a. Đặc tuyến vôn ampe–
Đặc tuyến vôn - ampe của tế bào quang điện tơng tự nh đặc tuyến vôn - ampe của lớp chuyển tiếp P - N đợc chiếu sáng ở góc phần t thứ t.
ứng với mỗi lợng chiếu sáng đặc tuyến cắt trục tung tại điểm tơng ứng với dòng ngắn mạch và cắt trục hoành tơng ứng với điện áp hở mạch (I
Φ; UΦ) nên họ đặc tuyến vôn - ampe có thể vẽ đợc đờng tải khi biết
điện trở tải. Đờng tải sẽ là đờng thẳng đi qua gốc tọa độ làm với trục hoành 1 góc α. Giao điểm của đờng tải với đặc tuyến vôn – ampe gọi là điểm công tác (điểm A trên hình 2.4). Từ điểm công tác này có thể xác định đợc dòng điện chạy trong mạch ngoài I và điện áp trên 2 đầu điện trở UR. Diện tích hình chữ nhật giới hạn bởi 2 trục tạo động và hai đờng vuông góc hạ từ điểm công tác xuống các trục toạ độ chính là công suất của tế bào quang điện cung cấp cho mạch ngoài.
Ta có sự liên hệ giữa dòng điện chạy ở mạch ngoài và điện áp trên hai cực của tải Rt đợc biểu diễn:
I = I0 {exp(eU/KT) – 1} – IΦ (2.9)Trong đó: I0: Dòng điện bão hoà Trong đó: I0: Dòng điện bão hoà
IΦ: Dòng quang điện
U: Điện áp trên hai cực của chuyển tiếp PN. Ta có: U = UR = I . Rt UR = (KT/e) ln ( 1 + 0 I I I + ϕ ) (2.10) Từ biểu thức trên thu đợc đặc tuyến vôn – ampe nh hình 2.4.
Φ1 > Φ2 >Φ3 Φ1
IΦ
Φ3
α u
0
Hình 2.4. Đặc tuyến vôn ampe của tế bào quang điện–
b. Đặc tuyến năng lợng của tế bào quang điện
Rto Uoc Rt1 Rt2 Rt3 Φ Hình 2.5. Đặc tuyến năng lợng của TBQĐ
Đặc tuyến năng lợng của tế bào quang điện có thể đợc mô tả nh hình 2.5. Khi Rt = 0 tức là trờng hợp ngắn mạch thì quan hệ IΦ= f(Φ)là quan hệ tuyến tính khi năng lợng chiếu sáng nhỏ. Khi tăng lợng chiếu sáng thì quan hệ này không còn tuyến tính nữa. Vì lúc này có sự ảnh hởng của điện trở bản thân chuyển tiếp PN và điện trở tơng đơng nối tiếp của 2 miền P và N. Đờng U0C là đờng biểu diễn mỗi quan hệ U0C = f(Φ). Khi Rt = 0.
độ nhạy
1
2 0
fgh f
Hình 2.6. Đặc tuyến tần số.
c. Đặc tuyến tần số
Đặc tuyến này nói lên quán tính của tế bào quang điện khi nó nhận ánh sáng chiếu vào. Tần số ở đây là tần số dao động điều chế cờng độ ánh sáng chiếu vào tế bào quang điện. Khi tăng tần số điều chế thì độ nhạy của tế bào quang điện giảm xuống, sự giảm năng phụ thuộc cân bằng số thời gian tích điện cho tụ điện chuyển tiếp p – N. Đặc tuyến tần số có đờng đặc trng nh hình 2.6.