4-2光电探测器偏置电路
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二、PV器件动态工作状态设计
光电二极管交流探测电路 光电池交流检测电路
4.2.2 PV探测器的偏置
PV器件的回顾 1）零偏置或正向偏置：工作在伏安特性的第四象 限，多用于输出功率。也可以用于探测。 2）反向偏置：工作在第三象限，多用于探测。
PV器件零偏置时1/f噪声最小，可以获得较高的 S/N。
一.PV器件静态工作点的确定
VQ V2
光电池伏安曲线
•由伏安曲线，对于给定的Φ0，只要选定RL，工作点 就能由负载线与光电池相应伏安曲线的交点决定。该 点的IQ和VQ即为RL上的输出值。 •由图知：对应相同的ΔΦ=Φ1―Φ2， 当RL< RLS（临界电阻）时，IQ、VQ与ΔΦ呈线性； 当RL> RLS时，呈非线性，在检测电路中往往希望线 性。
V0
smax G0 G
2）计算偏置电阻Rb、偏 I
压Vb。
I max
M
max
为 保 证 最 大 线 性 输 出 条 I 件，负载线和由Φmax对 Imin 应的伏安曲线的交点不
H
tg 1G
min 0
V
能低于M点。
tg 1G0V0 V Vmaxtg 1Gb Vb
G0V0=Gb(Vb-V0)
设负载线拐点M点，由图可得
(RlVBRs )2Rs
VB2 4Rs
•与上两种偏置比较，当Rs变化时探测器上的偏置 功率的变化最小。
•实际上, 往往选Rs的平均值，而该偏置功率变化不 大，故命名为恒功率偏置。
2.三种偏置情况的比较
从可以获得的响应度来考虑，则恒流偏置优于匹配偏 置，匹配偏置又优于恒压偏置。 由于恒流偏置通常需要较高的偏置电压源，在实用中 可以采取匹配偏置而获得与恒流偏置相当的响应度。
三、偏置电路的实现
1.恒压偏置的实现 分压电路的恒压偏置，如p276，图4.13 利用晶体管的恒压偏置，如p276，图4.14 利用固定晶体管基极电位，从而使发射极电位 也固定的特性，将探测器接入晶体管的发射极 电路中达到恒压偏置的目的。
三、偏置电路的实现
2.恒流偏置的实现 分压电路的恒流偏置，如p276，图4.11 利用晶体管的恒流偏置，如p276，图4.12 若光电导探测器的暗阻Rd较大，而最佳偏置电流亦 较大，则恒流偏置需要的侗置电压较高。当提供高压 偏置电压源不方便时，可采取利用品体管的有源恒流 偏置电路。通过利用晶体管在线性工作区时集-射极 等效交流电阻很大(可将其视为RL)，近似恒流源的特 性来实现恒流偏置的。它适用于晶体管集－射极等效 交流电阻远大于Rd的情况。
M
• 由图可知:随Rb增大，信号电压变大，超 过M点产生畸变 。
I
功耗限制
0 0
0
V
Vb3 Vb2 Vb1
同时，随Vb↑线性改善。但功耗加大，过大 的Vb会引起PD反向击穿。在利用图解法确定 输入电路的RL和Vb时，应根据输入光通量的 变化范围和输出信号的幅度要求，使负载线 稍高于转折M，并保证Vb不大于最高工作电 压Vmax。
输出点A的直流电压：
VA
VB Rs (Rl Rs )
信号电压为：
V sdV 0dV AR V lB dR R ss(V R B lR sd R R s)s2
Vs
VB Rl dRs (Rl Rs )2
分析：
a)VS与VB的关系 VB↑→VS↑ 但太大,功耗Pm↑——损坏器件
例：化学沉淀PbS最大功耗Pm为0.2瓦每平方厘米, 使用时要低于比值，取0.1瓦每平方厘米推导最大
由于探测器都应尽可能工作于最佳偏置范围以内，而 对于高暗阻值的光电导探测器，在最佳偏置范围内采取 恒流偏置一般需要较高的偏置电压，如果在高偏置电压 源不易获得的情况下追求“恒流”偏置而采取较小的偏 置电流，则会脱离最佳偏置区域而使S/N下降。在这种 情况下，采用具有较高偏流(使之处于最佳偏置范围)的 非恒流偏置可能会更好。
I max
I
算输入电路的工作状态 Imin
M
H
min
可按下列步骤进行。
tg 1G
0
1）确定线性工作区域
V tg 1G0V0 V Vmaxtg 1Gb Vb
由转折点M确定线性工作区域，相应的转折电压或初始
电导值G0中的几何关系决定。
