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光敏管的工作原理

光 電效 應和 電子倍增效 應

光敏管的工作原理主要 基於光 電效 應和 電子倍增效 應。光敏管的管芯是 一個具有光敏 特徵的PN 結,具有 單向 導 電性,工作 時需加上反向 電 壓。在 無光照 時,光敏管 處於截止 狀 態,只有很小的 飽和反向漏 電流,即暗 電流。 當受到光照 時,PN 結中 產生 電子-空穴 對, 這些 載流子在反向 電 壓下漂移,使反向 電流大大增加,形成光 電流。光 電流的大小 隨入射光 強度的 變化而 變化。

具 體 來 說,光敏管的工作 過程可以分 為以下 幾個步 驟:

光照射在PN 結上,光子被吸收 並 導致光 電效 應,使 電子 從 價 帶 躍 遷到 導 帶, 產生自由 電子。

產生的自由 電子 離 開光 電 陰 極 後,被引入光敏管的一系列倍增 級 聯,通 過 電 場加速和二次 發射效 應 來放大 電子 數量。

經 過倍增 級 聯 後,最 終 產生的二次 電子被收集 極收集, 並 轉化 為 電流信 號。 這 個 電流信 號 經 過放大和 處理 後,可作 為光敏管的 輸出。

通 過上述 過程,光敏管能 夠 將光信 號 轉化 為相 應的 電流信 號, 並放大到可以 測量或 記 錄的水平。 這 種工作原理使得光敏管成 為 廣泛 套用 於科 學研究、 醫 學 診 斷、光 譜分析和核物理 實 驗等 領域的重要光 電 感測器。