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1、1.斜线与水平轴夹角光电二极管工作原理和特性,的正切量纲是电段一而·。P一,,M光电二极管是结型器件当光照射在N结时导(姆欧)(这里巡,一,,光子被吸收产生电子空穴对电子和空穴在结区被不代表角度下结,。。电场所收集在外电路形成光电流为了保证绝大同).,,月)否部分响应波长的人射光能在结区吸收这就要求空间任意电压bV呢vb。v。P,五电荷区有足够宽光照功率为所I夕,度所以外电路加产生的光电流将以六)图3线性化光电二极管特性:有足够的反偏电是。V。物召光艺流50V一、·‘压反偏电压变哈I=gV+SP(l)劝巧10/,I:Vr,时,,化时光电流和对I:二f(VbP:)进行全微分:/铸“sy在交变情
2、况时入射光功率P;的.口1一二一dP一卜l。Ql=几V寸卫(2)关系如图在低dV七dPI偏压下灵敏度S=令dJ一—萦l,dV=t)b,dPI=pl,小偏压超、J11al理一‘,~,二S△PI一~_巧乃35马(刀劝口V口P,·过10伏灵敏度接物人先动率l=gu。+PI有S(3)近定值。所以应用为了工作在线一图1光电二极管PI1特性时偏压常大于10,性区域内负载线伏。的交点M必须在。光电二极管的输出特性曲线如图2所示产。M点的右侧否,I,L幻则一P不是线Vb‘b),ha性关系即方程(l)抓要光龟二。践3劝W不能适用在图3盯J凡曰甘,‘图4光电二极管电路25刀W中对M点可以及交变等效电路得出:15
3、双W··尹趁如gV‘=gV石十SP了(4)邱W_SP了V乙,(5)一呱g一g图,20呢20加40支犷‘:偏压Vb吸V)如果M点在M点上将有。L,(V一V否)G二gV石(6)一光电二极管Vb1特性L“g‘·V否G(7)V。一V‘2.线性化和负载的大小把(5)式代入(7)式SP了,从图2中看出每条特性曲线的平直部分是平行,g一gL‘,。/“G=g的并且间距相等弯曲点M对应的电压值V‘叫曲_SP丫bV,”。3。、Lg一g膝电压图是线性化的特性其中g了和G是一18一。产点。。再来看在这种情况下的输出电流先看M一一一一二些石一一一、,,=(V。‘/_g_SP丫(8)I公一V‘)G(17)、·/gg)
4、式代入得:把(14。‘。,当V给定后就可求出G当然也可以先给定I一L。。公三丝丑兰O反求出V更(18)‘+h二生v里卫生兰旦土旦生匕(ga)责GL,H(g+g)对于点产:在给定P了的情况下g为I卜宜鱼土旦卫立(19),+_,_vP__她+S了一SP了匕一下下于一6,下西7一、。。,责V七一yb—。L。输出电流I一ev一旦二卫兰二E卫(20).3缓变光照的光电变换1+~婆二UL,在图4的光电线路中人射光功率从Pf缓慢变(2)利用输出电流的情况P。在保证线性关系的条件下,求其最佳负载。化到了b,RL=L二co)从图5看出在V选定后在0(G输(D利用输出电压的情况:I。。a:=P出电流取得最大值S
5、(P了一丁),如上所述为_、(3)利用输出功率的情况,。·,,。。::了保证线性负载输出功率P=GLV含在LP叙G给出后是电阻最大只能是通。ma:。由V决定得出的尸。过M点输出电0.5lZDU:S二微安_}__例国产硅光二极管灵敏度压:微瓦幅度是.,,。二V一g=001微姆欧曲膝电压V‘二10伏V公一V‘结间漏电导,(10)论钧陀丫b釉日光输入功率从Pf=15微瓦变到P了二25微瓦供电电一一b。:压v=50伏求取得最大功率(和电压相同)传输从图5可以看图5光电二极管线性工作图L,。,。,出在容许的条件下的最佳负载R输出电流I输出电压V输出功,。。。。,GLP(增加量)V尽量选得大一些并且尽量
6、使小这样V就率:产可大一些。解第一步确定g我们从H点看据式(gb)‘.L。g=126微姆欧G(V一V公)=gV公+Sp丁(11)L再从产第二步确定最佳负载RM点看L。据(8)式G(V一V石)二名V‘+SP丫(12):.:G二03微姆欧从两式得出.,二,、「,GV一SP叮R少‘一33兆欧V启二(13)~---GLg十廿L一~。第三步求输出电压VL、GV一Sp犷(14)g+GL据式(15)。P,!一P才把13)(14)式代—人(10)式中V。=S止上一止匕上(式和g+GL。P甲一P不。.V=O(15)=0.525微瓦一15微瓦L微安g十U..微瓦001微姆欧+03微姆欧这是‘。GL通过M点负载线
7、所决定的输出电压值.=166伏。—L,。的选取是据(8)式确定的从式(15)看出G小V第四步求输出电流。。,L输出可以大又从式(8)中看出V增大时G就可。:。据式(20)I=eV。。。。::以取得小的值输出最大值V是.·.=03微姆欧166伏二5微安P犷一Pf。ma:P。V二Sg,第五步求输出功率g+(16).。·..公b‘P=GLV艺=03(166)V(g一g)微姆欧伏一lSP丫=83微瓦一19一..,.,