在MV0上有 G0V0 GV0 smax
G0
G
smax V0
即
在偏置电流Il一定条件下,由上式可知： Rl↑→Vs↑。 但实际上当负载电阻RL↑时,为保持固定的Il,应 该VB↑
二、光电导探测器三种特殊偏置方式及其 特点分析
1.三种常用的偏置方式
1）恒流偏置
VB
当选定RL>>Rs ，则
Rl
A
VB
Il
VB Rl Rs
VB Rl
Rs
与Rs无关。
即在工作过程中流过探测器的电流是一恒定电流。
三.PV器件静态工作状态的设计
随时间缓慢变化的光信号其频谱分布处于 低频段，通常延伸到零频。相应的探测电路 多采用直流探测型或调制探测型。 对于直流探测型的输入电路，主要的设计 工作是电路静态工作点的计算。
（一）反偏下光电二极管的偏置电路分析与计算 1.图解计算法 基本电路
PD
Rb
V
Vb
TN线的确定：当I＝0时，V=Vb（N点）； V=0, （T点） I Vb
直流负载线方程：
V D V BID R L
交流 负载线方程：
ID 1 VD RL
RL R//ri
二、光伏探测器的等效电路
1.直流等效电路 工作在直流状态时流过探测器的电流ID： 光生电流Iph；暗电流Id（包括结电流Id1和结表面漏电 流Id2）
光电流
Iph eAdN
结电流 漏电流
I d 1 I 0 [ e x p ( e V D /k T ) 1 ] Id2GshVD
三、偏置电路的实现
3.匹配偏置的实现 分压电路的恒流偏置，如p275，图4.10
三、偏置电路的实现
4.交流偏置 当利用微弱信号检测技术(例如用钡定放大器)来测量 恒定的或缓变的光辐射信号时，为了取得同步的参考 信号，可以对光电与探测器加交流偏置。
4.2.2 光伏探测器（PV）的偏置
一. PV器件静态工作状态的设计 反偏下光电二极管的偏置电路分析与计算 光生电势型探测电路的静态计算
2.解析法
折线化伏安特性可用下列参数确定： A.转折电压V0：对应曲线转折点处的电压值。 B.始初斜始率电。导G0：相当于非线性部分直线的初 C.结间漏电导G：是线性工作区间内个平行
直线的平均斜率。 D.光电灵敏度 S
I
在输入光通量的变化范
max
围 Φmin—Φmax 为 已 知条件下，用解析法计
GbG0VbV 0V0 Vb(1G SG 0)m axS G0 max
当Vb已知时，则 ：
Rb
1 Gb
Vb (1 G / G0 ) smax
1 G0
或：
Vb
smax (Gb G0 ) Gb (G0 G)
当Rb已知时，有
Vb
smax (Gb G0 ) Gb (G0 G)
3）计算输出电压幅度
iD ip h (g d G sh )v D
其中：交变光电流 ipheAdN
动态电导 gdkeTI0exp(eVD/kT)
连接前放的交流等效电路
v p h ip h /( g d G s h G L g i)
•若前放采用电压放大器，要尽量提高前放输入的光生电压，则要 求光伏探测器的光生电流大(即探测器的电流响应度高)，动态电 阻，表面漏电阻，负载电阻，放大器的输入电阻要大。 •若前放采用电流放大器，要得到大的输入信号电流，则除了要求 探测器电流响应度高以外，还必须要求前放的输入阻抗小，探测 器的动态电阻，及表面漏电阻和负载电阻均很大。这时，可将负 载开路。 •如果要求得到高的S/N，则要求动态电阻，及表面漏电阻和负载 电阻均很大。应远大于放大器最佳源电阻。
例：用2DU测缓变辐射通量。已知2DU的 电流灵敏度 0.4A/W ，在测光范围中最大 辐射通量100μW,伏安特性曲线的拐点电 压VM=10V，若电源电压Vb=15V。
要求负载线建立在线性区内。求：
（1）保证输出电压最大时的Rbmax=? （2）辐射通量变化10μW时，输出电压的
变化量。
解：依题画出如下简图
得：
Vo'c
KT q
ln '
Voc
室温时 T=300K ，则 ：
Vo'c
Voc
26mV
ln '
KT 25.8 26mV q
利用上式，可在已知Φ、Voc时，计算另一 Φˊ下的 Vocˊ
1.无偏置的光电池电路：
Ip
I Id
RL
光电池等效电路
I1
RL RLs
RLs
0
Q
2
RL RLs
V
tg 1GLV1
