了解光电二极管等效电路

等效电路帮助我们理解和预测电子元件在现实生活中的功能。对于光电二极管来说，等效电路模型是一个重要的分析工具，因为简单地将光电二极管符号插入原理图中并不能告诉你将要产生的信号以及光电二极管与放大器电路相互作用的方式。

本文是介绍光电二极管系列的第五篇文章。补上剩下的部分，学习以下内容:

• PN结和光线如何工作
• 光敏的pn结是如何工作的
• 光电二极管的模式有:光导和光电两种
• 用于光电二极管的半导体技术

光电二极管的基本等效电路

不是所有的光电二极管模型都是完全相同的，但有四个元素是一致的:一个电流源，一个并联电容器，一个并联电阻，和一个串联电阻，外加一个由二极管符号表示的正常pn结。

光电流

理想电流源(I_PD)表示光电流，即二极管对入射光的响应所产生的电流。注意,光电流的方向对应于电流流二极管的阴极二极管的anode-this是一个很好的提醒,光敏二极管使用零偏差或反向偏压,和当前的生产流动方向相反的我们希望从正常的正向偏压二极管。

如前一篇文章所述，我们使用响应度来量化入射光功率和光电流之间的关系。典型硅光电二极管的响应率范围从400 nm EMR的0.08安培/瓦(a /W)到700 nm EMR的0.48 a /W。

结电容

并联电容器（C_j）表示二极管的结电容，即与PN结的耗尽区域相关联的电容。结电容是一个重要参数，因为它强烈影响光电二极管的频率响应。下部接合电容允许卓越的高频操作。

你可能会注意到在光电二极管模型中C_j是可变电容器。虽然这种表示似乎不太常见，但它不是一个坏主意，因为它提醒我们，结电容取决于偏置电压。通过增加反向偏置电压，我们可以故意设计用于更高带宽的光电二极管系统。

这绘制了光电二极管的特性与应用， 由...出版OSI光电子学雷竞技最新app-通过在光导模式下操作光电二极管，可以实现结电容的大幅降低。

平行阻力

与光电二极管并联的电阻称为分流电阻（R_SH.)．与一般的电流源一样，当R_SH.是无限的。由于分流电阻无穷大(或者在现实生活中非常高)，电流源将其所有电流传递给负载，而电流电压比完全由负载电阻决定。当分流电阻接近负载电阻的值时，它对电流电压比的影响开始变得更加明显。

通过许多光电二极管，分流抗性非常高，以至于它不会严重影响典型应用中的整体性能。对于硅光电二极管，R_SH.是几十，几百，甚至几千兆欧姆，铟镓砷化物也可以有极高的分流电阻。然而，对于锗，你需要更加小心，因为R_SH.通常会在千克姆范围内，也许甚至是低千克姆的范围。

并联电阻也影响噪声性能。R_SH.减少，光电二极管的约翰逊噪声增加。

串联电阻

光电二极管具有有助于串联电阻的触点，线材和半导体材料（R._S.)．这种阻力趋于非常低，如在几欧姆或几十欧姆中，尽管可以更高的值是可能的。

据我所知，串联电阻通常不是光电二极管系统设计中的一个主要问题。然而，过量的串联电阻可以减少线性度：通过r的光电流_S.创建开始转发偏置的电压降，光电二极管在零偏置配置中操作（参见下图）。正向偏置二极管具有指数电流 - 电压关系。因此，r的电压增加_S.减少到达负载的光电流，因为它导致一些光电流通过二极管本身转移到地，并且这种电流转移以非线性方式发生。

搭档

当我们设计或分析基于光电二极管的检测电路时，我们使用等效电路来帮助我们了解光电二极管功能中涉及的各种电气参数。光电二极管等效电路的基本元件是用于光电流的电流源，二极管符号以表示PN结，与电流源并联的电容器，与电流源并联的电阻器，以及与输出串联的电阻器当前的。