖所示。光電三極管的頻率特性受負載電阻的影響，減小負載電阻

21、可以提高頻率響應。一般來說，光電三極管的頻率響應比光電二極管差。對于鍺管，入射光的調制頻率要求在5kHz以下。硅管的頻率響應要比鍺管好。RL=1kRL=10kRL=100k01100k10k1000k10020406080調制頻率 / Hz相對靈敏度/%光電三極管的頻率特性頻率特性頻率特性JR2R1A3DG12VJR2R1A3DG12V 1 1亮通光電控制電路亮通光電控制電路2 2暗通光電控制電路暗通光電控制電路光電耦合器以光電轉換原理傳輸信息，由于光耦兩側是電絕緣的，所以對地電位差干擾有很強的抑制能力，同時光耦對電磁干擾也有很強的抑制能力。 光電耦合器由發(fā)光器件（發(fā)光二極管）和受光器件（光敏

22、三極管）封裝在一個組件內構成； 當發(fā)光二極管流過電流IF時發(fā)出紅外光，光敏三極管受光激發(fā)后導通，并在外電路作用下產生電流IC。光耦合器件有透光型與反射型兩種。在透光型光耦合器件中，發(fā)光器件與受光器件面對面安放，在它們之間有一間隔，當物體通過這一間隔時，發(fā)射光被切斷。利用這一現象可以檢測出物體的有無。采用這種方式的耦合器件后邊連接的接口電路設計比較簡單，檢測位置精度也高。反射型光耦合器件從發(fā)光器件來的光反射到物體上面由受光器件來檢測出，比起透光型來顯得體積小，把它放在物體的側面就能使用。 具有電隔離的功能； 信號的傳輸是單向性的，適用于模擬和數字信號傳輸； 具有抗干擾和噪聲的能力，可以抑制尖脈沖

23、及各種噪聲，發(fā)光器件為電流驅動器件?？衫斫鉃椋? 1、輸入阻抗低，分得噪聲電壓小，抑制輸入端的噪聲干擾；2 2、LED發(fā)光需要一定能量，因此可以抑制高電壓、低能量的干擾；3 3、采用光耦合，且密封安裝，抑制外界雜散光干擾；4 4、寄生電容小(0.5pF-2pF)，絕緣電阻大(105-107M) 響應速度快； 使用方便，結構小巧，防水抗震，工作溫度范圍寬； 即具有耦合特性又具有隔離特性。1、電流傳輸比Ic/mAIc3Ic2Ic1Uc/VIF3IF2IF1Q3Q2Q1IFIFIFQIFO 定義為在直流狀態(tài)下，光電耦合器件的集電極電流Ic與發(fā)光二極管的注入電流IF之比。如圖中在Q點處電流傳輸比為：%

24、100FQCQQII如果在小信號下，交流電流傳輸比用微小變量定義：%100FCII飽和區(qū)截止區(qū)與IF的關系： 由于發(fā)光二極管發(fā)出的光不總與電流成正比，所以有如圖示的變化。4 3 2 1 0 50 100 150 電流電流/mA輸出功率輸出功率/ mW發(fā)光二極管的P-I曲線0 10 20 30 40 50 60 7012010080604020IF/mAIF與的關系曲線2、最高工作頻率，mff /M Hz相對輸出1.00.7070f m1f m2f m3RL1RL2RL3 最高工作頻率取決于發(fā)光器件與光電接收器件的頻率特性。同時與負載電阻的阻值有關，阻值越大，最高工作頻率越低。光電耦合器件光電耦

25、合器件光電耦合繼電器光電耦合繼電器光電隔離器（傳感器）光電隔離器（傳感器）P層i層0AxAI1I2I0N層LL光3.6 光電位置敏感器件（PSD）的工作原理LIIIIxLxLIILxLIIIIIAAA1212020121022依圖中所示，電流I0、I1、I2、入射光位置xA和電極間距2L之間有如下關系：其中，P型層電阻是均勻的。一維PSD器件可用來測量光斑在一維方向上的位置和位置移動量。3.7 光熱輻射檢測器件 1、熱敏電阻半導體對光的吸收本征和雜質吸收產生光生載流子晶格吸收、自由電子吸收不產生光生載流子光電導率變化，伴隨少量的熱能產生熱能產生，溫升造成電阻值變化光敏電阻熱敏電阻p負溫度系數熱

26、敏電阻和金屬材料溫度特 性比較熱敏電阻的電阻與溫度關系為： TDCeATTRA，C，D為與材料有關的常數。電阻隨溫度的變化規(guī)律為：RTRT對負溫度系數材料：0Tp熱敏電阻的基本結構電極引線黏合劑發(fā)黑材料熱敏元件襯底導熱基體2、熱電偶檢測器熱端T+T冷端TABII溫差熱電偶T+TJ1BAJ2IGc輻射熱電偶T+TNPTTRLI+_涂黑金箔半導體輻射熱電偶基于溫差熱電效應，多用于測溫，采用金屬材料制成，用于探測入射輻射，溫升小，對材料的要求高，結構嚴格且復雜，成本高。P型半導體冷端帶正電，N型半導體冷端帶負電，最小可檢測功率一般為10-11W。塞貝克效應 ：若金屬棒的兩端處在不同溫度時，則自由電子

