光电二极管应用电路
二极管应用电路
――摘自《传感器及其应用电路》P66
图4-1是采用光敏二极管的最简单的光检测电路，图(a)是二极管输出端为开路方式，其输出电压随入射光量的对数呈线性变化，但容易受温度变化的影响。图(b)是二级管输出端为短路方式(输出电流随入射光量的对数呈线性变化(一般采用输出端短路的工作方式。然而，这两种电路都是光电二极管单个使用，其输出电压(或电流)非常小，一般要与晶体管或IC等放大器组合使用。
图4-2是无偏置电路实例、其中图(a)接高阻抗负载(图(b)接低阻抗负载。负载阻抗越高其特性越接近输出端开路方式，负载阻抗越低则越接近输出端短路方式。然而因二级管都是单个使用，所以输出信号极小(一般需要接放大电路。
图4-3是反向偏置电路实例。光敏二极管加反向偏置，则响应速度可提高几倍以上。图4-3(a)是接有较大负载电阻的电路(图4-3(b)是接有较小负载电阻的电路。图4-3(n)所示电路的输出电压比图4-3(b)所示电路大，但响应特性不如图4-3(b)。图4-3(b)所示电路的输出电压比图4-3(a)小，但响应速度比图4-3(a)快。它们的响应特性都比无偏置电路好，但暗电流比无偏置电路大。
图4-4是光敏二极管与晶体管组合应用电路实例。图4-4(a)为典型的集电极输出电路形式，而图4-4(b)为典型的发射极输出电路形式。
集电极输出电路适用于脉冲入射光电路，输出信号与输入信号的相位相反，输出信号一般较大。而发射极输出电路适用于模拟信号电路，电阻RB可以减小暗电流，输出信号与输入信号的相位相同，输出信号一般较小。
图4-5是光敏二极管VD与运放A组合应用实例(团4-5(a)为无偏置方式，图4-5(b)为反向偏置方式。
无偏置电路可以用于测量宽范围的入射光，例如照度计等，但响应特性比不上反向偏置的电路，可用反馈电阻Rf调整输出电压，如果Rf用对数二极管替代(则可以输出对数压缩的电压。反向偏置电路的响应速度快(输出信号与输入信号同相位。
图4-6是光敏二极管的几个应用电路实例。因4-6(a)是对数压缩电路，反馈电路中采用对数二极管VD，可以对输出电压进行对数压缩，测光范围较宽，一股用于模拟光信号电路。图4-6(b)是定位用传感器电路(采用对偶型光敏二极管，放大VD1与VD2的差动信号。图4-6(c)是与FE丁(VT)组合的调制光传感器电路(用于光控电路，响应速度快，噪声低，它是一种调制光等的交流专用放大器，但不适合于模拟信号电路中。
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