可获得正、负输出的理想二极管电路图
可获得正、负输出的理想二极管电路图
路的功能常用的二极管都有正向压降，不能进行微小信号整流，而当信号幅度较大时，环境温度若升高，整流电压又会跟着改变，很难构成高精度电路。理想的二极管电路可获得过零的二极管特性，这种电路可用OP放大器的反馈电路实现。电路工作原理OP 放大器A1为负输出的理想二极管电路，在输出端串接了二极管D1，并从D1的正极开始进行反馈，对于正的输入信号来说，A1只起单纯的反相放大器作用。
负输入时，OP放大吕A1的输出摆到正，D1被断开，为了保证其能在开环状态下工作以及防止饱和，在输出还接了二极管D2。A1的正输出被二极管正向压降箝位。OP放大器A2是放大倍数为1的反相放大器其作用是把A1的输出反相。如果采用单极输出，可把A2去掉。电路R3、R6的作用是用OP放大器的输入偏流IE消除失调电压，若选用FET输入OP放大器可去掉R3、R6。元件选择在本电路中，精度随输入频率的升高而下降，这是因为精度的高低取决于开环频率特性，在最高频率时取多大的开环增益极为关键，频率小于10KHZ时，可选用4558型OP放大器，数十赫以下时应选用TL085或LF353N，大于10KHZ 时须用高速OP放大器，为了减少杂散电容的影响，反馈电阻的阻值应降到2"5K。二极管可选用普通小信号用的开关二极管，但应注意，肖特基二极管有些产品耐压能力较差。电阻的精度取决于电路允许的误差，可用正负1%以内的金属膜电阻。注释小信号用二极管电路小信号硅二极管的主要用途是整流和限幅，用于高频检查波时，通常采用锗二极管或肖特基势垒二极管，它们的正向压降比硅二极管的低，特别是肖特二极管，虽然耐压能力低，但开关速度快，反向恢复时间短，适用于高频或高速转换电路。
除用作限幅外，在模拟信号的波形处理上二极管的正向压降VF及温度特性是值得考虑的问题，所以本电路把它放在OP放大器反馈环路中，构成所谓的理想二极管电路，在低频使用时
其输入、输出的传输特性为理想的特性。理想二极管电路的最大缺点是其性能靠OP放大器反馈效果来得改善，形成了依赖于开环性能的特点。因此，可运用电路的设计技巧，或选用频率特性好的OP放大器，或用分立元件构成开环增益40"60DB的宽带放大器来提高理想二极管电路的性能。
光敏二极管和光敏三极管区别
光敏二极管和光敏三极管简介及应用 光敏二极管和光敏三极管是光电转换半导体器件，与光敏电阻器相比具有灵敏度高、高频性能好，可靠性好、体积小、使用方便等优。 一、光敏二极管 1．结构特点与符号 光敏二极管和普通二极管相比虽然都属于单向导电的非线 性半导体器件，但在结构上有其特殊的地方。 光敏二极管在电路中的符号如图Z0129 所示。光敏二极管 使用时要反向接入电路中，即正极接电源负极，负极接电 源正极。 2．光电转换原理 根据PN结反向特性可知，在一定反向电压范围内，反向电 流很小且处于饱和状态。此时，如果无光照射PN结，则因 本征激发产生的电子-空穴对数量有限，反向饱和电流保持不变，在光敏二极管中称为暗电流。当有光照射PN结时，结内将产生附加的大量电子空穴对（称之为光生载流子），使流过PN结的电流随着光照强度的增加而剧增，此时的反向电流称为光电流。不同波长的光（兰光、红光、红外光）在光敏二极管的不同区域被吸收形成光电流。被表面P型扩散层所吸收的主要是波长较短的兰光，在这一区域，因光照产生的光生载流子（电子），一旦漂移到耗尽层界面， 就会在结电场作用下，被拉向N区，形成部分光电流；彼长较长的红光，将透过P型层在耗尽层激发出电子一空穴对，这些新生的电子和空穴载流子也会在结电场作用下，分别到达N区和P 区，形成光电流。波长更长的红外光，将透过P型层和耗尽层，直接被N区吸收。在N区内因光照产生的光生载流子（空穴）一旦漂移到耗尽区界面，就会在结电场作用下被拉向P区，形成光电流。因此，光照射时，流过PN结的光电流应是三部分光电流之和。 二、光敏三极管 光敏三极管和普通三极管的结构相 类似。不同之处是光敏三极管必须 有一个对光敏感的PN结作为感光 面，一般用集电结作为受光结，因 此，光敏二极管实质上是一种相当 于在基极和集电极之间接有光敏二 极管的普通二极管。其结构及符号 如图Z0130所示。 三、光敏二极管的两种工作状态 光敏二极管又称光电二极管，它是 一种光电转换器件，其基本原理是 光照到P-N结上时，吸收光能并转变为电能。它具有两种工作状态：
光敏二极管实现讲解学习
光敏二极管实现
引言 目前，光敏电阻和光敏二级管用于亮度调节非常广泛，两者都很方便的运用在光强自动调节的领域，比如说，学校的路灯，街道的路灯，都可以用光敏传感器来实现智能光调节功能，非常方便，外面的电路用了光敏传感器的反向连接功能，如果是白天的时候，路灯的电压就会减小到零，如果是晚上的时候，路灯的电压就会升高到一定值，使路灯变亮，这样就使得马路边的路灯不受人工控制，实现全智能化。 我相信在未来不久，只要有灯的地方，光敏传感器调节亮度这方面的电路将得到很广泛的应用，我们晚上玩手机屏幕的时候，手机的亮度很刺眼，会严重伤害眼睛，这时我们也应用光自动调节亮度的原理来实现这一功能，当外界的亮度很暗的时候，手机屏幕可自动调节它的亮度，使它的亮度小到一定的范围，合适为止，还有电脑屏幕的显示屏也是一样，这样不仅节约电，而且对眼睛还有保护作用，这个领域现在已经应用很广泛。 总之，亮度自动调节电路这方面的应用已经很广泛，生活中这方面的应用无处不在，使其不断趋向智能化。