27、電子便會由高溫區(qū)擴散至低溫區(qū)，因而產生熱流及電流電流由高溫區(qū)傳流向低溫區(qū)的現象。在不同 金屬內導電子的擴散速率不同，形成凈電流 光熱端冷端涂黑金箔mVRL 熱電堆提高了熱電偶的響應時間和靈敏度。其結構是多個熱電偶串聯。 熱電堆的靈敏度為每個熱電偶靈敏度的和?？偨Y：熱電偶型紅外輻射探測器的時間常數較大，響應時間長，動態(tài)特性差，被測輻射變化頻率一般應在10Hz以下。3、熱釋電器件熱釋電器件利用熱釋電效應制成的熱或紅外輻射檢測器件，具有以下優(yōu)點：寬的頻率響應，工作頻率可近兆赦茲，一般熱檢測器時間常數典型值在1-0.01s范圍內。而熱釋電器件的有效時間常數可低至10-4-310-5s。檢測率高，有大面

28、積均勻的敏感面，工作時不接外偏置。與熱敏電阻比，受環(huán)境溫度變化影響小。1. 熱釋電器件的強度和可靠性比其它多數熱檢測器好，制造容易。 “自發(fā)極化的電介質，其自發(fā)極化強度Ps（單位面積上的電荷量）與溫度存在著如下關系：當溫度升高時，極化強度減低，當溫度升高一定值時，自發(fā)極化消失，這個溫度稱為”居里點“。 在居里點以下，Ps是溫度t的函數，利用這一關系制造出熱釋電器件，溫度的升高，電極化強度減小，相當于熱”釋放了“部分電荷，可由放大器轉變成電壓輸出。TcPsTOPsTOTc 熱釋電器件不同于其它光電器件的特點：在恒定輻射作用情況下輸出信號電壓為零。只有在交變輻射作用下才會有信號輸出。熱釋電紅外線傳

29、感器主要是由一種高熱電系數的材料，如鋯鈦酸鉛系陶瓷、鉭酸鋰、硫酸三甘鈦等制成的探測元件。電源開關控制、防盜防火報警、自動覽測。 適合交變的信號測量。 夜視儀 DC直流放大直流放大陰極陰極R-+光束光束e陽極絲（陽極絲（Ni）抽真空抽真空 陰極表面可涂漬不同光敏物質：高靈敏(K,Cs銫,Sb銻)、紅光敏(Na/K/Cs/Sb, Ag銀/O/Cs)、紫外光敏、平坦響應(Ga/As，響應受波長影響小)。產生的光電流約為硒光電池的1/10。優(yōu)點：阻抗大，電流易放大；響應快；應用廣。缺點：有微小暗電流（Dark current，）。陽極倍增極 陰極在光照下發(fā)射出光電子，光電子受到電極間電場作用獲得較大能

30、量打在倍增電極上，產生二次電子發(fā)射，經過多極倍增的光電子到達陽極被收集而形成陽極電流，隨光信號的變化。在倍增極不變的條件下，陽極電流隨光信號變化。環(huán)型光電倍增管環(huán)型光電倍增管石英套石英套光束光束1個光子產生個光子產生106107個電子個電子柵極，柵極，Grill陽極陽極屏蔽屏蔽光電倍增管示意圖光電倍增管示意圖 光電倍增管由光窗、光電陰極、電子光學系統、電子倍增系統和陽極等 五個主要部分組成，其外形如圖所示。側窗式側窗式端窗式端窗式1光窗光窗 光窗是入射光的通道，是對光吸收較多的部分。常用的光窗材料有鈉鈣玻璃、硼硅玻璃、紫外玻璃、熔凝石英和氟鎂玻璃等。2光電陰極光電陰極 它的作用是接收入射光，向

31、外發(fā)射光電子。制作光電陰極的材料多是化合物半導體。3電子光學系統電子光學系統 任務：（1）通過對電極結構的適當設計，使前一級發(fā)射出來的電子盡可能沒有散失地落到下一個倍增極上，使下一級的收集率接近于1；（2）使前一級各部分發(fā)射出來的電子，落到后一級上時所經歷的時間盡可能相同，使渡越時間零散最小。4倍增系統倍增系統 倍增系統是由許多倍增極組成的綜合體，每個倍增極都是由二次電子倍增材料構成的，具有使一次電子倍增的能力。倍增系統是決定整管靈敏度最關鍵的部分。光電倍增管是利用二次電子發(fā)射（當高速的電子打擊到金屬表面，由于高速電子的動能被金屬吸收，改變了金屬原子內電子能量的狀態(tài)，使有些電子從金屬表面逸出）

32、現象制成的。 如果每個電子落到某一倍增極上從該倍增極打出個二次電子，那么很明顯地：niI0式中， I 陽極電流; i0 光陰極發(fā)出的光電流; n 光電倍增極的級數。 光電倍增管的電流放大系數光電倍增管的電流放大系數可用下式表示可用下式表示: = = 倍增系統有聚焦型聚焦型和非聚焦型非聚焦型兩類。聚焦型倍增系統倍增極的結構形式為瓦片式非聚焦倍增系統倍增極的結構形式為百葉窗式。0iIn5陽極陽極 陽極是用來收集最末一級倍增極發(fā)射出來的電子的?，F在普遍采用金屬網來作陽極，使它置于靠近于最末一級倍增極附近。 二光電倍增管的特性：二光電倍增管的特性： 1光電特性 2光譜特性 3. 伏安特性 4放大特性 5. 頻率特性 6疲乏特性 7. 暗電流I 當光通量很大時，特當光通量很大時，特性曲線開始明顯偏離性曲線開始明顯偏離直線。因此，在工作直線。因此，在工作時陰極不能有強光照時陰極不能有強光照射，否則易