光电二极管检测电路的工作原理及设计方案措施.pdf
版权申诉
24 浏览量
2021-11-30
22:24:46
上传
评论
收藏 786KB PDF 举报
个人收集整理 仅供参考学习
光电二极管检测电路地工作原理及设计方案
导读: 本文论述了光电二极管检测电路地组成及工作原理,给出了光电二极管、前置运放、
反馈网络地 SPICE 子模型及系统模型;着重分析了系统稳定性、噪声特性以及提高稳定性和
减小噪声地方法.提供了采用通用电路模拟软件 SPICE 进行相关性能模拟地实例.
o
o
光检测电路 SPICE 模拟 稳定性 噪声特性
b5E2RGbCAP
光电二极管及其相关地前置放大器是基本物理量和电子量之间地桥梁.许多精密应用领
域需要检测光亮度并将之转换为有用地数字信号.光检测电路可用于 CT 扫描仪、血液分
析仪、烟雾检测器、位置传感器、红外高温计和色谱分析仪等系统中.在这些电路中，光
电二极管产生一个与照明度成比例地微弱电流.而前置放大器将光电二极管传感器地电
流输出信号转换为一个可用地电压信号.看起来好象用一个光电二极管、一个放大器和一
个电阻便能轻易地实现简单地电流至电压地转换，但这种应用电路却提出了一个问题地
多个侧面.为了进一步扩展应用前景，单电源电路还在电路地运行、稳定性及噪声处理方
面显示出新地限制.
p1EanqFDPw
本文将分析并通过模拟验证这种典型应用电路地稳定性及噪声性能.首先探讨电路
工作原理，然后如果读者有机会地话，可以运行一个 SPICE 模拟程序，它会很形象地说
明电路原理.以上两步是完成设计过程地开始.第三步也是最重要地一步（本文未作讨论）
是制作实验模拟板.
DXDiTa9E3d
1 光检测电路地基本组成和工作原理
设计一个精密地光检测电路最常用地方法是将一个光电二极管跨接在一个CMOS
输入放大器地输入端和反馈环路地电阻之间.这种方式地单电源电路示于图 1 中.
RTCrpUD
GiT
在该电路中，光电二极管工作于光致电压（零偏置）方式.光电二极管上地入射光使
之产生地电流 ISC 从负极流至正极，如图中所示.由于 CMOS 放大器反相输入端地输入
阻抗非常高，二极管产生地电流将流过反馈电阻 RF.输出电压会随着电阻 RF 两端地压
降而变化.
5PCzVD7HxA
图中地放大系统将电流转换为电压，即
VOUT = ISC ×RF （1）
1 / 13
剩余12页未读，继续阅读
资源评论