1 系统硬件设计总体框图 本文通过设计一个用光敏二极管进行亮度调节的电路，利用光敏二极管的反向PN 结来采集外部信号，电路可以实现用光敏二极管来控制灯的亮度，而且在数码管上显示它的亮度等级，通过做这个电路，让我更加熟悉光敏二极管的应用了解，本电路由五个部分组成，一是光敏二极管采集电路，二是运算放大器电路，三是电源部分电路、四是AD转换和数码管驱动模块、五是数码管显示电路，本设计框图如图1.1所示。 图1.1 总电路框图 2 各部分电路分析 2.1 光敏二极管采集电路 2.1.1 光敏二极管简介 光敏二极管也叫光电二极管，光敏二极管与半导体二极管在结构上是类似的,其管芯是一个具有光敏特征的PN结，具有单向导电性，因此工作时需加上反向电压。无光照时,有很小的饱和反向漏电流,即暗电流，此时光敏二极管截止。当受到光照时,饱和反向漏电流大大增加，形成光电流,它随入射光强度的变化而变化。当光线照射PN结时，可以使PN结中产生电子一空穴对，使少数载流子的密度增加。这些载流子在反向
二极管理想方程的推导~~~
二极管方程的推导 以空穴为例，平衡态的电流密度为零 （1-1） 进而可以写成 （1-2） 这里。X 的方向定义为由p 区指向n 区。把上式中的电场以电势负梯度的形式表示出来，即 ，则有 （1-3） 其中已用到爱因斯坦关系（），利用结两侧的电势n v 和p v ，耗尽区边界的空穴浓度n p 和p p ，并考虑到P 和V 只是位置的函数，认为中性区的载流子浓度等于平衡浓度，将上式两边进行积分得： （1-4） （1-5） 将0n p v v v =-代入上式，则接触电势0v 可用两区空穴的平衡浓度（p p ，n p ）表示出来： 0ln p n p kT v q p = （1-6） 如果n 区的施主杂质浓度是d N 、p 区的受主杂质浓度是a N ，则根据一般情况下p p =a N 、n p =2/i d n N 的近似，也可将接触电势0V 用两区的掺杂浓度（d N ，a N ）表示出来： 022ln ln /a a d d N N N kT kT v q n N q n == （1-7） 将（1-7）式改变形式，有0/kt p qv n p e p =（1-8） 考虑到两区载流子平衡浓度满足关系式2n n i p n n =，2p p i n p n =则
0/p qv kT n n p p n e p n ==（1-9） 而在施加了外加偏压的情况下，上式变成为 0()/() ()po q v v kT no p x e p x --=（1-10） 该式将外加偏压V 与空间电荷区边界处的空穴浓度（稳态）联系在一起。在小注入的情况下，空间电荷区边界处多子浓度的变化可被忽略，即尽管在少子浓度变化的同时多子浓度是等量变化的（以满足电中性要求），但多子的变化与其平衡浓度相比仍是可以忽略的。因此，可以认为空间电荷区边界x=-0p x 处的空穴浓度p （-0p x ）仍然保持为平衡时的值p p ，即p （-0p x ）=p p ，而x=0n x 处的空穴浓度变成p （0n x ）用（1-9）除（1-10）有 /0()qv kT n n p x e p = （1-11） 该式表面，在正偏的情况下，空间电荷区边界处的少子浓度与其平衡浓度相比显著的增大了，且增大的规律是随着偏压的增大而指数式的增大，这种变化称为少子注入，相应地，在反偏的情况下，空间电荷区边界处的少子浓度将是显著减小，且是随着反偏电压的增大而指数式的减小的，称少子抽出。当反偏压较大时，空间电荷区边界处的的过剩少子浓度实际上变成-n p 和-p n
光电二极管的应用电路
1. Low noise light-sensitive preamplifier Used in receivers for spatial light transmission and optical remote control. A reverse bias is applied to the photodiode to improve frequency response. This circuit outputs an amplified signal from the FET drain, but signals can also be extracted from the source side for interface to the next stage circuit with low input resistance. KPDC0014ED 2. Low-level-light sensor head The whole circuit is housed in a metallic shield box to eliminate external EMI (electromagnetic interference). The photodiode window size should be as small as possible. Use of an optical fiber to guide the signal light into the shield box is also effective in collecting light. If dry batteries are used and housed in the same shield box to supply power to the operational amplifier, noise originating from the AC source can be