模擬設計者必須了解的光電二極管問題
發布時間:2019-09-18 責任編輯:wenwei
【導讀】看到技術論壇上出現不少關於光電二極管和相關電路的問題,針對這方麵內容,我想跟更多同行做個分享。這些知識是所有模擬設計者所必須了解的。
一個典型的光電二極管模型包含以下關鍵元素,一個二極管並聯一個電流源,並且電流源與光強成正比。寄生元件CD和 RD會影響器件性能。

光伏模式-光電流在如圖2suoshidehuanluzhongliudong,bingqiegeierjiguantigongzhengxiangpianzhi。youyuerjiguandedianyadianliujianchengduishuguanxi,yincikongzaideshuchudianyayuguangdianliujianjinsichengduishuguanxi,bingqietongguoRD 上的一個小電流得到修正。所以輸出電壓與光強之間是高度非線性的關係。某些應用將很受益於對數關係,因為在很大的範圍內,光強的改變(眼睛是完美的對數型)會使電壓發生類似的改變。由於二極管電壓電流特性與溫度相關,電壓與光強之間的絕對關係很差。

在光伏模式下,二極管電容限製了頻率響應。光強的快速改變會對CD進行充放電。這並不是用於快速響應的模式。
輸出端可以引入緩衝,或者輸出端也可以進行同相放大。為了實現低的輸入偏置電流,可以使用CMOS或者JFET的運算放大器。從而在低的光強的情況下,運放不至於成為光電二極管的負載。
在光伏模式下的輸出功率,當輸出端引入負載時電壓會有明顯的下降。為了輸出最高的功率,所采用的負載值由光強決定。
光敏模式-二極管電壓為常量,如圖3所示,通常為0V。通tong常chang會hui使shi用yong跨kua阻zu放fang大da器qi來lai將jiang光guang電dian流liu轉zhuan換huan為wei電dian壓ya。可ke以yi通tong過guo對dui光guang電dian二er極ji管guan加jia反fan向xiang偏pian置zhi的de方fang法fa來lai降jiang低di它ta的de電dian容rong,但dan這zhe會hui造zao成cheng暗an電dian流liu的de泄xie露lu。當dang二er極ji管guan兩liang端duan沒mei有you正zheng向xiang電dian壓ya的de時shi候hou,響xiang應ying與yu光guang強qiang之zhi間jian是shi成cheng線xian性xing關guan係xi的de。此ci外wai,二er極ji管guan電dian容rong兩liang端duan的de電dian壓ya不bu會hui隨sui著zhe光guang強qiang的de改gai變bian而er改gai變bian,因yin此ci頻pin率lv響xiang應ying大da大da改gai善shan了le。由you於yu電dian容rong在zai負fu反fan饋kui的de回hui路lu中zhong形xing成cheng了le一yi個ge極ji點dian,因yin此ci很hen有you必bi要yao降jiang低di電dian容rong的de值zhi。為wei了le實shi現xian穩wen定ding性xing的de,通tong常chang引yin入ru一yi個ge反fan饋kui電dian容rongCF。

僅僅通過加載一個大約50歐姆左右的阻值的光電二極管,你就可以從光敏模式中得到很多益處。如果二極管電壓沒超過20 mV,就沒必要對二極管進行正向偏置,同時響應也是是合理的並且快速的。然而靈敏度會很低。
雪崩式光電二極管是特殊的模式,需要對其提供接近於擊穿電壓的反向偏置電壓。這就使得在低光強的情況下,輸出電流可以被放大。
選xuan擇ze光guang電dian二er極ji管guan的de時shi候hou會hui存cun在zai很hen多duo權quan衡heng,包bao括kuo光guang電dian二er極ji管guan的de尺chi寸cun,電dian容rong,噪zao聲sheng,暗an電dian流liu以yi及ji封feng裝zhuang類lei型xing。一yi般ban來lai說shuo,最zui好hao是shi選xuan用yong較jiao小xiao的de同tong時shi帶dai有you反fan射she器qi或huo者zhe透tou鏡jing可ke以yi聚ju集ji光guang源yuan的de光guang電dian二er極ji管guan。德de州zhou儀yi器qi沒mei有you生sheng產chan單dan獨du的de光guang電dian二er極ji管guan,然ran而er對dui於yu很hen多duo基ji本ben的de應ying用yong,將jiang光guang電dian二er極ji管guan和he跨kua阻zu放fang大da器qi集ji成cheng在zai一yi塊kuai芯xin片pian上shang的deOPT101會提供一個完整的解決方案。
wozhidaoxuduogongchengshizhuanzhishejiguangdianerjiguandianlu,duiyugaoxingnengdeyingyong,haiyouhenduoxuyaoxuexidedongxi。wozaizhefangmianbingbushiyigequanwei,danwoyuanbawodesuozhinalaiyudajiafenxiang。shishishang,duiyuwodedabufenhuati,wodoubushiquanwei。zheyejiushiwobuxieshu,erjinjinxiebokedeyuanyin。ganxieyuedu。womenhenleyizhidaonishifouweileyigebupingchangdemudeshiyongleguangdianerjiguan?另外,歡迎專家給出一些評論或建議。
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