确定的数值，不能任意调节。其工作情况，亦可用图的类似方法进行图解分析。作电压源使用硅光电池的开路电压与照度的关系是非线性的，因此，作为测量元件使用时，般不宜当作电压源使用。而且硅光电池的开路电压最大也只有左右，因此如果希望得到大的电压输出，不如采用光电二极管和光电三极管，因为他们在外加反向电压下工作，可以得到几伏甚至几十伏的电压输出。但如果照度跳跃式变化，对电压的线性关系无要求，光电池可有左右的电压变化，亦可适合于开关电路或继电器工作状态。若要增加光电池的输出电压，类似于光电二极管可加反向电压，如图所示，有时为了改善线性亦可加反向电压。光电池的伏安特性曲线如图。但光电池加反向电压后的暗电流和噪声有所增大，因而要选用反向暗电流小的电池，并主意光电池不能因加反向电压而击穿。型硅光电二极管型硅光二极管是种高速光电二极管。设计思想是，为了得到高速响应，需要减小二极管的结的电容。为此，光电二极管是在大量掺入杂质的型和型硅片层之间插入高阻抗的本征半导体材料层层，如图所示。插入高阻抗的本征半导体材料层层可提高二极管的响应速度和灵敏度。应用电视摄象机等遥控装置光存贮器的读出装置和伺服跟踪信号检测器等。雪崩式光电二极管雪崩式光电二极管具有高速响应和放大功能。结构如图所示，是在结的侧再设置层掺杂浓度极高的重掺杂层而构成，是在结光电二极管上施加较大的反偏压，利用结处产生的雪崩效应而制成电子倍增管。采用硅和锗材料的雪崩式光电二极管的响应波长范围分别为和元件优点是他提供的高电流增益极大地提高灵敏度，能有效地读取微弱光线，常用范围的光纤通信的受光装置和光磁盘的受光元件。不足线性较差，工作时要求很高的电压建立必要极电场，而且其增益对偏置电压和温度十分敏感，因此要求非常稳定的工作环境。半导体色敏传感器半导体色敏传感器可用来直接测量从可见光到红外波段内单色辐射的波长。其结构如图所示。他有两个深浅不同的结，形成反向连接的两个光电二极管和，故又称为双结光电二极管。光电二极管的光谱特性与结的结深有关，在靠近表面的结的对短波长的光比较灵敏，而远离表面的结的对长波长较灵敏。光电二极管的光谱灵敏度特征曲线如图示。实际应用的比较电路如图示。色敏传感器起源于机器人视觉系统的研究，现已在图象处理技术自动化检测医疗和家用电等领域得到广泛应用。光电闸流晶体管光电闸流晶体管是由入射光触发而导通的可控硅，简称光控晶闸管，通常又称光激可控硅。结构图光控晶闸管的导通电流为的大小取决于光照射，可为零。热释电传感器热释电传感器利用热释电效应来检测受光面的温度生高值，的知光的辐射强度，工作在红外波段内。为光电器件对单色辐射通量的反应与入射的单色辐射通量之比，即。式中，为入射的单色辐射红外波段的传感器，常用辐射灵敏度辐射通量光电流式中，辐射通量是单位时间内通过面积辐射的能量，，单位为。目前对可见光波段的传感器也用辐射灵敏度表示。光谱灵敏度量光电流和勒克灵敏度受光面照度光电流投射到传感器的光通量即使是相同的，如果光谱能量妥布不同时，灵敏度也不同。因此，测量灵敏度的规定光源是色温是的标准钨丝灯。对紫外线或光在硅中传播的速度，只要从图中查出对应此波长的吸收系数，再取其倒数就可以了。光传感器的特性表示方法灵敏度光电器件对辐射通量的反应称为灵敏度，也称为响应。对可见光常用的有流明灵敏度光通分可以得到光强在半导体内的分布为其中是硅片表面处入射光的强度。可见光在进入硅片后按指数规律衰减，它的平均透入深度为由上式可知，欲求定波长的在硅中传播的平均深度，为设计和制造光电三极管和二极管，提供理论依据。以表示硅片内距表面处的光强。由于光的吸收作用，从到间光强减弱了，则吸收系数的定义为对上式积会产生衰减，即产生吸收。半导体材料通常能强烈地吸收光能，对光的吸收作用常用吸收系数来描述。为光电导元件工作示意图。当光电导元件在定强度的光的连续照射下，元件达到平衡状态时，输出的短路电流密度为可以看出，在波长决定之后与成正比，在定时，与光波长成反比。还可以看出，要增加光电流密度要选择载流子寿命长迁移率大的材料而且应该尽量缩短两极间的距离和提高外加电压。随着光能的增强，光生载流子浓度也增大，但同时电子与空穴间的复合速度也加快，因此光能量与光电流之间的关系不是线性的。基于光电导效应的光电器件有光敏电阻。光生伏特效应光生伏特效应就是半导体材料吸收光能后，在结上产生电动势的效应。若在型硅片掺入型杂质可行成结，如图。所示。为什么结会产生光生伏特效应呢这是因为当光照射到距表面很近的结上时，如果光足够大，光子能量大于半导体材料的禁带宽度，电子就能够从价带跃迁到导带，成为自由电子，而价带则相应成为自由空穴。这些电子空穴对在结的内部电场作用下，电子被推向区外侧，空穴被推向区外侧，使区带上负电，区带上正电。这样，区和区之间就出现了电位差，于是结两侧便产生了光生电动势，如图。所示。如果把结两端用导线连接起来，电路中便会产生电流。由于光生电子空穴在扩散过程中会分别与半导体中的空穴电子复合，因此载流子的寿命与扩散长度有关。只有使结距表面的厚度小于扩散长度，才能形成光电流产生光生电动势。结用做整流时，其电压电流特性如图。中的曲线所示。这时外加电压以正方向为正与电流的关系为当光照射到结上时，由于光生伏特效应产生的短路电流与光电导效应。式相类似，即这个电流与。式所示电流方向相反，所以流经结点的电流二者之差，即由此可见，当有光照射时，电压电流特性向下方平行移动，如图。中的曲线所示。当时，对求解，得开路电压为如果入射光较弱，，则有可见，当波长定时，光电压与呈正比，如果定，光电压与波长呈正比。基于光生伏特效应的光电器件有光电二极管光电三极管和光电池等。热释电效应利用热效应的光电传感器包含光热热电两个阶段的信息变换过程。光热阶段是物质吸收了光以后温度升高，热电阶段是利用种效应将热转变为电信号。热释电就是这种效应之。热释电材料有晶体陶瓷和塑料等。使用最早的是热释电晶体。热释电晶体能够自发极化，在垂直晶体极轴的两个端面上具有大小相等符号相反的束缚电荷。当温度变化时，温度的变化与自由电荷的变化成正比。热释电晶体如铌酸锂钽酸锂等，热释电陶瓷如钛酸钡锆钛酸铅等热释电塑料如聚偏二氟乙烯等。通常极化所产生的束