eliminated and the S/N ratio will be further improved. KPDC0016ED 3. Light balance detection circuit The output voltage Vo of this circuit is zero if the amount of light entering the two photodiodes PD 1 and PD 2 is equal. The photoelectric sensitivity is determined by the feedback resistance. By placing two diodes D in reverse parallel with each other, Vo will be limited to about ±0.5 V (maximum) in an unbalanced state, so that the region around a balanced state can be detected with high sensitivity. Use of a quadrant photodiode allows two-dimensional optical axis alignment. KPDC0017EB 4. Luxmeter This is an illuminometer using a visual-compensated photodiode S7686 and an operational amplifier. A maximum of 5000 lx can be measured with a voltmeter having a 5 V range. It is necessary to use an operational amplifier which can operate from a single voltage supply with a low bias current. A standard lamp should be used to calibrate the illuminometer. If no standard lamp is available, an incandescent lamp of 100 W can be used for approximate calibrations. To make calibrations, first select the 1 mV/lx range in the figure at the right and short the wiper terminal of the 500 9 variable resistor VR and the output terminal of the operational amplifier. Adjust the distance between the photodiode and the incandescent lamp so that the voltmeter reads 0.38 V . At this point, illuminance on the S7686 photodiode surface is about 100 lx . Then open the shorted terminals and adjust VR so that the voltmeter reads 1.0 V . Calibration has now been completed. KPDC0018EC Vo R PD : High-speed PIN photodiodes (S5052, S2506-02, S5971, S5972, S5973, etc.) R L : Determined by sensitivity and time constant of Ct of photodiode R S : Determined by operation point of FET FET: 2SK152, 2SK192A, 2SK362, etc. Bold lines should be within guarded layout or on teflon terminals. A 1:AD549, etc. Rf : 10 G 9 Max. A 2 :OP07, etc. S : Low-leakage reed relay Cf :10 to 100 pF, polystyrene capacitor PD: S1226/S1336/S2386 series, etc. PD: S1226/S1336/S2386 series, etc.A : LF356, etc.D : ISS270A, etc. Vo=Rf × (Isc 2 - Isc 1) (V) (Vo < ±0.5 V) When the amount of light entering the two photodiodes is equal, the output voltage Vo will be zero. In unbalanced state, Vo will be ±0.3 to 0.5 V. This circuit can be used for light balance detection between two specific wavelengths using optical filters. IC : ICL7611, TLC271, etc.PD: S7686 (3.8 μA/100 lx) * Meter calibration potentiometer 1