VGb 1SG /Gb
I
I max
I
I min
M
tg 1G
tg 1G0V0 V
H Vmaxtg 1Gb Vb
max
min
0 V
通常Gb >>G，上式简化为ΔI=SΔΦ
5）计算输出功率
P I VG b V2G b(G S G b)2
（二）光生电势型探测电路的静态计算
电流－电压特性方程
I
I
p
2DU
(1)为保证2DU工作于线性区且Rb
Vb
Rb
最大，过拐点作负载线，则:
Rb max
Vb VM Ip
Vb VM 2
0.4
15 10 100 106
125K
(2)输出电压 :
I
M
2 1 2 10
V0 VM
V Vb
Vo I pRbmax Rbmax 0.4 10 106 125 103 0.5V
流过探测器的电流
I D e A d N I 0 [ e x p ( e V D / k T ) 1 ] G s h V D
2.交流等效电路
光子流速率微变引起的电流变化：
I D e A d N k e T I 0 e x p ( e V D /k T ) V D G s h V D
由M点：G b (V b V 0 ) G V 0 S m a x V0
V V m ax V 0S ( G m ax G 0m in)G S G 0
GbVb Smax GG0
上式表明输出电压幅度与ΔΦ 、S成正比，与结间
பைடு நூலகம்
漏电导G和G0成反比。
4）计算输出电流幅度 由图可知：
m axm in VG b
2.三种偏置情况的比较
如果从放大器输出的信噪比考虑，那么，在以上三种 偏置状态的偏置电流相等的情况下： 当探侧器与放大器系统的噪声以探测器的非热噪声为 主时，输出的S/N与偏置状态无关； 当系统以探测器的热噪声为主时，恒流偏置可以获得 的S/N最大，匹配偏置次之，恒压偏置最小。
2.三种偏置情况的比较
Rb
连接NT，称为负载线，因为它与电压轴的夹 角决定了负载电阻RL 。
由于串联回路中流过多元件的电流相等， 负载线和它的伏安特性曲线的交点Q即为 输入电路的静态工作点。
当输入光通量由Φ0作±ΔΦ改变时，在负 载电阻上会产生±ΔV电压输出和±ΔIQ的 电流信号输出。
利用图解法可定性的求出电路参数RL和Vb 对输出信号的影响。
功耗Pm与VB的关系：
Il
VB RS Rl
Pm Il2RS (RVSB2RRSl)2
VBmax
Pm RS
(RS
Rl)
0.1Ad RS
(RS
Rl)
Ad: 探测器光敏面积,平方厘米， RL，RS为电阻单位， VBmax为V单位
b）VS与RL的关系
Vs (V RB lR ld RR s)s2
VBRlRs (Rl Rs)2
I
max
由图可知：在ΔΦ时，
I max
M
I
V Vmax Vo
I min
H
tg 1G
min 0
其中Vmax和V0可由图中 M和H点的电流值计算得
V tg 1G0V0 V Vmaxtg 1Gb Vb
到。
由H点：G b (V b V m a x) G V m a x S m in Vmax
GbVb Smin GG0
(Vs)Rl VBRs(R(l RlRsR)s)23VBRlRs VBRs((RRllRRss)32Rl) VB(RRls(RRss)3Rl)
令上式=0 则 Rs 时Rl ，有极大值：
VS max
VBRs 4Rl
这时叫功率匹配, 信号电压最大。
c) 最佳偏置条件的确定
Vs
VB Rl dRs (Rl Rs )2
Id
(exp
qV KT
1)
Ip
Id I
CV
I p 光电流
光电池等效电路
Id ：与温度有关的二极管结电流
开路电压 Voc
KT q
ln( I p Id
1)
I p Id
Voc
KT q
ln
Ip Id
短路电流 Isc I p
当 '
有
I
p
I
' p
则：
Vo'c
KT q
ln
I
' p
KT q
ln Id
Ubb
Rb
Uw C
VDw
Rs Vo
Re
2）恒压偏置 当选RL<< Rs，探测器上的偏置电压与Rs无 关，基本恒定。
VA
VBRs Rl Rs
VB
• 流过探测器上的偏流不恒定,随Rs变化。
Ubb
Rb
Uw C
VDw
Rc Vo
