如何最有效地使用光电二极管和光电晶体管

2513647 2022-11-25 | pdf | 285.98KB | 次下载 | 免费

资料介绍

光电晶体管和光电二极管是密切相关的电光换能器，可在位置/存在感测、光强度测量和高速光脉冲检测等应用中将入射光转换为电流。然而，为了充分利用这些设备，设计人员需要特别注意接口电路、波长和光学机械对准。光电晶体管和光电二极管是密切相关的电光换能器，可在位置/存在感测、光强度测量和高速光脉冲检测等应用中将入射光转换为电流。然而，为了充分利用这些设备，设计人员需要特别注意接口电路、波长和光学机械对准。例如，需要适当的接口电路来提取不同强度和条件下的最大电流。然而，有效的应用还需要了解它们的工作原理以及光电晶体管和光电二极管的不同之处。例如，需要适当的接口电路来提取不同强度和条件下的最大电流。然而，有效的应用还需要了解它们的工作原理以及光电晶体管和光电二极管的不同之处。本文将讨论这些设备的操作原理、一些关键参数注意事项、设备应用的一些细微差别，以及一些示例解决方案。本文将讨论这些设备的操作原理、一些关键参数注意事项、设备应用的一些细微差别，以及一些示例解决方案。光电二极管和光电晶体管的基础知识和属性光电二极管和光电晶体管的基础知识和属性光电二极管在吸收光时会产生电流。图 1 中显示了两种类型。第一种是更为人所知的光伏二极管（太阳能电池），当光照在其上时会产生电流。第二个是光电导体，它是一个反向偏置的光电二极管。照射在光电二极管上的光会导致其对反向偏置电流的抵抗力降低。光电二极管在吸收光时会产生电流。图 1 中显示了两种类型。第一种是更为人所知的光伏二极管（太阳能电池），当光照在其上时会产生电流。第二个是光电导体，它是一个反向偏置的光电二极管。照射在光电二极管上的光会导致其对反向偏置电流的抵抗力降低。可以测量该电流以给出入射光强度的读数。从另一个角度来看，光电二极管起到限制电流的作用，更多的光会减少限制。在几乎所有情况下，光电二极管都必须与相关放大器一起使用，例如跨阻放大器 (TIA)，以将电流转换为有用信号。可以测量该电流以给出入射光强度的读数。从另一个角度来看，光电二极管起到限制电流的作用，更多的光会减少限制。在几乎所有情况下，光电二极管都必须与相关放大器一起使用，例如跨阻放大器 (TIA)，以将电流转换为有用信号。图 1：由于需要透镜和通向传感器芯片的光路，光电二极管和光电晶体管需要不同于传统二极管和晶体管的封装。（图片来源：Learnabout-electronics）图 1：由于需要透镜和通向传感器芯片的光路，光电二极管和光电晶体管需要不同于传统二极管和晶体管的封装。（图片来源：Learnabout-electronics）光电晶体管比光电二极管复杂一些，因为它们是基极端子暴露的晶体管。撞击在器件上的光子会激活晶体管，但其他方面的行为与传统晶体管相同。（在固态设备的早期，一些晶体管和许多二极管被封装在透明外壳中，这导致电路行为不稳定，具体取决于照射在电路上的光量！）光电晶体管的等效电路是光电二极管，其输出光电流进入小信号晶体管的基极（图 2）。光电晶体管比光电二极管复杂一些，因为它们是基极端子暴露的晶体管。撞击在器件上的光子会激活晶体管，但其他方面的行为与传统晶体管相同。（在固态设备的早期，一些晶体管和许多二极管被封装在透明外壳中，这导致电路行为不稳定，具体取决于照射在电路上的光量！）光电晶体管的等效电路是光电二极管，其输出光电流进入小信号晶体管的基极（图 2）。图 2：光电晶体管的电气和物理模型是一个光电二极管，输出光电流进入小信号晶体管的基极。（图片来源：Mechapedia/西北大学）图 2：光电晶体管的电气和物理模型是一个光电二极管，输出光电流进入小信号晶体管的基极。（图片来源：Mechapedia/西北大学）作为三端器件，有多种连接光电晶体管的方法，最常用的配置是共发射极 (CE) 和共集电极 (CC) 放大器（图 3）。对于 CE 配置，光会导致输出从高状态变为低状态；对于 CC 配置，状态转换是相反的。