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V 无光照 开路光电压 有光照 P P2>P 短路光电流 图4P.N结的伏安特性 有光照时,相对于无光照曲线向下平移,光照越强,曲线愈往下平移,光电 流越大。图中第一象限为P一N结加正偏压状态,此时P一N结暗电流1远大于光生 电流,做为探测器工作在这个区域是没有意义的。第三象限为P一N结加反偏压状 态,此时P一N结暗电流I,=I,数值很小,远小于光生电流1s,光伏探测器输出的 总电流1=10+13≈15,光伏探测器多工作在这个区域。 由图可见,在低反压下电流随电压变化比较明显,这是因为反向偏压增加使 耗尽层加宽,结电场增强,使结区光的吸收率和光生载流子的收集效率增大。当 反向偏压进一步增加,光生载流子的收集已达极限,光电流趋于饱和。这时,光 电流与外加反向偏压几乎无关,而仅取决于入射光功率。 图中还标注了开路光电压和短路光电流的定义。由式(3)式可以求得光伏探 测器的输出电压 v=k灯ins-l-l) Iso (4) 在P一N结开路时(即外负载电阻R,→0),光伏探测器的输出电压称为开 路电压V,这时经外回路负载R,上的总电流1=0,在式(4)中,将I=0代入, 可得开路电压的表达式 (5) 若将P一N短路(即V=0),由式(2)可得短路电流1x为 =器P (6) '和Ix是光伏探测器的两个重要参数,其数值可以从伏安特性曲线上得图 4 P-N 结的伏安特性 有光照时,相对于无光照曲线向下平移,光照越强,曲线愈往下平移,光电 流越大。图中第一象限为P—N结加正偏压状态,此时P—N结暗电流ID远大于光生 电流,做为探测器工作在这个区域是没有意义的。第三象限为P—N结加反偏压状 态,此时P—N结暗电流ID=ISO,数值很小,远小于光生电流IS,光伏探测器输出的 总电流 I = I SO + I S ≈ I S ,光伏探测器多工作在这个区域。 由图可见,在低反压下电流随电压变化比较明显,这是因为反向偏压增加使 耗尽层加宽,结电场增强,使结区光的吸收率和光生载流子的收集效率增大。当 反向偏压进一步增加,光生载流子的收集已达极限,光电流趋于饱和。这时,光 电流与外加反向偏压几乎无关,而仅取决于入射光功率。 图中还标注了开路光电压和短路光电流的定义。由式(3)式可以求得光伏探 测器的输出电压 ln( −1) − = SO S I I I q kT V (4) 在 P—N 结开路时(即外负载电阻 RL → ∞),光伏探测器的输出电压称为开 路电压VOC ,这时经外回路负载 RL上的总电流 I = 0,在式(4)中,将 代入, 可得开路电压的表达式 I = 0 = ln( −1) OS S OC I I q kT V (5) 若将 P—N 短路(即 V=O),由式(2)可得短路电流 I SC 为 P h q I I SC S ν η = = (6) VOC 和 I SC 是光伏探测器的两个重要参数,其数值可以从伏安特性曲线上得 6
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