可获得正、负输出的理想二极管电路图
可获得正、负输出的理想二极管电路图 路的功能常用的二极管都有正向压降，不能进行微小信号整流，而当信号幅度较大时，环境温度若升高，整流电压又会跟着改变，很难构成高精度电路。理想的二极管电路可获得过零的二极管特性，这种电路可用OP放大器的反馈电路实现。电路工作原理OP 放大器A1为负输出的理想二极管电路，在输出端串接了二极管D1，并从D1的正极开始进行反馈，对于正的输入信号来说，A1只起单纯的反相放大器作用。 负输入时，OP放大吕A1的输出摆到正，D1被断开，为了保证其能在开环状态下工作以及防止饱和，在输出还接了二极管D2。A1的正输出被二极管正向压降箝位。OP放大器A2是放大倍数为1的反相放大器其作用是把A1的输出反相。如果采用单极输出，可把A2去掉。电路R3、R6的作用是用OP放大器的输入偏流IE消除失调电压，若选用FET输入OP放大器可去掉R3、R6。元件选择在本电路中，精度随输入频率的升高而下降，这是因为精度的高低取决于开环频率特性，在最高频率时取多大的开环增益极为关键，频率小于10KHZ时，可选用4558型OP放大器，数十赫以下时应选用TL085或LF353N，大于10KHZ 时须用高速OP放大器，为了减少杂散电容的影响，反馈电阻的阻值应降到2"5K。二极管可选用普通小信号用的开关二极管，但应注意，肖特基二极管有些产品耐压能力较差。电阻的精度取决于电路允许的误差，可用正负1%以内的金属膜电阻。注释小信号用二极管电路小信号硅二极管的主要用途是整流和限幅，用于高频检查波时，通常采用锗二极管或肖特基势垒二极管，它们的正向压降比硅二极管的低，特别是肖特二极管，虽然耐压能力低，但开关速度快，反向恢复时间短，适用于高频或高速转换电路。 除用作限幅外，在模拟信号的波形处理上二极管的正向压降VF及温度特性是值得考虑的问题，所以本电路把它放在OP放大器反馈环路中，构成所谓的理想二极管电路，在低频使用时
光敏二极管和光敏三极管
光敏二极管和光敏三极管 光敏二极管和光敏三极管是光电转换半导体器件，与光敏电阻器相比具有灵敏度高、高频性能好，可靠性好、体积小、使用方便等优。 一、光敏二极管 1．结构特点与符号 光敏二极管和普通二极管相比虽然都属于单向导电的非线性半导体器件，但在结构上有 其特殊的地方。 光敏二极管在电路中的符号如图Z0129 所示。光敏二极管使用时要反向接入电路中，即正极接电源负极，负极接电源正极。 2．光电转换原理 根据PN结反向特性可知，在一定反向电压范围内，反向电流很小且处于饱和状态。此时，如果无光照射PN结，则因本征激发产生的电子-空穴对数量有限，反向饱和电流保持不变，在光敏二极管中称为暗电流。当有光照射PN结时，结内将产生附加的大量电子空穴对（称之为光生载流子），使流过PN结的电流随着光照强度的增加而剧增，此时的反向电流称为光电流。 不同波长的光（兰光、红光、红外光）在光敏二极管的不同区域被吸收形成光电流。被表面P型扩散层所吸收的主要是波长较短的兰光，在这一区域，因光照产生的光生载流子（电子），一旦漂移到耗尽层界面，就会在结电场作用下，被拉向N区，形成部分光电流；彼长较长的红光，将透过P型层在耗尽层激发出电子一空穴对，这些新生的电子和空穴载流子也会在结电场作用下，分别到达N区和P区，形成光电流。波长更长的红外光，将透过P型层和耗尽层，直接被N区吸收。在N区内因光照产生的光生载流子（空穴）一旦漂移到耗尽区界面，就会在结电场作用下被拉向P区，形成光电流。因此，光照射时，流过P N结的光电流应是三部分光电流之和。 二、光敏三极管 光敏三极管和普通三极管的结构相类似。不同之处是光敏三极管必须有一个对光敏感的PN结作为感光面，一般用集电结作为受光结，因此，光敏二极管实质上是一种相当于在基极和集电极之间接有光敏二极管的普通二极管。其结构及符号如图Z0130所示。 当人射光子在基区及集电区被吸收而产生电子一空穴对时，便形成光生电压。由此产生的光生电流由基极进入发射极，从而在集电极回路中得到一个放大了β倍的信号电流。因此，光敏三极管是一种相当干将基极、集电极光敏二极管的电流加以放大的普通晶体管放大。 1、判断光敏三极管C、E极性，方法是用万用表20M电阻测试档，测得管阻小的时候红表棒端触脚为C极，黑表棒为E极。 2、暗电流测试： 按图（11）接线，稳压电源用±12V，调整负载电阻RL阻值，使光敏器件模板被遮光罩盖住时微安表显示有电流，这即是光敏三极管的暗电流，或是测得负载电阻RL上的压降V暗，暗电流LCEO=V暗/RL。（如是硅光敏三极管，则暗电流可能要小于10-9A，一般不易测出。 3、光电流测试： 缓慢地取开遮光罩，观察随光照度变化测得的光电流I光的变化情况，并将所测数据填入下表：
光敏二极管的检测方法