Rs
3）恒功率偏置（匹配偏置）
此时，RL=Rs，探测器上的偏置功率：
PRs
光电二极管交流探测电路 光电池交流检测电路
4.2.2 PV探测器的偏置
PV器件的回顾 1）零偏置或正向偏置：工作在伏安特性的第四象 限，多用于输出功率。也可以用于探测。 2）反向偏置：工作在第三象限，多用于探测。
PV器件零偏置时1/f噪声最小，可以获得较高的 S/N。
一.PV器件静态工作点的确定
VQ V2
光电池伏安曲线
•由伏安曲线，对于给定的Φ0，只要选定RL，工作点 就能由负载线与光电池相应伏安曲线的交点决定。该 点的IQ和VQ即为RL上的输出值。 •由图知：对应相同的ΔΦ=Φ1―Φ2， 当RL< RLS（临界电阻）时，IQ、VQ与ΔΦ呈线性； 当RL> RLS时，呈非线性，在检测电路中往往希望线 性。
V0
smax G0 G
2）计算偏置电阻Rb、偏 I
压Vb。
I max
M
max
为 保 证 最 大 线 性 输 出 条 I 件，负载线和由Φmax对 Imin 应的伏安曲线的交点不
H
tg 1G
min 0
V
能低于M点。
tg 1G0V0 V Vmaxtg 1Gb Vb
G0V0=Gb(Vb-V0)
设负载线拐点M点，由图可得
(RlVBRs )2Rs
VB2 4Rs
•与上两种偏置比较，当Rs变化时探测器上的偏置 功率的变化最小。
•实际上, 往往选Rs的平均值，而该偏置功率变化不 大，故命名为恒功率偏置。
2.三种偏置情况的比较
从可以获得的响应度来考虑，则恒流偏置优于匹配偏 置，匹配偏置又优于恒压偏置。 由于恒流偏置通常需要较高的偏置电压源，在实用中 可以采取匹配偏置而获得与恒流偏置相当的响应度。
三、偏置电路的实现
1.恒压偏置的实现 分压电路的恒压偏置，如p276，图4.13 利用晶体管的恒压偏置，如p276，图4.14 利用固定晶体管基极电位，从而使发射极电位 也固定的特性，将探测器接入晶体管的发射极 电路中达到恒压偏置的目的。
三、偏置电路的实现
2.恒流偏置的实现 分压电路的恒流偏置，如p276，图4.11 利用晶体管的恒流偏置，如p276，图4.12 若光电导探测器的暗阻Rd较大，而最佳偏置电流亦 较大，则恒流偏置需要的侗置电压较高。当提供高压 偏置电压源不方便时，可采取利用品体管的有源恒流 偏置电路。通过利用晶体管在线性工作区时集-射极 等效交流电阻很大(可将其视为RL)，近似恒流源的特 性来实现恒流偏置的。它适用于晶体管集－射极等效 交流电阻远大于Rd的情况。
M
• 由图可知:随Rb增大，信号电压变大，超 过M点产生畸变 。
I
功耗限制
0 0
0
V
Vb3 Vb2 Vb1
同时，随Vb↑线性改善。但功耗加大，过大 的Vb会引起PD反向击穿。在利用图解法确定 输入电路的RL和Vb时，应根据输入光通量的 变化范围和输出信号的幅度要求，使负载线 稍高于转折M，并保证Vb不大于最高工作电 压Vmax。
输出点A的直流电压：
VA
VB Rs (Rl Rs )
信号电压为：
V sdV 0dV AR V lB dR R ss(V R B lR sd R R s)s2
Vs
VB Rl dRs (Rl Rs )2
分析：
a)VS与VB的关系 VB↑→VS↑ 但太大,功耗Pm↑——损坏器件
例：化学沉淀PbS最大功耗Pm为0.2瓦每平方厘米, 使用时要低于比值，取0.1瓦每平方厘米推导最大
由于探测器都应尽可能工作于最佳偏置范围以内，而 对于高暗阻值的光电导探测器，在最佳偏置范围内采取 恒流偏置一般需要较高的偏置电压，如果在高偏置电压 源不易获得的情况下追求“恒流”偏置而采取较小的偏 置电流，则会脱离最佳偏置区域而使S/N下降。在这种 情况下，采用具有较高偏流(使之处于最佳偏置范围)的 非恒流偏置可能会更好。
I max
I
算输入电路的工作状态 Imin
M
H
min
可按下列步骤进行。
tg 1G
0
1）确定线性工作区域
V tg 1G0V0 V Vmaxtg 1Gb Vb
由转折点M确定线性工作区域，相应的转折电压或初始
电导值G0中的几何关系决定。
在MV0上有 G0V0 GV0 smax
G0
G
smax V0
即
