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充气光电管(又称离子光电管)由封装于充气管内的光阴极和阳极构成。它不同于真空光电管的是,光电子在电场作用下向阳极运动时与管中气体原子碰撞而发生电离现象。由电离产生的电子和光电子一起都被阳极接收,正离子却反向运动被阴极接收。因此在阳极电路内形成数倍于真空光电管的光电流。充气光电管的电极结构也不同于真空光电管。
常用的电极结构有中心阴极型、半圆柱阴极型和平板阴极型。充气光电管最大缺点是在工作过程中灵敏度衰退很快,其原因是正离子轰击阴极而使发射层的结构破坏。