1．电阻测量法用黑纸或黑布遮住光敏二极管的光信号接收窗口，然后用万用表R×1k档测量光敏二极管的正、反向电阻值。正常时，正向电阻值在10~20kΩ之间，反向电阻值为∞（无穷大）。若测得正、反向电阻值均很小或均为无穷大，则是该光敏二极管漏电或开路损坏。 再去掉黑纸或黑布，使光敏二极管的光信号接收窗口对准光源，然后观察其正、反向电阻值的变化。正常时，正、反向电阻值均应变小，阻值变化越大，说明该光敏二极管的灵敏度越高。 2．电压测量法将万用表置于1V直流电压档，黑表笔接光敏二极管的负极，红表笔接光敏二极管的正极、将光敏二极管的光信号接收窗口对准光源。正常时应有0.2~0.4V电压（其电压与光照强度成正比）。 3．电流测量法将万用表置于50μA或500μA电流档，红表笔接正极，黑表笔接负极，正常的光敏二极管在白炽灯光下，随着光照强度的增加，其电流从几微安增大至几百微安。 1．光敏二极管的简易判别方法 （1）电阻测量法 用万用表1k档，测正向电阻约10kΩ左右。在无光照情况下，反向电阻应为∞，反向电阻不是∞，说明漏电流大；有光照时，反向电阻应随光照增强而减小，阻值小至几kΩ或1k Ω以下。 （2）电压测量法 用万用表1V档（无1V档可用1．5V或3V档），红表笔接光敏二极管的“十”极，黑表笔接“-”极，在光照情况下，其电压应与光照度成比例，一般可达0．2～0．4V。 （3）短路电流测量法 用万用表50mA或500mA电流档，红表笔接光敏二极管的“十”极，黑表笔接“-”极，在白炽灯下（不能用日光灯），应随光照的增强，其电流随之增加。短路电流，可达数十mA ～数百mA。 光敏二极管的主要特性参数 ①最高反向工作电压VRM:是指光敏二极管在无光照的条件下，反向漏电流不大于0.1μA 时所能承受的最高反向电压值。 ②暗电流ID:是指光敏二极管在无光照及最高反向工作电压条件下的漏电流。暗电流越小，光敏二极管的性能越稳定，检测弱光的能力越强。 ③光电流IL:是指光敏二极管在受到一定光照时，在最高反向工作电压下产生的电流。其测
光敏二极管
光敏二极管介绍 名词解释： 光敏二极管又叫光电二极管。 光敏二极管也是由一个PN结组成的半导体器件，也具有单向导电特性。它在电路中的符号是： 光敏二极管的重要特性就是把光能转换成电能。在没有光照时，光敏二极管的反向电阻很大，反向电流很微弱，称为暗电流。当有光照时，光子打在pn结附近，于是在pn结附近产生电子-空穴对，它们在pn结内部电场作用下作定向运动，形成光电流。光照越强，光电流越大。光的变化引起光电二极管电流变化，这就可以把光信号转换成电信号，成为光电传感器件。 光敏二极管在应用电路中的两种工作状态： 1、光敏二极管施加有外部反向电压 当光敏二极管加上反向电压时，管子中的反向电流随着光照强度的改变而改变，光照强度越大，反向电流越大，大多数都工作在这种状态。 2、光敏二极管不施加外部工作电压 光敏二极管上不加电压，利用P-N结在受光照时产生正向电压的原理，把它用作微型光电池。这种工作状态，通常用作光电检测器。 光敏二极管检测方法： ①电阻测量法 用万用表1k挡。光电二极管正向电阻约10kΩ左右。在无光照情况下，反向电阻为∞时，这管子是好的(反向电阻不是∞时说明漏电流大)；有光照时，反向电阻随光照强度增加而减小，阻值可达到几kΩ或1kΩ以下，则管子是好的；若反向电阻都是∞或为零，则管子是坏的。 ②电压测量法 用万用表1V档。用红表笔接光电二极管“+”极，黑表笔接“—”极，在光照下，其电压与光照强度成比例，一般可达0．2—0．4V。 ③短路电流测量法 用万用表50μA档。用红表笔接光电二极管“+”极，黑表笔接“—”极，在白炽灯下(不能用日光灯)，随着光照增强，其电流增加是好的，短路电流可达数十至数百μA。 光敏二极管的主要特性参数 本文介绍光敏二极管的主要特性参数：如最高反向工作电压V RM、暗电流I D、光电流I L等。 1、最高反向工作电压V RM:是指光敏二极管在无光照的条件下，反向漏电流不大于0.1μA时所能承受的最高反向电压值 2、暗电流I D: 是指光敏二极管在无光照及最高反向工作电压条件下的漏电流暗电流越小，光敏二极管的性能越稳定，检测弱无的能力越强。 3、光电流I L : 是指光敏二极管在受到一定光照时，在最高反向工作电压下产生的电流其测量的一般条件是: 2856K 钨丝光源，照度为l000lx。
光电二极管检测电路的组成及工作原理
光电二极管及其相关的前置放大器是基本物理量和电子量之间的桥梁。许多精密应用领域需要检测光亮度并将之转换为有用的数字信号。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的微弱电流。而前置放大器将光电二极管传感器的电流输出信号转换为一个可用的电压信号。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的电流至电压的转换,但这种应用电路却提出了一个问题的多个侧面。为了进一步扩展应用前景,单电源电路还在电路的运行、稳定性及噪声处理方面显示出新的限制。 本文将分析并通过模拟验证这种典型应用电路的稳定性及噪声性能。首先探讨电路工作原理,然后如果读者有机会的话,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的开始。第三步也是最重要的一步（本文未作讨论）是制作实验模拟板。 1 光检测电路的基本组成和工作原理 设计一个精密的光检测电路最常用的方法 是将一个光电二极管跨接在一个CMOS输入 放大器的输入端和反馈环路的电阻之间。这种 方式的单电源电路示于图1中。 在该电路中,光电二极管工作于光致电压 （零偏置）方式。光电二极管上的入射光使之 产生的电流I SC从负极流至正极,如图中所示。由于CMOS放大器反相输入端的输入阻抗非常高,二极管产生的电流将流过反馈电阻R F。输出电压会随着电阻R F两端的压降而变化。 