鍺光電管

鍺光電管以鍺為基本材料構成的光電管。基於外光電效應的基本光電轉換器件。光電管可使光信號轉換成電信號。普遍採用矽光電管，它在短波長範圍內效果較好，但在1~1.6μm的長波長範圍時，其檢測靈敏度急劇降低。因此要採用鍺光電管，為了獲得長波長的高性能光電檢測，將採用幾種新材料做成的光電管，如鋁鎵砷銻（Al GaAs Sb）、銦鎵砷磷（InGa As P）和銦鎵砷（In Ga As）等。

基本介紹

• 中文名：鍺光電管
• 外文名：Germanium photocell
• 釋義：以鍺為基本材料構成的光電管
• 分類：真空光電管和充氣光電管
• 優點：高靈敏度和低噪聲

介紹

鍺光電管分真空光電管和充氣光電管兩種。光電管的典型結構是將球形玻璃殼抽成真空，在內半球面上塗一層光電材料作為陰極，球心放置小球形或小環形金屬作為陽極。若球內充低壓惰性氣體就成為充氣光電管。光電子在飛向陽極的過程中與氣體分子碰撞而使氣體電離，可增加光電管的靈敏度。用作光電陰極的金屬有鹼金屬、汞、金、銀等，可適合不同波段的需要。光電管靈敏度低、體積大、易破損，已被固體光電器件所代替。

光電管的結構

光電管又稱為光敏管，常用的有光電二極體和光電三極體兩種。根據製造材料的不同又可分為矽光電管和鍺光電管。

光電二極體同前面介紹的普通晶體二極體相類似，也是由一個戶Ⅳ結構成的半導體器件。當二極體加上正向電壓時， 流過二極體的電流較大，呈低阻狀態。如果加上反向電壓時，只有少數載流子電流流過二極體，因此，二極體的反向電流極小，呈高阻狀態。但是，二極體的PN結一旦受到光、熱輻射或放射線的照射時，半導體中的少數載流子數目就要增加，即反向電流值增大。這種現象在普通的晶體二極體及三極體電路中是不希望出現的，如果出現，就要採取各種措施以減小其影響。但是，在這裡卻利用PN結的反向電流隨光照強弱變化的特性製成了光電二極體，其結構示意圖和符號如下圖1(a)(b)所示。對於P型矽光電二極體還有一個環極， 如圖1中(c)所示，使用時環極和前極的極性相同。

圖1 光電管的結構

特性

鍺光電管光電倍增管是進一步提高光電管靈敏度的光電轉換器件。管內除光電陰極和陽極外，兩極間還放置多個瓦形倍增電極。使用時相鄰兩倍增電極間均加有電壓用來加速電子。光電陰極受光照後釋放出光電子，在電場作用下射向第一倍增電極，引起電子的二次發射，激發出更多的電子，然後在電場作用下飛向下一個倍增電極，又激發出更多的電子。如此電子數不斷倍增，陽極最後收集到的電子可增加10～10倍，這使光電倍增管的靈敏度比普通光電管要高得多，可用來檢測微弱光信號。光電倍增管高靈敏度和低噪聲的特點使它在光測量方面獲得廣泛套用。