在用于光檢測的固態檢波器中,光電二極管仍然是基本選擇。光電二極管廣泛用于光通信和醫療診斷。其他應用包括色彩測量、信息處理、條形碼、相機曝光控制、電子束邊緣檢測、傳真、激光準直、飛機著陸輔助和導彈制導。
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設計過程中,經常會優化用于光電模式或光敏模式的光電二極管。響應度是檢波器輸出與檢波器輸入的比率, 是光電二極管的關鍵參數。 其單位為 A/W 或 V/W。
前置放大器在高背景噪聲環境中提取傳感器生成的小信號。 光電導體的前置放大器有兩類:電壓模式和跨導(圖 2)。
圖 3c 所示的跨導放大器結構產生的精密線性傳感性能是通過“零偏壓”光電二極管實現的。在此配置中,光電二極管發現輸出間存在短路,按照公式 3 (Isc =Ilight),基本上不存在“暗”電流。
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光電二極管暴露在光線下且使用圖 2c 的電路時,電流將流到運算放大器的反相節點,如圖 3 所示。若負載(RL)為 0 Ω且 VOUT = 0 V,則理論上光電二極管會出現短路。實際上,這兩種狀況都絕對不會出現。RL 等于 Rf/Aopen_loop_Gain,而 VOUT 是放大器反饋配置施加 的虛擬地。
圖 4所示電路是一個高速光電二極管信 號調理電路,具有暗電流補償功能。系統轉換來自高速硅PIN光電二極管的電流,并驅動20 MSPS模數轉換器(ADC)的輸入。該器件組合可提供400 nm至1050 nm的頻譜敏感度和49 nA的光電流敏感度、91 dB的動態范圍以及2 MHz的帶寬。信號調理電路采用±5 V電源供電,功耗僅為40 mA,適合便攜式高速、高分辨率光強度應用,如脈搏血氧儀。
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