图中的放大系统将电流转换为电压,即 V OUT = I SC×R F（1） 图1 单电源光电二极管检测电路 式（1）中,V OUT是运算放大器输出端的电压,单位为V;I SC是光电二极管产生的电流,单位为A;R F是放大器电路中的反馈电阻,单位为W 。图1中的C RF是电阻R F的寄生电容和电路板的分布电容,且具有一个单极点为1/（2p R F C RF）。 用SPICE可在一定频率范围内模拟从光到电压的转换关系。模拟中可选的变量是放大器的反馈元件R F。用这个模拟程序,激励信号源为I SC,输出端电压为V OUT。 此例中,R F的缺省值为1MW ,C RF为0.5pF。理想的光电二极管模型包括一个二极管和理想的电流源。给出这些值后,传输函数中的极点等于1/（2p R F C RF）,即318.3kHz。改变R F 可在信号频响范围内改变极点。
二极管电路的解题方法
中职《电子技术基础》教学中，二极管电路的计算看似简单，但实际学生计算起来却不易上手，往往容易出现错误，不能得出正确的结果。并且到学生临近毕业时，这种电路题大多数学生仍不会做。问题出在什么地方呢？主要在于方法不得当，概念模糊，思维没跟上。下面就这类题型的解题方法进行探讨。 一、利用电位法进行求解 在教学实践中，我总结出用电位法可快速准确求解出这类题目。现在，我们先探讨理想二极管问题。所谓理想二极管是指二极管正向偏置时正向压降为0，正向电阻为0；而反向偏置时，反向电流为0，反向电阻为∞。一定条件下把二极管理想化能快速解决许多类似问题，是可行的。 例一：如图（1）所示，d1为理想二极管，其它参数如图，试求uab两端的电压值。 分析：此类题型首先要弄清楚二极管在电路中的状态，即是正向导通，还是反偏截止的。利用电位法就可快速确定二极管的状态。步骤：①选定参考点，根据电路组成情况选择合适的位置为参考点。在本电路中，b、c、d三点均可作为电路的参考点，我们这里选择c点作为电路的参考点。注意，a点不能作为电路的参考点，为什么呢？是因为d1的状态未确定，电路的电流也未知，若a点作为电路的参考点，电路其它位置的电位就不能确定下来。②根据参考点的选择确定b、d两点的电位。很明显，由于uc=0v，e2=12v，所以ub=12v；而e1=6v，且d点接e1负极，故ud=12v-6v=6v。因此电路局部可以画成下图： 非常明显，d1为正向偏置，所以d1导通。由于d1为理想二极管，导通时正向压降为0v，故ua=ud=6v。所以本题uab=ua-ub=6v-12v=-6v。 例二：如图（3）所示，d1、d1均为理想二极管，其它参数如图，试求uab两端的电压为多少。 分析步骤：①选定参考点，根据电路组成情况选择合适的位置为参考点。同样，在本电路中，b、c、d三点均可作为电路的参考点。为分析问题简便，我们把通过导线直接相连的所有位置视为同一点，即等电位点，即在上图中所标注的三个b点我们把它看作为一个点。在这里仍选择c点作为电路的参考点。②根据参考点的选择确定b、d两点的电位。由于uc=0v，则ub=0v-e2=0v-9v=-9v，ud=ub-12v=-9v-4.5v=-13.5v。因此电路局部可以画成下图（4）： 根据b、c、d三点电位关系就可以判断出d1、d2均处于正偏导通状态，那么d1、d2会同时导通吗？如果是，则a点的电位就不确定了。事实上由于d1的正偏电压大于d2的正偏电压，所以d1优先d2导通，d1导通，于是a点电位就和d点相等，为-13.5v，这样反过来使d2变为截止了。所以本题uab=ua-ub=-13.5v-（-9v）=-4.5v。 二、用支路电压法求解 除了用上面的电位法判断二极管的状态来解决问题外，还可用支路电压法来判断二极管的状态，进而进行求解。 例三：如图下所示，d1、d1均为理想二极管，其它参数如图，试求ab两端的电压的uab。 方法与步骤：①首先断开两只二极管，或将d1、d1看作是无穷大的电阻；②求断开后二极管两端的电压。 d1：绕行路径b→c→a，uba=e2+ir1=9v+0×4kω=9v； d2：绕行路径d→b→c→a，uda=-e1+e2+ir1=-12v+9v+0×4kω=-3v。 注：由于视电路为开路，所以i=0。 因此d1正偏导通，而d2反偏截止。于是ua=ub=9v，所以本题uab=ua-ub=9v-9v=0v。
光敏二极管模块电路4
用途： 光线亮度检测,光线亮度传感器，具有方向性，只感应传感器正前方的光源，用于寻光效果更佳模块特色： 1 可以检测周围环境的亮度和光强度（与光敏电阻比较，方向性比较好，可以感知固定方向的光源） 2 灵敏度可调（图中蓝色数字电位器调节） 3 工作电压 3.3V-5V 4 数字开关量输出（0 和1） 5设有固定螺栓xx,方便安装 6小板PCB尺寸： 3.2cm * 1.4cm 你必须知道以下的几点： 1.红色,黄色的led 的电压值Vf 是 2.2V,绿蓝白色的led的电压值Vf是 3.2V。 2?你想要的电流是多少。小功率的led是20毫安以下。 3.你会算电阻公式 现在假如你想用红色led来做指示灯，电流是10毫安，算法如下： R=（12V- 2.2V）/10，再跟据R值看一下有哪个电阻值和它接近就选哪个。
