进行LED开/关调制的最快方法？

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我需要快速调节LED的开/关（几兆赫兹范围）。这是一个大功率LED。我很难找到任何知名的方法来做到这一点。只需用FET切换电压即可快速打开LED，但下降时间会受到影响，为解决这个问题，我想有一些不同的解决方案，例如，短时间切换反向偏置？有任何想法吗？

我认为关断的根本问题是电荷载流子使pn结有点像电感器，因为关断电压梯度后电流会持续一小段时间，但我没有在此找到任何参考。

我知道可以更快地调制激光二极管。

编辑：由于这个问题有很多看法，让我添加一些背景信息-此应用程序是使用飞行时间CMOS传感器的3D相机。本质上，您发出光，它会在要成像的场景上反弹，并且图像传感器可以辨别出发送光和接收光之间的相位差。更快，更深的调制意味着更好的分辨率和更少的3D图像噪声。在此特定应用中，目标调制速率为20 MHz。

led mosfet modulation

— 比约恩·韦森
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激光绝不能与LED相提并论（除了两者都发光之外）。最快的激光比LED快倍。

10^{9}

$10^{9}$

— stevenvh 2011年

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@stevenvh：是的，这相当于“快得多”，对吗？;）

— Bjorn Wesen

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为什么激光二极管的调制速度比常规发光二极管快？

— endolith's

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如果您尝试以这种方式发送数据，请不要尝试将其调制为0％-100％。走10％-90％，这会更快。

要快速关闭它，您需要2个推挽配置的晶体管PNP + NPN或N-MOSFET + P-MOSFET，以便在“关闭”状态下LED会短路接地。使用BJT实现高速将会更容易。

如果需要超过1-5Mhz，则需要添加抗饱和肖特基二极管。

另一尝试是从4个BJT中桥接电路-它将更快地消除LED中的剩余电荷（因为LED将在关闭状态下反向偏置），但我没有尝试过。如果反向偏置过多，某些LED可能会死亡。

— 酒吧怪兽
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感谢您的回答，这是我正在尝试的东西！另一个问题：0-100比10-90％慢意味着什么？显然，总的上升/下降时间会变慢，但如果上升/下降沿速度相同，则眼图区域总计会增加，并有助于我进行调制。为什么BJT设置更快？缺乏FET栅极电荷调制？

— Bjorn Wesen

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是的，很难高速驱动MOSFET。关于10-90的事情-关断时的上升比亮度的10％慢。因此，例如，由于在DVD-RW驱动器中使用了这种方法-激光永远不会关闭，但是在“关闭”状态下它的功率会大大降低。

— BarsMonster 2011年

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另外，似乎我错了90％左右-忽略了2例是0-100％和10-100％，而不是0-100和10-90。

— BarsMonster 2011年

@BarsMonster您应该使用10-100％的内容修正原始评论

— Shadetheartist

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LED本身需要一些时间才能关闭，但我认为仍然可以达到几个MHz。

听起来您的问题是用于切换LED的晶体管的关闭时间。尝试从发射器而不是集电极驱动LED。逻辑输出直接驱动NPN的基极，集电极连接到电源，发射极连接到电阻，然后连接到LED，然后接地。由于晶体管从不饱和，因此应迅速关断。该基极被积极地施加低电压，这也有助于快速关闭它。

— 奥林·拉斯罗普（Olin Lathrop）
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是的，我至少要尝试使用具有更快指定关断时间的FET-尽管简单地移动栅极电荷也是一个决定性因素，所以也需要缓冲器。您认为BJT在这种情况下实际上会更好吗？我要拉2A ...

— Bjorn Wesen

Δ t = (s l e w r a t e) * Δ V

$\Delta t= \left ( slew rate \right ) * \Delta V$

<str>前几天我们看到的那些发射极开关双极晶体管中的一个会帮助吗？我记得它们的开关时间似乎比普通的NPN bjts快。</ strike>没关系，我想它们是用于高压应用的

— NickHalden 2011年

@JGord：我并不是真的在谈论dV / dt。在这种情况下，我们切换的是电流，而不是电压。饱和的BJT需要一段时间才能关闭，因为基地中有很多额外的少数族裔。它们在基本电流被切断后会徘徊，导致导通，直到最终耗尽。BJT永远不会在发射极跟随器模式下饱和，因此可以快速关闭。不，发射极开关双极性在这里不合适。

— 奥林·拉斯罗普

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该网站上有用于快速LED切换的简单电路。 http://www.fiber-optics.info/articles/light-sourcing_diode_led 尚未尝试过，但我正在解决相同的问题。连续运行后需要最快的关闭时间

— 布莱恩·奥雷根
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您能否将一些链接信息带入答案？该链接消失后，您的答案将变得毫无用处。

— stevenvh 2012年

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要从Brian O'Regan发布的链接中添加相关信息作为完整答案：

