6.1.2 光电管及光电倍增管

,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,传感器原理及应用,模块六 光电传感器及其应用,6.1.2,光电管及光电倍增管,学习目标：,使学生认识、了解光电管和光电倍增管；了解光电管和光电倍增管的工作原理和特性；能应用光电管和光电倍增管。,学习重点：,（,2,）光电管和光电倍增管的工作原理。（,3,）光电管和光电倍增管的应用。,学习难点,光电管和光电倍增管的工作原理。,光电管示意图,光电转换元件,(1),光电管：,光电管由一个阴极和一个阳极构成，并密封在一支真空玻璃管内，如右图所示。光电管的阴极是接受光的照射，它决定了器件的光电特性。阳极由金属丝做成，用于收集电子,。,光电管,工作原理：,当阴极受到适当波长的光线照射时，电子克服金属表面对它的束缚而逸出金属表面，形成电子发射。电子被带正电位的阳极所吸引，在光电管内就有了电子流，在外电路中便产生了电流。,光电管工作时，必须在其阴极与阳极之间加上电势，使阳极的电位高于阴极。光电流的大小与照射在光电阴极上的光强度成正比。,光电管的外形图,真空光电管和充气光电管的伏安特性, 光电管的伏安特性。在一定的光照射下，对光电器件的阴极所加电压与阳极所产生的电流之间的关系称为光电管的伏安特性。它是应用光电传感器参数的主要依据。,光电管的主要特性, 光电管的光照特性。,当光电管的阳极和阴极之间所加电压一定时，光通量与光电流之间的关系称为光电管的光照特性。,曲线,1,表示氧铯阴极光电管的光照特性，光电流与光通量成线性关系。,曲线,2,为锑铯阴极的光电管光照特性，它呈非线性关系。光照特性曲线的斜率（光电流与入射光光通量之比）称为光电管的灵敏度。,光电管的光照特性, 光电管光谱特性。,一般对于光电阴极材料不同的光电管，它们有不同的红限频率 。因此它们可用于不同的光谱范围。且同一光电管对于不同频率的光的灵敏度不同，这就是光电管的光谱特性。,光电倍增管原理图,光电倍增管,光电倍增管是在光电管的阳极和阴极之间增加若干个（,11,14,个）倍增极（二次发射体），来放大光电流。（如下图所示）,当入射光很微弱时，普通光电管产生的光电流很小，只有零点几个微安，很不容易探测。这时常用光电倍增管对电流进行放大，其结构如图,6-6,所示。,光电倍增管有放大光电流的作用，灵敏度非常高，信噪比大，线性好，多用于测量微弱信号。,光电倍增管的外形图,光电倍增管的特性曲线,光电倍增管的实际放大倍数或灵敏度如图所示。极间电压越高，灵敏度越高；但极间电压也不能太高，太高反而会使阳极电流不稳。另外，,由于光电倍增管的灵敏度很高，所以不能受强光照射，否则将会损坏。,光电倍增管的主要特性,光电倍增管的光谱特性与相同材料的光电管的光谱特性很相似。,