PIN光电二极管等效电路图
PIN光电二极管是在PN结的P型层和N型层之间夹了一层本征半导体(semiconductor),构成P-I-N结构而得名,如下图所示:
如上图所示,处于反偏状况的器材,电源在PN结构成的电场E与内建电场Ei同方向,使耗尽区加宽。当光波注入时,能在较宽的范 围内激宣布载流子,因为i区有电场,光生载流子以较快的漂移速度向电极移动,构成外部电流。
PIN光电二极管前置放大器电路
图1所示电路是一个高速光电二极管信号调度电路,具有暗电流补偿功用。体系转化来自高速硅PIN光电二极管的电流,并驱动20 MSPS模数转化器(ADC)的输入。该器材组合可提供400 nm至1050 nm的频谱敏感度和49 nA的光电流敏感度、91 dB的动态规模以及2 MHz的带宽。信号调度电路选用±5 V电源供电,功耗仅为40 mA,合适便携式高速、高分辨率光强度运用,如脉息血氧仪。
本电路还合适其它运用,如模仿光隔离器。它还能满意需要更高带宽和更低分辨率的运用,如自适应速度控制体系。
本电路笔记评论图1中所示电路的优化规划过程,以满意特定带宽运用的要求,这些过程包含:稳定性核算、噪声剖析和器材挑选考虑要素。
光电二极管归于高阻抗传感器,用于检测光的强度。它没有内部增益,但比较其它光检测器,可在更高的光级度下作业。
光电二极管作业时选用零偏置(光伏)形式或反向偏置(光导)形式。光伏形式可取得最准确的线性运算,而让二极管作业在光导形式可完成更高的开关速度,但价值是下降线性度。在反向偏置条件下,存在少数的电流(称为暗电流),它们甚至在没有光照度的情况下也会活动。可在运算放大器的同相输入端运用第二个同类光电二极管消除暗电流差错,如图1所示。
有三个要素影响光电二极管的呼应时刻:
处于光电二极管耗尽区域内载波的充电收集时刻
处于光电二极管未耗尽区域内载波的充电收集时刻
二极管电路组合的RC时刻常数
因为结电容取决于光电二极管的分散区以及施加的反向偏置,选用分散区较小的光电二极管并施加较大的反向偏置即可取得更快的上升时刻。在 CN-0272电路笔记中,选用 SFH 2701 PIN光电二极管,其结电容典型值为3 pF,0 V偏置下的最大值为5 pF.1 V反向偏置时的典型电容为2 pF,5 V 反向偏置时为1.7 pF.本电路的丈量均在5 V反向偏置下进行。