在偏置电流Il一定条件下,由上式可知： Rl↑→Vs↑。 但实际上当负载电阻RL↑时,为保持固定的Il,应 该VB↑
二、光电导探测器三种特殊偏置方式及其 特点分析
1.三种常用的偏置方式
1）恒流偏置
VB
当选定RL>>Rs ，则
Rl
A
VB
Il
VB Rl Rs
VB Rl
Rs
与Rs无关。
即在工作过程中流过探测器的电流是一恒定电流。
三.PV器件静态工作状态的设计
随时间缓慢变化的光信号其频谱分布处于 低频段，通常延伸到零频。相应的探测电路 多采用直流探测型或调制探测型。 对于直流探测型的输入电路，主要的设计 工作是电路静态工作点的计算。
（一）反偏下光电二极管的偏置电路分析与计算 1.图解计算法 基本电路
PD
Rb
V
Vb
TN线的确定：当I＝0时，V=Vb（N点）； V=0, （T点） I Vb
直流负载线方程：
V D V BID R L
交流 负载线方程：
ID 1 VD RL
RL R//ri
二、光伏探测器的等效电路
1.直流等效电路 工作在直流状态时流过探测器的电流ID： 光生电流Iph；暗电流Id（包括结电流Id1和结表面漏电 流Id2）
光电流
Iph eAdN
结电流 漏电流
I d 1 I 0 [ e x p ( e V D /k T ) 1 ] Id2GshVD
三、偏置电路的实现
3.匹配偏置的实现 分压电路的恒流偏置，如p275，图4.10
三、偏置电路的实现
4.交流偏置 当利用微弱信号检测技术(例如用钡定放大器)来测量 恒定的或缓变的光辐射信号时，为了取得同步的参考 信号，可以对光电与探测器加交流偏置。
4.2.2 光伏探测器（PV）的偏置
一. PV器件静态工作状态的设计 反偏下光电二极管的偏置电路分析与计算 光生电势型探测电路的静态计算
2.解析法
折线化伏安特性可用下列参数确定： A.转折电压V0：对应曲线转折点处的电压值。 B.始初斜始率电。导G0：相当于非线性部分直线的初 C.结间漏电导G：是线性工作区间内个平行
直线的平均斜率。 D.光电灵敏度 S
I
在输入光通量的变化范
max
围 Φmin—Φmax 为 已 知条件下，用解析法计
GbG0VbV 0V0 Vb(1G SG 0)m axS G0 max
当Vb已知时，则 ：
Rb
1 Gb
Vb (1 G / G0 ) smax
1 G0
或：
Vb
smax (Gb G0 ) Gb (G0 G)
当Rb已知时，有
Vb
smax (Gb G0 ) Gb (G0 G)
3）计算输出电压幅度
iD ip h (g d G sh )v D
其中：交变光电流 ipheAdN
动态电导 gdkeTI0exp(eVD/kT)
连接前放的交流等效电路
v p h ip h /( g d G s h G L g i)
•若前放采用电压放大器，要尽量提高前放输入的光生电压，则要 求光伏探测器的光生电流大(即探测器的电流响应度高)，动态电 阻，表面漏电阻，负载电阻，放大器的输入电阻要大。 •若前放采用电流放大器，要得到大的输入信号电流，则除了要求 探测器电流响应度高以外，还必须要求前放的输入阻抗小，探测 器的动态电阻，及表面漏电阻和负载电阻均很大。这时，可将负 载开路。 •如果要求得到高的S/N，则要求动态电阻，及表面漏电阻和负载 电阻均很大。应远大于放大器最佳源电阻。
例：用2DU测缓变辐射通量。已知2DU的 电流灵敏度 0.4A/W ，在测光范围中最大 辐射通量100μW,伏安特性曲线的拐点电 压VM=10V，若电源电压Vb=15V。
要求负载线建立在线性区内。求：
（1）保证输出电压最大时的Rbmax=? （2）辐射通量变化10μW时，输出电压的
变化量。
解：依题画出如下简图
得：
Vo'c
KT q
ln '
Voc
室温时 T=300K ，则 ：
Vo'c
Voc
26mV
ln '
KT 25.8 26mV q
利用上式，可在已知Φ、Voc时，计算另一 Φˊ下的 Vocˊ
1.无偏置的光电池电路：
Ip
I Id
RL
光电池等效电路
I1
RL RLs
RLs
0
Q
2
RL RLs
V
tg 1GLV1
VGb 1SG /Gb
I
I max
I
I min
M
tg 1G
