硅光二極管的使用方法

1、光電轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì)與優(yōu)化摘要：通過對(duì)光電轉(zhuǎn)換電路的前置放大及主放大電路設(shè)計(jì)的詳細(xì)分析研究，給出了電路放大、濾波、降噪等優(yōu)化處理方法，實(shí)現(xiàn)了將有用信號(hào)從噪聲中分離并輸出的目的。對(duì)光電轉(zhuǎn)換電路從原理設(shè)計(jì)到最終制板過程中影響其性能參數(shù)及穩(wěn)定性的因素進(jìn)行了深入的探討，提出了對(duì)電路器件選擇、排列、布線以及降噪等方法的選擇標(biāo)準(zhǔn)和依據(jù)。1光電轉(zhuǎn)換-前置放大電路的設(shè)計(jì)光電二極管光電二極管（Photo-Diode）和普通二極管一樣，也是由一個(gè)PN結(jié)組成的半導(dǎo)體器件，也具有單方向?qū)щ娞匦浴５陔娐分兴皇亲髡髟?，而是把光信?hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的光電傳感器件。光電二級(jí)管是怎樣把光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的呢？普通二極管在反向

2、電壓作用時(shí)處于截止?fàn)顟B(tài)，只能流過微弱的反向電流，光電二極管在設(shè)計(jì)和制作時(shí)盡量使PN結(jié)的面積相對(duì)較大，以便接收入射光。光電二極管是在反向電壓作用下工作的，沒有光照時(shí)，反向電流極其微弱，叫暗電流；有光照時(shí)，反向電流迅速增大到幾十微安，稱為光電流。光的強(qiáng)度越大，反向電流也越大。光的變化引起光電二極管電流變化，這就可以把光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，成為光電傳感器件。凡是利用一定的物性（物理、化學(xué)、生物）法則、定理、定律、效應(yīng)等把物理量或化學(xué)量轉(zhuǎn)變成便于利用的電信號(hào)的器件。傳感器是測(cè)量系統(tǒng)中的一種前置部件，它將輸入變量轉(zhuǎn)換成可供測(cè)量的信號(hào)按照Gopel等的說法是：傳感器是包括承載體和電路連接的敏感元件”，而傳感

3、器系統(tǒng)則是組合有某種信息處理（模擬或數(shù)字）能力的系統(tǒng)傳感器是傳感系統(tǒng)的一個(gè)組成部分，它是被測(cè)量信號(hào)輸入的第一道關(guān)口。光電二極管可以在2種模式下工作，一是零偏置的光伏模式；一是反偏置的光導(dǎo)模式，具體電路如圖1所示。在光伏模式時(shí)，光電二極管可以非常精確地線性工作；而在光導(dǎo)模式時(shí)，光電二極管能夠?qū)崿F(xiàn)較高的切換速度，但要犧牲線性；同時(shí)，反偏置模式下的光電二極管即使在無(wú)光照條件下也會(huì)產(chǎn)生一個(gè)極小的暗電流，暗電流可能會(huì)引入輸入噪聲。因此選用光伏模式。運(yùn)算放大器（OperationalAmplifier,簡(jiǎn)稱OP、OPA、OPAMP）是一種直流耦合，差模（差動(dòng)模式）輸入、通常為單端輸出的高增益電壓放大器。在

4、實(shí)際電路中，通常結(jié)合反饋網(wǎng)絡(luò)和不同的反饋方式，共同組成某些功能和特性不同的模塊，這些模塊是各種電子電路中最基本的環(huán)節(jié)?？梢娺\(yùn)放在電子電路中的應(yīng)用之廣。電阻，物質(zhì)對(duì)電流的阻礙作用就叫該物質(zhì)的電阻。電阻小的物質(zhì)稱為電導(dǎo)體，簡(jiǎn)稱導(dǎo)體。電阻大的物質(zhì)稱為電絕緣體，簡(jiǎn)稱絕緣體。一般而言，A>=106,所以Rin-0即保證了光電二極管在光伏模式下的線性工作特性。通過反饋電阻將光電二極管與運(yùn)算放大器相連接，將其產(chǎn)生的微弱電流通過較大的反饋電阻Rf形J大轉(zhuǎn)換。似C1R-qIPhotoS上物位GNDGND忒壓降，從而實(shí)現(xiàn)光通量的改變一一光電流一一電壓的I/V前置放KCCC-RfGND-LASL圖1光電二極管的工作模式光電二極管的選擇依據(jù):GND-L圖2光電二極管