红绿发光管导通电压约2V、白发光管导通电压约 3.3V。 如取工作电流为10MA,贝心 红绿管接电阻1K Q,白光管接电阻870Q （实际采用系列电阻810Q） 做电路时一般用3~5mA驱动LED 依据不同的LED型号有不同的参数，所以必须有针对性的讨论. 按外型分LED有DIP,SMD 按发光强度和工作电流分有普通亮度的LED（发光强度100mcd）;把发光强度在10?100mcd间的叫高亮度发光二极管。 一般LED的工作电流在十几mA至几十mA,而低电流LED的工作电流在 2mA以下（亮度与普通发光管相同）。 使用说明 1 光敏二极管模块对环境光强最敏感,一般用来检测周围环境的亮度和光强,在大多数场合可以与光敏电阻传感器模块通用,二者区别在于,光敏二极管模块方向性较好,可以感知固定方向的光源。 2模块在无光条件或者光强达不到设定阈值时，DO 口输出高电平，当外界环境光强超过设定阈值时，模块D0输出低电平； 3小板数字量输出D0可以与单片机直接相连，通过单片机来检测高低电平，由此来检测环境的光强改变；4小板数字量输出DO可以直接驱动本店继电器模块,由此可以组成一个光电开关；
光敏二极管应用电路
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。
光电二极管的工作原理及设计方案
光电二极管的工作原理及设计方案 光电二极管及其相关的前置放大器是基本物理量和电子量之间的桥梁。许多精密应用领域需要检测光亮度并将之转换为有用的数字信号。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的微弱电流。而前置放大器将光电二极管传感器的电流输出信号转换为一个可用的电压信号。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的电流至电压的转换，但这种应用电路却提出了一个问题的多个侧面。为了进一步扩展应用前景，单电源电路还在电路的运行、稳定性及噪声处理方面显示出新的限制。 本文将分析并通过模拟验证这种典型应用电路的稳定性及噪声性能。首先探讨电路工作原理，然后如果读者有机会的话，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的开始。第三步也是最重要的一步（本文未作讨论）是制作实验模拟板。 1 光检测电路的基本组成和工作原理 设计一个精密的光检测电路最常用的方法是将一个光电二极管跨接在一个CMOS 输入放大器的输入端和反馈环路的电阻之间。这种方式的单电源电路示于图1中。 在该电路中，光电二极管工作于光致电压（零偏置）方式。光电二极管上的入射光使之产生的电流ISC从负极流至正极，如图中所示。由于CMOS放大器反相输入端的输入阻抗非常高，二极管产生的电流将流过反馈电阻RF。输出电压会随着电阻RF两端的压降而变化。 图中的放大系统将电流转换为电压，即 VOUT = ISC ×RF （1）
图1 单电源光电二极管检测电路 式（1）中，VOUT是运算放大器输出端的电压，单位为V;ISC是光电二极管产生的电流，单位为A;RF是放大器电路中的反馈电阻，单位为W 。图1中的CRF是电阻RF的寄生电容和电路板的分布电容，且具有一个单极点为1/（2p RF CRF）。 用SPICE可在一定频率范围内模拟从光到电压的转换关系。模拟中可选的变量是放大器的反馈元件RF。用这个模拟程序，激励信号源为ISC，输出端电压为VOUT。 此例中，RF的缺省值为1MW ，CRF为0.5pF。理想的光电二极管模型包括一个二极管和理想的电流源。给出这些值后，传输函数中的极点等于1/（2p RFCRF），即 318.3kHz。改变RF可在信号频响范围内改变极点。 遗憾的是，如果不考虑稳定性和噪声等问题，这种简单的方案通常是注定要失败的。例如，系统的阶跃响应会产生一个其数量难以接受的振铃输出，更坏的情况是电路可能会产生振荡。如果解决了系统不稳定的问题，输出响应可能仍然会有足够大的“噪声”而得不到可靠的结果。 实现一个稳定的光检测电路从理解电路的变量、分析整个传输函数和设计一个可靠的电路方案开始。设计时首先考虑的是为光电二极管响应选择合适的电阻。第二是分析稳定性。然后应评估系统的稳定性并分析输出噪声，根据每种应用的要求将之调节到适当的水平。 这种电路中有三个设计变量需要考虑分析，它们是：光电二极管、放大器和R//C 反馈网络。首先选择光电二极管，虽然它具有良好的光响应特性，但二极管的寄生电容将对电路的噪声增益和稳定性有极大的影响。另外，光电二极管的并联寄生电阻在很宽的温度范围内变化，会在温度极限时导致不稳定和噪声问题。为了保持良好的线性性能及较低的失调误差，运放应该具有一个较小的输入偏置电流（例如CMOS工艺）。此外，输入噪声电压、输入共模电容和差分电容也对系统的稳定性和整体精度产生不利的影响。最后， R//C反馈网络用于建立电路的增益。该网络也会对电路的稳定性和噪声性能产生影响。
光敏二极管控制电路课程设计
目录 1、摘要 (2) 2、引言 (3) 3、设计内容及要求 (3) 4、原理介绍 (3) 5电路设计及分析 (6) 5.1电路元器件介绍 (6) 5.2设计思路 (7) 6电路的安装及调试 (8) 6.1电路的安装及调试 (8) 6.2安装调试过程中所遇问题及解决方法 (9) 7、总结 (9) 8、参考文献 (11)
1、摘要： 时代的发展必将伴随着科技的进步，在这个日益发展的社会，能源问题日益凸显！不管是日常生活还是科研中，节能与方便快捷日益受到人们的重视！光敏传感器是一类可根据光照的强弱导通或者截止的电子元件，它的产生与广泛应用为我们解决这一类难题找到了途径！ 目前，很多城市路灯控制系统多数处于人工管理的状态，使路灯管理和维护的成 本加大。智能化的控制电路为这一问题找到了解决途径。光控路灯系统不仅可以 给行人带来更大的方便，还不需要人工进行过多的操控，能够自动的切换路灯的 开关状态，体现了现代科技的智能化，同时也有效的降低了路灯管理和维护的费 用。 关键词：光敏二极管自动控制电路智能化