tg 1G0V0 V
H Vmaxtg 1Gb Vb
max
min
0 V
通常Gb >>G，上式简化为ΔI=SΔΦ
5）计算输出功率
P I VG b V2G b(G S G b)2
（二）光生电势型探测电路的静态计算
电流－电压特性方程
I
I
p
2DU
(1)为保证2DU工作于线性区且Rb
Vb
Rb
最大，过拐点作负载线，则:
Rb max
Vb VM Ip
Vb VM 2
0.4
15 10 100 106
125K
(2)输出电压 :
I
M
2 1 2 10
V0 VM
V Vb
Vo I pRbmax Rbmax 0.4 10 106 125 103 0.5V
流过探测器的电流
I D e A d N I 0 [ e x p ( e V D / k T ) 1 ] G s h V D
2.交流等效电路
光子流速率微变引起的电流变化：
I D e A d N k e T I 0 e x p ( e V D /k T ) V D G s h V D
由M点：G b (V b V 0 ) G V 0 S m a x V0
V V m ax V 0S ( G m ax G 0m in)G S G 0
GbVb Smax GG0
上式表明输出电压幅度与ΔΦ 、S成正比，与结间
பைடு நூலகம்
漏电导G和G0成反比。
4）计算输出电流幅度 由图可知：
m axm in VG b
2.三种偏置情况的比较
如果从放大器输出的信噪比考虑，那么，在以上三种 偏置状态的偏置电流相等的情况下： 当探侧器与放大器系统的噪声以探测器的非热噪声为 主时，输出的S/N与偏置状态无关； 当系统以探测器的热噪声为主时，恒流偏置可以获得 的S/N最大，匹配偏置次之，恒压偏置最小。
2.三种偏置情况的比较
Rb
连接NT，称为负载线，因为它与电压轴的夹 角决定了负载电阻RL 。
由于串联回路中流过多元件的电流相等， 负载线和它的伏安特性曲线的交点Q即为 输入电路的静态工作点。
当输入光通量由Φ0作±ΔΦ改变时，在负 载电阻上会产生±ΔV电压输出和±ΔIQ的 电流信号输出。
利用图解法可定性的求出电路参数RL和Vb 对输出信号的影响。
功耗Pm与VB的关系：
Il
VB RS Rl
Pm Il2RS (RVSB2RRSl)2
VBmax
Pm RS
(RS
Rl)
0.1Ad RS
(RS
Rl)
Ad: 探测器光敏面积,平方厘米， RL，RS为电阻单位， VBmax为V单位
b）VS与RL的关系
Vs (V RB lR ld RR s)s2
VBRlRs (Rl Rs)2
I
max
由图可知：在ΔΦ时，
I max
M
I
V Vmax Vo
I min
H
tg 1G
min 0
其中Vmax和V0可由图中 M和H点的电流值计算得
V tg 1G0V0 V Vmaxtg 1Gb Vb
到。
由H点：G b (V b V m a x) G V m a x S m in Vmax
GbVb Smin GG0
(Vs)Rl VBRs(R(l RlRsR)s)23VBRlRs VBRs((RRllRRss)32Rl) VB(RRls(RRss)3Rl)
令上式=0 则 Rs 时Rl ，有极大值：
VS max
VBRs 4Rl
这时叫功率匹配, 信号电压最大。
c) 最佳偏置条件的确定
Vs
VB Rl dRs (Rl Rs )2
Id
(exp
qV KT
1)
Ip
Id I
CV
I p 光电流
光电池等效电路
Id ：与温度有关的二极管结电流
开路电压 Voc
KT q
ln( I p Id
1)
I p Id
Voc
KT q
ln
Ip Id
短路电流 Isc I p
当 '
有
I
p
I
' p
则：
Vo'c
KT q
ln
I
' p
KT q
ln Id
Ubb
Rb
Uw C
VDw
Rs Vo
Re
2）恒压偏置 当选RL<< Rs，探测器上的偏置电压与Rs无 关，基本恒定。
VA
VBRs Rl Rs
VB
• 流过探测器上的偏流不恒定,随Rs变化。
Ubb
Rb
Uw C
VDw
Rc Vo
Rs
3）恒功率偏置（匹配偏置）
此时，RL=Rs，探测器上的偏置功率：
PRs