看到技术论坛上呈现不少关于光电二极管和相关电路的问题,针对这方面内容,我想跟更多同行做个共享。这些常识是一切模仿规划者所有必要了解的。
一个典型的光电二极管模型包含以下要害元素,一个二极管并联一个电流源,而且电流源与光强成正比。寄生元件CD和 RD 会影响器材功能。
光伏形式-光电流在如图2所示的环路中活动,而且给二极管供给正向偏置。因为二极管的电压电流间成对数联系,因而空载的输出电压与光电流间近似成对数联系,而且经过RD 上的一个小电流得到批改。所以输出电压与光强之间是高度非线性的联系。某些运用将很获益于对数联系,因为在很大的范围内,光强的改动(眼睛是完美的对数型) 会使电压产生相似的改动。因为二极管电压电流特性与温度相关, 电压与光强之间的肯定联系很差。
在光伏形式下,二极管电容约束了频率呼应。光强的快速改动会对CD进行充放电。这并不是用于快速呼应的形式。
输出端能够引进缓冲,或许输出端也能够进行同相扩大。为了完成低的输入偏置电流,能够运用CMOS或许JFET的运算扩大器。从而在低的光强的情况下,运放不至于成为光电二极管的负载。
在光伏形式下的输出功率,当输出端引进负载时电压会有显着的下降。为了输出最高的功率,所选用的负载值由光强决议。
光敏形式-二极管电压为常量,如图3所示,一般为0V。一般会运用跨阻扩大器来将光电流通换为电压。能够经过对光电二极管加反向偏置的方法来下降它的电容,但这会形成暗电流的走漏。当二极管两头没有正向电压的时分,呼应与光强之间是成线性联系的。此外,二极管电容两头的电压不会跟着光强的改动而改动,因而频率呼应大大改进了。因为电容在负反应的回路中形成了一个极点,因而很有必要下降电容的值。为了完成稳定性的,一般引进一个反应电容CF。
只是经过加载一个大约50欧姆左右的阻值的光电二极管,你就能够从光敏形式中得到许多好处。假如二极管电压没超越20 mV,就没必要对二极管进行正向偏置,一起呼应也是是合理的而且快速的。但是灵敏度会很低。
雪崩式光电二极管是特别的形式,需求对其供给接近于击穿电压的反向偏置电压。这就使得在低光强的情况下,输出电流能够被扩大。
挑选光电二极管的时分会存在许多权衡,包含光电二极管的尺度,%&&&&&%,噪声,暗电流以及封装类型。一般来说,最好是选用较小的一起带有反射器或许透镜能够集合光源的光电二极管。德州仪器没有出产独自的光电二极管,但是关于许多根本的运用,将光电二极管和跨阻扩大器集成在一块芯片上的OPT101会供给一个完好的解决方案。
我知道许多工程师专职规划光电二极管电路,关于高功能的运用,还有许多需求学习的东西。我在这方面并不是一个威望,但我愿把我的所知拿来与咱们共享。事实上,关于我的大部分论题,我都不是威望。这也便是我不写书,而只是写博客的原因。
感谢阅览。咱们很愿意知道你是否为了一个不往常的意图运用了光电二极管?别的,欢迎专家给出一些谈论或主张。