通常人們又將光敏二極管叫做光電二極管。它與半導(dǎo)體二極管在結(jié)構(gòu)上是有很多類(lèi)似的地方,它所使用的管芯是一個(gè)具有光敏特征的PN結(jié),這種PN結(jié)具有單向?qū)щ娦?,因此它在工作的時(shí)候需加上反向電壓,這樣才更加的有用和安全。沒(méi)有光照的時(shí)候,它有很小的飽和反向漏電流,也就是我們所說(shuō)的暗電流。當(dāng)受到光照的時(shí)候,里面的飽和反向漏增大,形成光電流,電流的強(qiáng)度隨入射光強(qiáng)度的變化而變化。當(dāng)光線照射到PN結(jié)時(shí),可以使PN結(jié)中產(chǎn)生電子一空穴對(duì),使少數(shù)載流子的密度增加。一般利用光照強(qiáng)弱來(lái)改變電路中的電流。
光敏二極管的特性有五個(gè):光譜特性、伏安特性、光照特性、溫度特性以及頻率響應(yīng)特性。光敏二極管和普通二極管相似,都對(duì)電流有放大的作用,不同的是它的集電極電流不只是受基極電路和電流控制,它還要受光輻射的控制。一般情況下基極不引出,但有些的基極有引出,引出的基極有溫度補(bǔ)償和附加控制等作用。當(dāng)具有光敏特性的PN結(jié)受到光輻射時(shí),就會(huì)形成光電流,產(chǎn)生的光生電流由基極進(jìn)入到發(fā)射極,進(jìn)而在集電極回路中得到一個(gè)放大了的信號(hào)電流。用不同材料制作而成的光敏極管具有不同的光譜特性。
圖是光敏二極管的應(yīng)用電路實(shí)例。因(a)是對(duì)數(shù)壓縮電路,反饋電路中采用對(duì)數(shù)二極管VD,可以對(duì)輸出電壓進(jìn)行對(duì)數(shù)壓縮,測(cè)光范圍較寬,一股用于模擬光信號(hào)電路。圖(b)是定位用傳感器電路.采用對(duì)偶型光敏二極管,放大VD1與VD2的差動(dòng)信號(hào)。圖(c)是與FE?。╒T)組合的調(diào)制光傳感器電路.用于光控電路,響應(yīng)速度快,噪聲低,它是一種調(diào)制光等的交流專(zhuān)用放大器,但不適合于模擬信號(hào)電路中。
圖4-5是光敏二極管VD與運(yùn)放A組合應(yīng)用實(shí)例.圖4-5(a)為無(wú)偏置方式,圖4-5(b)為反向偏置方式。
無(wú)偏置電路可以用于測(cè)量寬范圍的入射光,例如照度計(jì)等,但響應(yīng)特性比不上反向偏置的電路,可用反饋電阻Rf調(diào)整輸出電壓,如果Rf用對(duì)數(shù)二極管替代.則可以輸出對(duì)數(shù)壓縮的電壓。反向偏置電路的響應(yīng)速度快.輸出信號(hào)與輸入信號(hào)同相位
如下圖電路中通過(guò)壓電元件傳感器S將壓力轉(zhuǎn)換為電信號(hào)送至SD3或SD3A集成電路,并通過(guò)發(fā)光二極管顯示。圖中虛線框內(nèi)兩個(gè)等效電阻分別為工作室和補(bǔ)償室(雙電離室)。
LM358該測(cè)試器可對(duì)發(fā)光二極管進(jìn)行不區(qū)分極性地檢測(cè),從而判定其發(fā)光性能。在批量檢測(cè)中,與用萬(wàn)用表等測(cè)試手段相比,省時(shí)省力、簡(jiǎn)單直觀。
電路如下圖所示,一路運(yùn)算放大器接成低頻自激振蕩器,在輸出端間歇輸出高電平或低電平。另一路運(yùn)放接成反相器形式。當(dāng)振蕩電路輸出高電平時(shí),反相器則輸出低電平;振蕩電路輸出低電平時(shí),反相器輸出高電平。若在兩輸出端跨接一支發(fā)光二極管,不論跨接的極性如何,發(fā)光二極管總是要隨著振蕩電路的振蕩頻率,間歇地導(dǎo)通發(fā)光。LED為電源指示管,兼作發(fā)光強(qiáng)度的比較管。運(yùn)放IC可選用LM358或LM324。
圖4-4是光敏二極管與晶體管組合應(yīng)用電路實(shí)例。圖4-4(a)為典型的集電極輸出電路形式,而圖4-4(b)為典型的發(fā)射極輸出電路形式。
集電極輸出電路適用于脈沖入射光電路,輸出信號(hào)與輸入信號(hào)的相位相反,輸出信號(hào)一般較大。而發(fā)射極輸出電路適用于模擬信號(hào)電路,電阻RB可以減小暗電流,輸出信號(hào)與輸入信號(hào)的相位相同,輸出信號(hào)一般較小。
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