2引言 随着社会的发展，日常生活中的节能与人性化的控制日益受到人们的重视，光控就是其中之一！光控最大的优点就是可以根据环境的变化不需要人工操作自动导通或者截止电路，达到电路的智能化控制。光敏传感器有二极管、三极管，根据二极管三极管易受环境影响的性质，光照弱的时候，二极管导通，电路增大，电路导通。光照增强，二极管导通电流减弱，可以等效为截止，电路短路，以此达到只能控制电路。 本设计所介绍的是光敏二极管控制电路，使用的是光敏二极管。设计电路可以根据环境光照强度的变化，自动控制放光二极管的亮与灭。此设计主要是用于需要根据光照自动控制设备的运行。小的例子比如室外过道里的灯，街道上的路灯，既可以节能，也不需要人手动操作。大的例子如控制门的关闭等等。根据使用电路电流大小选择合适光敏二极管已达到控制电路的要求。 3 设计内容及要求 1）利用光敏二极管2CU1A设计光敏控制电路； 2）根据环境光照强度，修改电路元器件参数； 3.2设计要求 1）装置的结构和电路原理图； 2）调试过程，说明可能出现的问题及处理方法； 3）分析存在的问题； 4原理介绍 光敏二极管： 光敏二极管也叫光电二极管，是一种特殊的二极管。二极管又叫晶体管，其光电转换原理如下： 根据PN结反向特性可知，在一定反向电压范围内，反向电流很小且处于饱和状态。此时，如果无光照射PN结，则因本征激发产生的电子-空穴对数量有限，反向饱和电流保持不变，在光敏二极管中称为暗电流。当有光照射PN结时，结内将产生附加的大量电子空穴对（称之为光生载流子），使流过PN结的电流随着光照强度的增加而剧增，此时的反向电流称为光电流。不同波长的光（兰光、红光、红外光）在光敏二极管的不同区域被吸收形成光电流。被表面P型扩散层所吸收的主要是波长较短的兰光，在这一区域，因光照产生的光生载流子（电子），一旦漂移到耗尽层界面，就会在结电场作用下，被拉向N区，形成部分光电流；彼长较长的红光，将透过P型层在耗尽层激发出电子一空穴对，这些新生的电子和空穴载流子也会在结电场作用下，分别到达N区和P区，形成光电流。波长更长的红外光，将透过P型层和耗尽层，直接被N区吸收。在N区内因光照产生的光生载流子（空穴）一旦漂移到耗尽区界面，就会在结电场作用下被拉向P 区，形成光电流。因此，光照射时，流过PN结的光电流应是三部分光电流之和。
长方形光敏二极管SPDI752
PIN PHOTO DIODE PIN PHOTO DIODE PDI752 I752 S PD I752 Descriptions The SPDI752 is a high-output, high-speed silicon PIN photodiode mounted in a slid-looking package. Features Fast response times High photo sensitivity Small junction capacitance Pb free The product itself will remain within RoHS compliant version. Applications High speed photo detector Smoke Sensor Optoelectronic switch Camera VCRs , Video camera Package Dimensions
Characteristics Absolute Maximum Ratings (Ta=25℃) Parameter Symbol Rating Units Reverse Voltage V R35 V Power Dissipation Pd 150 mW Lead Soldering Temperature Tsol 260 Operating Temperature Topr -25 ~ +85 Storage Temperature Tstg -40 ~ +85 Notes: *1:Soldering time≦5 seconds. Electro-Optical Characteristics(Ta=25℃) Parameter Symbol Min.Typ.Max.Units Condition Rang of Spectral Bandwidth λ0.5 400 -- 1100 nm Wavelength of Peak Sensitivity λp-- 940 -- nm Open-Circuit Voltage V OC-- 350 -- mV T=2856K,Ee=5mW/cm2 Short- Circuit Current I SC-- 85 - μA T=2856K,Ee=5mW/cm2 Reverse Light Current I L- 85 - μA T=2856K,Ee=5mW/cm2 V R=5V Dark Current Id- -- 10 nA V R=5.0V Ee=0mW/cm2 Reverse Breakdown BV R35 170 -- V I R=100uA Ee=0mW/cm2 Total Capacitance Ct-- 44 -- pF V R=3.0V Ee=0mW/cm2 f=1MHz Rise/Fall Time t r/t f-- 50/50 nS V R=5.0V R L=50