摘要：當前在平視顯示器中開始廣泛應用硅光電池。此次研究主要是探討分析硅光電池在平視顯示器中的應用。首先分析了光伏探測器特點及其工作區特點，按照上述特點對平視顯示器光補償電路進行優化設計，全面提升電池應用效果。

　　關鍵詞：硅光電池 平視顯示器 應用分析

　　在現代航空器中平視顯示器屬于顯示系統，可以確保飛行員利用玻璃屏幕獲取飛行信息。然而由于飛機面向太陽進行飛行時，會由于外部光線強弱變化導致飛行員無法清晰觀察到平視顯示器。為了消除此種問題，需要應用光電檢測方法。外部光線處于正常狀態時，飛行員可以清晰觀察到平視顯示器。若存在外部光線干擾時，可以補償平視顯示器畫面光感，避免對飛行員飛行安全性造成影響。光電探測主要是將光輻射能量使用光敏元件轉變為能夠測量的物理量，例如電流和電壓等。因此，光電探測器主要是將光信號轉化為電信號元件器。由于在光電探測器中光電池比較特殊，類型繁多，其中硅光電池已經被廣泛應用到實踐操作中。相比于普通顯示器來說，平視顯示器極易受到外部光線影響，背景畫面會受到地面環境影響。因此在復雜環境下，平視顯示器顯示可讀性設計和評價問題已經成為了未來研究方向。本文通過分析硅光電池在平視顯示器中的應用，希望能夠有效處理飛行員視線干擾問題。

　　一、硅光電池工作原理分析

　　在光照作用下，物質吸收光子能量，激發自由電子的現象就被稱為內光電效應，此種效應主要包含光伏效應和光電導效應。其中前者主要是在一定波長光照射于非均勻半導體。基于內建電場作用，半導體內部會產生光電壓。硅光電池主要是通過光伏效應將光能轉化為電能。此種器件具備較高的轉換效率，使用安全性高，且不會造成環境污染問題，因此被廣泛應用到計量檢測，光電技術，自動化控制和光能應用等領域。

　　(一)光伏探測器伏安特點分析

　　光伏探測器主要是通過PN結光伏效應制作的探測器，因此光伏探測器的伏安常用公式如下：

　　在上式中，I表示探測器電力。表示反向飽和電流。e表示電子電荷，u表示探測器電壓，表示玻爾茲曼常數，T表示器件溫度。

　　(二)硅光電池工作特性

　　在光伏探測器中，硅光電池是外偏電壓在零時的工作模式。硅光電池處于第四象限。通過負載電阻RL上的電壓能夠展現出輸出功率。詳情見圖1：

　　從圖1能夠看出，最佳負載線將硅光電池線性工作區域劃分為光電壓區域和光電流區域。對于光電流區域來說，隨著光照強度的變化，硅光電池給予負載光電流信號也在持續變化。光照功率與光電流呈正比關系。在光電壓區域范圍內，隨著光照強度的變化，硅光電池輸出提供給負載的電壓信號也會出現相應變化情況，此時光照強度與光電壓為正比關系。

　　如果在運行期間需要將光電流信號進行放大處理，則必須應用電流放大器。此時光信號越小，輸出電流就會越大。在此種輸出模式下，必須持續減小負載電阻率。如果需要將電壓信號進行放大處理，則必須應用電壓放大器。此時光電池輸出電壓會隨著負載電阻的增大而升高。為了全面滿足輸出線性度，需要適當降低負載電阻阻值，或者將負載電阻數值選擇在0.8R。

　　二、設計硅光電池

　　在實際應用平視顯示器時，外部光線變化比較明顯，有時會處于黑暗光線，有時候會處于太陽光線正對面。當對比度比較小時，將導致飛行員無法清晰觀察到HuD畫面。因此為了降低外部光線干擾導致HuD畫面，需要通過硅光電池線性工作區域光電壓放大特點。對平視顯示器光補償電路進行優化設計。對于光線檢測檢測來說，若外部光線強度比較大時，將會相應增強硅光電池輸出電壓，因此兩者之間存在良好的線性關系。因硅光電池開路電壓最大不會超過0.6V，因此在設計平視顯示器時應當確保光補償電路如圖2所示：

　　在對放大器輸出端電壓進行計算時可以發現，硅光電池中光電壓與放大器輸出端電壓之間存在良好的線性關系，通過運算放大器反饋電阻能夠確定線性系數。將硅光電池與平視顯示器進行連接時，能夠對電路亮度進行調節。當飛行員所面對的光線處于正常光照值或者處于比較黑暗的光照值時，硅光電池不會輸出電壓：如果飛行員所面對的光線處于較強光照值時，此時硅光電池就會輸出電壓，并且會相應增加平視顯示器亮度調節電路的輸出電壓，提升平視顯示器畫面亮度，此時就會對內部光感靈敏度進行調節。

　　三、結束語

　　綜上所述，硅光電池屬于性能優良的光電檢測器件，具備良好的線性度和低成本。因此可以被廣泛應用到各行業領域。因此在平視顯示器中應用硅光電池時，首先需要了解硅光電池的工作特點及其原理，這樣能夠充分發揮出硅光電池的作用，為航空業提供優質服務。

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