为你的下一个设计一个光电二极管电路PCB

我总是想知道我的电视遥控器当过孩子。一旦我第一次照相手机,我意识到我的手机相机是敏感的红外LED在大多数遥控器,电视,必须有相同类型的探测器。这是一个光电二极管电路进场,并允许电视接收和解码调制红外信号从一个远程。

二极管有许多用途除了改变电视的音量。无论你正在与应用程序,您需要了解光电二极管产生一些当前和如何设计一个电路,使用当前。

一个光电二极管是如何工作的呢?

在最简单的意义上,光敏二极管光电的元素,这意味着他们将光转化为电能。他们也可以驱动电压产生少量的电流在缺乏光源。一旦光照到光电二极管上时,当前的显著增加,类似于一个太阳能电池。如果你看一个光电二极管的电流电压曲线,它具有相同的形状作为太阳能电池的电流电压曲线。通过这种方式,一个光电二极管就像一个简单的光传感器,灵敏度与外加电压可以控制。

当一个光电二极管与一些电压驱动没有照明的情况下,它会像一个典型的整流二极管。在低应用偏差,有少量的饱和电流(称为暗电流),流经设备。就像一个典型的二极管,光电二极管反向击穿电压有一些偏见。

一旦一个光电二极管照明,设备的行为取决于是否有偏见应用到光电二极管,以及极性。设备的IV曲线将规模与外加电压。光电二极管有两种操作模式:光伏模式(运行在正向偏压时)和光电二极管模式在反向偏压(运行时)。在这两种情况下,电流可以计算使用以下方程:

P是光源的光功率(W)和R是光电二极管的响应率(A / W)。注意,其余的参数方程中具有相同的意义的一个典型的整流二极管。

选择一个光电二极管的PCB

有许多操作参数时需要考虑选择一个光电二极管的PCB。下面是一些最重要的光电二极管参数来考虑:

• 反应性:这是一个衡量当前生产的每瓦落在设备上的光功率。响应率实际上是一个光谱,这意味着它是入射光的波长的函数。这是光电二极管的波长的范围会产生电流。作为一个例子,硅光敏二极管通常敏感波长从大约200海里(紫外线)大约1100海里(IR)。在这个波长范围内的响应率会有所不同。

• 分流电阻:这是光电二极管的电流电压曲线的斜率为零应用偏见。一个理想的光电二极管应该无限分流电阻,但实际的并联电阻的范围可以从10到1000的大型欧姆,因此最好的光敏二极管并联电阻最高。

• 饱和电流:这是有关并联电阻和等于当前运行时在反向偏压(0 V和反向击穿电压之间)。分流电阻通常是定义参照10 mV源电压和饱和电流使用欧姆定律。

• 终端电容:这决定了瞬态响应光电二极管的时间。结合负载电阻时,上升时间等于RC时间常数。

• 反应性温度系数:作为一个光电二极管的温度变化,在特定波长响应率也将改变。光谱响应率的峰值将展示一个红移随着温度的增加,由于乐队缩小。

设计一个光电二极管电路

二极管有很多应用程序,具体的电路需要构建将取决于所需的应用程序。一个最简单的光电二极管电路是一个光传感器。这涉及到光电二极管的输出连接到一个运算放大器的反相输入,和一个反馈电阻连接在运放输出和输入之间。这本质上是将光电二极管的电流转换为电压,输出电压等于光电二极管的电流乘以反馈电阻。在这种情况下,您不需要将光电二极管在偏见。

一个简单的光电二极管放大器电路

请注意,光电二极管也可以用来接收数字数据编码调制光脉冲。这通常是通过应用脉冲宽度调制或振幅调制光源。在脉冲宽度调制的情况下,您将需要考虑你的光电二极管和放大器的频率限制这限制了最大数据速率。光电二极管的频率限制其响应时间相关终端电容(见上图)。最大响应频率通常是作为膝盖频率与一个特定的数字脉冲上升时间。这个频率= 0.35 /(响应时间)。

某种类型的光电二极管称为雪崩光电二极管是在反向偏压下运作而设计,在反向击穿电压。实际上,这种繁殖photo-generated运营商的数量,生产一些电气照明期间获得。这种类型的光电二极管是有用的在处理弱光信号和更耐用比简单地运行一个标准的光电二极管反向击穿电压。

为了设计一个光电二极管电路容易下一次,将所有远离(噪声)数字电路模拟电路。跟进通过保持飞机电源电压的模拟和数字电路分离。这些飞机通常连接在底盘或董事会,但让他们独立使噪声模拟电路。

设计系统,使用光敏二极管作为开关或传感器使用时是很容易的正确的PCB布局和设计软件全套的设计工具。快板PCB设计者包括你需要布局董事会光敏二极管的特性。你也可以将你的董事会导入节奏分析工具模拟和分析你的光电二极管电路的行为。

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