光电二极管的电路设计

1.

光电 二极管作原工理和特性。

线与水平轴斜夹角正切的,

量纲电是

光,电二极是管型结器件,当光照射,在。P一

N结时,

光子被吸收产电生子空对

穴一

子电和空穴在结区为被了保证绝大

,导( 姆欧 )这(里不代 角度表下,

M段一

而巡.月否)结电所场收集

,外在路电形成 电光流

)同。

部分响应波长的人射光能在结区吸收电区有荷足够宽这就求要空间任意电光压照功率为P

,Vb,度

,

以外所电路VI加;夕 I

所

图I一=g V 3

v呢b。

。 v五

)以六

生产光的电将流是50哈 V//:

有足够的反偏电

线性化光电二极管特性+

S

压偏电压反化时

。

,

。变

的

光和电流。l

:艺光物召流劝巧 0 1

、P

b

‘,入射光率功关系如

P图Vr时“s y铸,(l ) P

:交在变情况时 Ql

一,对

1d V口.

I:二 f V(一

几V卜

)行进微全分(:2) l

在低

=S

=压偏下灵敏度令

巧 3 5乃马(刀劝物人先率动一 PI

Jd一

七 l—,萦寸

卫二一 dPdPI

d

=V

) t

b,dP1

I= p

一小理△ PI‘

,,偏压超~, a、l口V1口PJl

~一_二 S

伏灵0敏度接 过1,

有为了工作在线

=g

u。 S P+I

3( )近定值伏。

所。应用以 1图

时偏常压大于1 0光电 二管极1特

性性域内区产

光电极二管输的出特 曲线性如图2所示。

负载线交点的M必须在M点右的侧否

。,

则,

I P一,,

L不是线

龟抓 光要甘曰凡 J

盯性关)系即方程 (二l 3 W劝践

不适用

。能

图在 3可点以 g

尹幻h aV图b4=‘g

‘b

)25刀 W

中,

对M

:‘

光电极管二电 及路交变效电等路 趁

图,如 20呢

1 5双

W出

得

VV石S十SPg了,P

了

( 4)( )5

W邱20

40 V)偏压 V加b吸

一b支犷

一呱

V‘乙

_

一:g

如果 M点在 M点上将有 (

。

V一否V)LG

L二g,

V

石( 6 ) 7 )

(电光极管 V

1二特性G

g

“‘

VV。

否V‘一2

.线性化和负载的 大小,把 5()式代入( 7)式SP了GL从图 2中看出,

。每条特性曲线的平直部分是行/

平的并且间距相等弯曲 M点应对的电压值

V

叫曲‘G

“L

g=‘

g,

g一S P丫g,

膝电压”

。

图3

V

b_

是线性化的 性特

。其

中g

、了

是

和一g

一81一

。一一一二一石一些,,/、_ g_\S P丫、

一一

g,再来在看这种情况下的输 电流出(8 )=( V公I。

。

看先 M

产点

。一‘V )G

(‘17 )

g

/‘。

4

)式代入得把 1

:(

V当OL

。

给定后就 可求出。。

G当

也然可以给定

先求反出VI

一公丑兰丝更三

‘+

v

h

二里卫旦生兰G L

(g产生

土生旦匕+g):

,

g a()

对于 H点I,+

责

责

一(1 8)

在定给

P的了情况下_ g,为

卫立卜宜鱼土旦(1)9

一

_v她

+

匕—

于下 V七

下S了_P

_一

6一

一SP,了下西 7一 y、

。。,

b

输出电P

流一eI。

L

v。

3.

变缓光的照电变光换线电路中,

E卫二旦二 兰卫 1+婆二 L

~(2 0) U

在图4的

光射光人功 从率,f慢缓。变化到

P

了在证保线性关 系条件的利下用出输电的情压况,。

求其最佳载负D(利输出用电流的情况 Lb(从图 5看出在 V选定 后在 R 0 I= S= P一丁 )出电流取最大得 (值了P,

(2)

G

二Lc o)输:

。。a:

如上所了述保线证性,为

负载 _电阻最大只能是通

叙

、由V

3 ) 用利输出功率的 况 (

情过点尸M。

输出电压度是幅

。V

:}_ __二V

一V‘公(1 )0论

5图,

一一钧一陀

L出输率。功a m:P

。

G

=L V含

,在

G

L

给出后二

,

P。。::

是

定决得出

的

。例l

国:硅产二光极管 Z UD敏灵度 S.

b丫

日釉从图 5可看以出在容许的条件V下。

1微姆欧曲膝电 V压结漏间电 导 g= 0二02输光入率功从 P=f 5 1瓦微变到 P了5微瓦供电电b= ( v伏求得大功和压 50取最率电压相同 传)输,,,。

5微安微瓦二‘10伏

0

.

:光电二极管线性工作图

的最佳载 R

L负,

。出电流输g产I

。,

输出电压V。,

输功出尽量选大得一些。

且并尽使量G

小,

样这 V。

就

率

P(增加量 )。

可大一些

解

G

产:第一步定确=1 26.

我们 H点从看L

式 (g据b )。

(V

一

V ) gV=

公+pS丁公(1 1) g

‘微姆欧 R

L

从再点看MGL

第二步 定确最佳负载

(。V:

一 V石)二名V‘+ SP

( 1丫 )2据 (8 )式G

:两式得出从二0 3

微姆欧.一 33

.,

二

,启二

,

VG

、V

一PS叮 L

把(1 )3式和 ( 1 4式 )人代 1(0)式中。

—G

Lg十廿( 13)

R「

‘~少GL

兆-一~欧V

。V

、S一p L

犷三第步求输出电压1 4()g+G据式 (5 1)

。

V。P, !一才P= S止上一止匕上g+ LGV

。

=

OP甲一 P不

这是通过 M点 载负所线决定的输出压电值 L 8 )式定的的选取确据是( )看出 G小从式 1(5‘。

—。

。。。:

g

十

UL(15。)=

L。. 5微 0安.

2

5G

微瓦= 61.

0.

1 0

瓦一 1 5微瓦微姆微

欧+ 0 3姆微.欧

,V

6

伏

。)中看 V出输出可 以大又从 (8式以取得小的值输出最值大 V。

增时大,G

L就可

第四步求输 电出流据式 (2 0)I==e 0.

:。

是

:

3V。

V

。ma:P二Sg+一fP犷g,

微姆欧P.

61 .

.

6

伏二5微.安V

b

(‘g一 g ) SP丫

(16 )一l

五第步 求出功输P率

。。=G= 83 L

V

=艺

03微欧姆1 6( 6伏)公

瓦微一

19一

4

.

交变光照的光电变换

(a) G(b )G~

L“G

由工于程上迁到的种各波 常形常 可分以解成很多弦波正。

P

口P、/一一。一有最~功率大输出吸雀几六=0/~ )~、 G口一~ LLP 小是利有的 ( P口闰 G 0<)~.,

,

.

,

.

。

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