该文档涉及数字LED驱动器的三种常见/常用电路：

串联驱动
分流器
与超速和低速分流

1.系列

原理图

^{模拟此电路 –使用CircuitLab创建的原理图}

Q1直接切换LED

Pro：平均电源电流
低Con：低速（<30-50 Mb / s）

2.分流

原理图

^{模拟该电路}

Q1使LED分流-快速放电==快速关闭时间

优点：更高的速度（几倍于1倍）
缺点：更高的功耗（与LED点亮相比，LED消耗的电流更多！）

3.上下驱动器分流

原理图

^{模拟该电路}

延伸2。

C1减少Q1的切换时间
R3，R4和C2在开启时提供过驱动，在关闭时提供欠驱动
R3 + C2的典型RC时间常数== LED的上升/下降时间

优点：产生的速度比2高。
缺点：需要精心选择的值-否则具有破坏性

摘要：

对于高性能LED和驱动器设计，光学上升时间可以短至1.5ns。
大多数LED的关闭时间较慢。
通过精心设计，可以达到2.5ns的光关闭时间。
通常有一个小（峰值驱动电流的百分之几）的预偏置电流来改善动态响应，因此LED永远不会产生反向偏置。

通过所有这些概念，对于生产就绪的设置，可以达到约270 Mb / s的运行速度。

所有这些信息仅来自链接的文档。尚未进行自我实验。

我觉得这是对原始答案的太大修改；如果那是错误的，我很乐意将信息移到编辑中。

— 斯蒂芬·克鲁格
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您是否考虑过使用“晶体管驱动器”来驱动LED？（或者考虑使用“晶体管驱动器”来驱动晶体管-然后驱动您的LED？）

我说的是诸如Microchip MCP14628，Texas Instruments TPS28226等器件，这些器件可从我最喜欢的电子供应网站上获得，数据手册声称所有这些器件都可以在10 ns内切换高电容负载。（希望您的LED电容要小得多，因此这些芯片可以更快地切换它）。

ps：每个晶体管驱动器的数据表为“峰值功率”给出了一个很大的数字。该数字仅对非常短的脉冲有效。LED通常具有相似的“峰值功率”额定值，约为连续功率额定值的4倍。我听说大多数光通信系统都是经过精心设计的，因此该系统最多将LED或激光打开一或两次，然后关闭并使其冷却-例如，两种编码方式之一，又称曼彻斯特编码，以及四分之一的编码，也称为PPM。

我听到有传言说某些IrDA设备可以以16 Mbit / s，96 Mbit / s或1 Gbit / s的速度进行通信。这与您想做的事情是否足够接近，您可以购买现成的东西？还是买一些现成的东西，打开它，然后进行相对较小的修改？

— 大卫
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我用Zetex FMMT 413、415或417 TA制作了雪崩晶体管电路。我使用了50欧姆的同轴电缆，而不是电容器，就像在Blumlein电路中一样。这样，我开了一个小的SMT绿色LED，上升时间约为7 ns，脉冲宽度约为10 ns（由Blumlein电路的同轴电缆长度决定）。您需要为雪崩晶体管提供高压电源。

— 史蒂芬
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原理图将有助于使您的答案更有用。在获得更多代表之前，您可以将其上传到免费的图片托管网站，并在答案中包含一个链接。然后，有人将编辑您的答案以将图像插入行内。

— Photon

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另外，这里不使用问候和称呼。带有用户名的图标会自动添加到您的所有帖子中。如果要共享您的联系信息，可以将其放在用户页面上。

— Photon

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我想添加我在论文中看到的电路。它同时具有超速行驶和低速行驶，但我不知道它与3相比有何不同。好像它应该是低功率的……至少在关闭时。同样，必须小心谨慎地设置值，以使电荷上的正电流峰值和放电上的负电流峰值（以及它们施加到二极管的相关电压尖峰）不会炸裂，尽管您可以在其中放置TVS。并联以保护LED，并在不牺牲速度的情况下使组件选择变得至关重要。

我尚未使用此电路，但是您可以通过与MOSFET并联的大偏置电阻来提高开启速度，以便在关闭LED时使其偏置。但是，MOSFET泄漏电流可能对此足够，或者在电流达到峰值时可能不必要。我想您也可以将其更改为发射极或源极跟随器，以防止饱和，如果晶体管速度最终以某种方式成为限制因素。

原理图

^{模拟此电路 –使用CircuitLab创建的原理图}

— DK阮
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我不知道您的应用程序是什么，但是这种高亮度LED驱动器范围是否值得关注/使用？

http://www.maxim-ic.com/datasheet/index.mvp/id/5274

还有其他类似的。

— 马延科
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谢谢，但是开关模式电流源太慢，无法控制已调制的LED，除非将其作为纯均值控制来完成-例如，如果使用50/50占空比调制开/关，则可以使用电流驱动器来提供平均电流。但对于我的应用程序，我实际上并不需要超稳定电流，这是很重要的一点，那就是实际的开/关开关，无论如何，这必须从外部添加到上述芯片中。这里的问题主要是LED和FET / BJT物理问题，而不是电流控制（串联电阻会起作用）。

— Bjorn Wesen

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我看着快脉冲之前，我们最终实施类似的电路在本文中（以更好的画质数字相关简报）。这实际上是电流脉冲整形电路，如果搜索“纳秒脉冲LED”，将会发现更多的信息

— 克里斯·H
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