这个光电二极管电路可以工作吗?


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奥利使用了这个电路

在此处输入图片说明

在一个答案中,它在Google图片上也会弹出很多。但这行得通吗?如果这样做的话,欢迎您提供理论上的解释。


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有人实际尝试过吗?我已经看到了无用但仍可以正常工作的演进电路。
Rocketmagnet

@Rocketmagnet我刚刚制作了电路,它可以工作了。似乎可以将二极管指向任一方向,但是原理图显示效果更好(除非我忘记了LED的哪一侧。)
AndrejaKo

@Rocketmagnet-我在讨论另一个问题时也尝试过。真的很高兴有人确认了这一点,谢谢安德烈亚。
奥利·格拉泽

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我敢打赌,大多数这样做的人都不知道它为什么起作用。
Federico Russo

Answers:


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据此,即使光电二极管两端的电压为零,它也确实会产生电流。这是短路电流。请注意,问题图中的参考方向与二极管I S C的参考方向相反,因此输出电压为:ISISC

VOUT=ISRF=ISCRF

在此处输入图片说明

我在这里找到了上面。

要问的一个合理问题是,如何在零电压下产生电流

请记住,即使二极管端子短路在一起,在耗尽区也会有一个内部电场。简而言之,耗尽区附近的光产生的EHP被E场隔开,导致电荷在P和N侧累积(这就是的产生方式)。短路会使电流恢复电荷平衡。VOC


+1-它会解释很多。不过,我还是要保留一些隐患:电流而不是电压,那不是超导体专用的吗?顺便说一句,您能否提供指向您找到该文档的链接?
stevenvh 2012年

@stevenvh,谢谢,我在答案中添加了一个链接。请记住,即使二极管端子短路在一起,在耗尽区也会有一个内部电场。简要地说,在耗尽区附近的光生成EHPS被分离由导致充在P和N侧累积E场(这是如何 被显影)。短路会使电流恢复电荷平衡。VOC
Alfred Centauri

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在阿尔弗雷德的答案之后编辑

经典的反相放大器是这样的:

电路

光电二极管将产生电流,这将导致电阻两端的电压降。具有负反馈的运算放大器将尝试使两个输入相等,因此反相输入将为0 V,并且流经电阻的电流将产生一个正输出电压。

为什么我认为其他电路不起作用?如果二极管产生电流,您会认为也会有电压降。然后,反相输入端的电压将高于零,而试图纠正这一点的运算放大器将看到其输出一直下降到负轨。

但是,阿尔弗雷德(Alfred)的图表显示,输入可以通过输出驱动至0V。它要求二极管两端的电压可以下降到零,同时仍然有电流。这是该文档中的另一张图,图确认了阿尔弗雷德·艾尔弗雷德(Alfred)的回答:

在此处输入图片说明


反向+发光的LED从阴极到阳极产生负电流,因此运算放大器产生正电流=电阻两端的电压以进行补偿。
奥利·格拉泽

@Oli-是的,这也是我在回答中所说的。但这是否也适用于所讨论的电路。如果反相输入>同相输入则输出将下降
stevenvh 2012年

我知道-是的,如果LED反过来,它应该熄灭,因此您需要双导轨。我刚刚通过设置确认了这一点。
奥利·格拉泽

我必须给它一个-1,因为电路显然可以正常工作。运算放大器对均衡二极管产生的电流很感兴趣。它只需要将其输出设置为通过Rf执行此操作所需的任何内容。
奥利·格拉瑟

@Oli-我很难相信它确实有效。像in x uA会给您y mV输出,而2x uA会给您2y mV输出。这比我对反相放大器工作的描述需要更好的解释。
史蒂文夫

2

您的答案中的电路依靠光电效应来利用跨阻放大器放大由二极管产生的光电流。

您所讨论的电路依赖于光伏效应,但电流方向错误(考虑具有单个二极管的太阳能电池),并且仅在有限增益(即与阴极串联的电阻器)下才有意义。还有一个隐含的光电流源与二极管并联。

我不知道光电二极管作为光伏源的效率如何,但我怀疑不是很高。


编辑

光伏放大器电路

再三考虑,R1并不是必需的,因为即使二极管短路,光电流仍然会流过(再次考虑将太阳能电池短路)。


@stevenvh-是的,对于连接到无输入电阻的反相放大器的任何电压源,都是如此。
MikeJ-UK 2012年

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@stevenvh-我刚刚意识到,光电二极管实际上是电流源,而不是电压源,因此我以前的评论不适用。
MikeJ-UK 2012年

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我从1989年的p253电路J,“电子艺术”中获得了电路思想。Sharp的应用笔记还在+ Vin上使用了一个电阻,用于运算放大器和光电晶体管,但没有说明其作用。

我测试了有无底部电阻的下面电路:拉出底部电阻的短路时看不到任何影响:甚至增益都没有变化。我正在使用标准的850 nm和830 nm二极管作为“光电二极管”,在非常低的光脉冲下进行测试。当“光电二极管”与本页上的图相反时,我得到了更好的检测。这可能仅在低照度(小于1 mW / cm ^ 2)时才重要。当二极管如本页所示定向时,输出为并未反相,这与所有人的评论相矛盾。也许光电二极管制造商宣称其方向与实际方向相反。反馈电阻上的0.0001至0.0047 uF电容器有助于减少脉冲尖峰,但对于非常低的光照水平,会使尖峰恶化。

如果在脉冲强度更大的情况下,将反向偏置的880 nm光电晶体管与运放一起使用(带有清晰的应用笔记中的图13)以及830 nm二极管,则在弱光条件下,其光检测效果比普通830 nm LED更好,约为普通830 nm LED的10倍。大约1毫秒左右,并且如果在返还电阻上使用了电容器。似乎可以检测到0.01 mW / cm ^ 2。

运算放大器是JFET,用于非常低的输入电流。

非常灵敏的光电探测器


什么设计?示意性地显示您在说什么,将使您的观点更加清楚。
Photon

这个设计。只需在我指示的位置插入1个电阻。这是清晰的应用笔记,图13。physlab.lums.edu.pk/images/1/10/Photodiode_circuit.pdf
斯科特·

1.此处的答案应该是完整的。不同答案之间没有固定的顺序,因此,如果您将另一个答案称为“上方”,“下方”或“这个”,则大多数读者不会知道您在说什么。另外,当您有代表时,应将原理图编辑成您的答案。2.在您所参考的图中,我没有看到+ Vin与二极管之间的任何连接,因此您在说的仍然不清楚。如果您制作示意图以显示您的意思并上传到Imgur或类似服务,我们可以编辑您的答案以内嵌图像。
Photon

好的,原理图已添加到我的原始帖子中。
斯科特·罗伯茨

了解您现在的建议要容易得多。但是光电二极管的偏置仍然为0(这就是OP所要求的)。与在反馈路径中只有9.4 MOhm相比,有什么优势?
Photon

0

不知道这是否有帮助,但我只是在面包板上测试了下面的电路,并且工作正常。灵敏度不是很高,需要一点光来记录任何东西,并且响应不是线性的,但它绝对可以衡量白色LED照射在其上的光量。电阻会影响灵敏度,更多的电阻=会更敏感-我一直对其进行调整,直到达到我想要的程度为止,我认为大约在10万至30万之间。

输出电压最大约为4v,但我认为这是LM358的局限性。

狡猾的原理图

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