s光電探測器ppt課件-文庫吧資料
2025-05-09 18:39本頁面
【正文】 4 1 0 1 0 1 2 5 1 0 0 .5bbV I R RV??? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?50 LOGO 恒流源型探測器的偏置和設(shè)計 ② 動態(tài)工作狀態(tài)設(shè)計 ? 輸入電路動態(tài)工作點的計算 動態(tài)工作點＋頻率響應(yīng) （ 1）根據(jù)直流通路確定靜態(tài)工作點 tEEE m ?s i n0 ??PDbVbR LRC 反偏壓 PD的交變光探測基本電路 反偏壓 PD的交變光探測電路直流通路 VIRV bb ?? bb IRVV ??回路方程 51 LOGO 恒流源型探測器的偏置和設(shè)計 ② 動態(tài)工作狀態(tài)設(shè)計 ? 輸入電路動態(tài)工作點的計算 （ 1）根據(jù)直流通路確定靜態(tài)工作點 Q 斜率為－ 1/Rb的直流負載線和照度為 E0的伏安特性曲線的交點確定靜態(tài)工作點 Q 52 LOGO 恒流源型探測器的偏置和設(shè)計 ② 動態(tài)工作狀態(tài)設(shè)計 ? 輸入電路動態(tài)工作點的計算 （ 2）根據(jù)交流通路確定動態(tài)負載線和工作區(qū)域 tEEE m ?s i n0 ??PDbVbR LRC反偏壓 PD的交變光探測基本電路 在信號通頻帶范圍內(nèi)，耦合電容 C可以認為是短路。已知 2DU的電流靈敏度R= A/μ W，在測光范圍中最大輻射通量 100μ W,伏安特性曲線的拐點電壓 VM=10V，若電源電壓 Vb=15V。 在利用圖解法確定輸入電路的 Rb和 Vb時，應(yīng)根據(jù)輸入光通量的變化范圍和輸出信號的幅度要求，使負載線稍高于轉(zhuǎn)折 M，并保證 Vb不大于最高工作電壓 Vmax。 48 LOGO 恒流源型探測器的偏置和設(shè)計 ① 靜態(tài) （直流或緩慢變化輻射） （ 3）參數(shù)分析（ Rb和 Vb ） 1bV2bV3bV功耗限制VI?? ??00??? ??0Vb影響 由圖可知：對相同的 Rb值，隨 Vb增大、輸出信號電壓線性改善。 47 LOGO 恒流源型探測器的偏置和設(shè)計 ① 靜態(tài) （直流或緩慢變化輻射） （ 3）參數(shù)分析（ Rb和 Vb ） 利用圖解法可定性的求出電路參數(shù) Rb和 Vb對輸出信號的影響。 Δ V電壓輸出和 177。 當輸入光通量由 Φ 0作 177。 43 LOGO 44 特殊結(jié)型光電二極管 LOGO 45 特殊結(jié)型光電二極管 LOGO 恒流源型探測器的偏置和設(shè)計 ① 靜態(tài) （直流或緩慢變化輻射） （ 1） 基本電路 VIRV bb ??bb RVVI /)( ??PDbVbR LRC46 LOGO 恒流源型探測器的偏置和設(shè)計 ① 靜態(tài) （直流或緩慢變化輻射） （ 2）確定負載線 負載線和靜態(tài)工作時所對應(yīng)的伏安特性曲線的交點 Q即為輸入電路的靜態(tài)工作點。使用方便，可靠性高，體積小，重量輕，抗震，可密封防水，成本低，功耗小。不具有磁性，不受外界電磁干擾、電源干擾和雜光影響。 信號傳輸是單向的，模擬信號和數(shù)字信號都可使用。 42 LOGO 特殊結(jié)型光電二極管 ④ 光電開關(guān)和光電耦合器 光電耦合器件的特點 具有電隔離的功能。共同點是，發(fā)光邊與受光邊是彼此獨立的，完全沒有電的聯(lián)系。不同的是，光電開關(guān)不封閉，發(fā)光端和受光端之間可以插入外調(diào)制板。 40 LOGO 41 特殊結(jié)型光電二極管 ③ 雪崩光電二極管 ① 反偏電壓高 ② 靈敏度高，電流增益可達100?1000 ③ 響應(yīng)速度快，響應(yīng)時間短，響應(yīng)頻率高 特點 LOGO 特殊結(jié)型光電二極管 ④ 光電開關(guān)和光電耦合器 光電開關(guān)和光電耦合器都是由發(fā)光端和受光端組成的組合件。 由于 PIN型光電二極管在較高的反向偏置電壓的作用下耗盡區(qū)擴展到整個 PN結(jié)結(jié)區(qū)，形成自身保護（具有很強的抗擊穿功能），因此， PIN型雪崩光電二極管不必設(shè)置保護環(huán)。 M 隨反向偏壓 U的變化可用經(jīng)驗公式近似表示： nBR )/(11UUM ??靈敏度 eRMhv??UBR雪崩擊穿電壓 38 LOGO 特殊結(jié)型光電二極管 ③ 雪崩光電二極管 總電流 A：在偏壓較低時，光電流很?。? B：產(chǎn)生雪崩倍增，光電流輸出最大； C：偏壓接近雪崩擊穿電壓，暗電流迅速增加，增加的速度比光電流快，所以降低了靈敏度。它們與勢壘區(qū)中的晶格原子碰撞產(chǎn)生電離，激發(fā)產(chǎn)生的二次電子與空穴在電場下得到加速又碰撞產(chǎn)生新的電子－空穴對，如此繼續(xù)，形成雪崩倍增效應(yīng)。一般光電二極管的反偏壓在幾十伏以下，而 APD的反偏壓一般在幾百伏量級，接近于反向擊穿電壓。 36 LOGO 特殊結(jié)型光電二極管 ③ 雪崩光電二極管 雪崩光電二極管為具有內(nèi)增益的一種光生伏特器件。這種管子響應(yīng)速度特別快，帶寬可達 100GHz，足目前響應(yīng)速度最快的一種光電二極管。 ③ 對光斑形狀無嚴格要求，只與光能量重心有關(guān) ④ PSD檢測，光點越接近邊緣，位置檢測誤差越大 LOGO 35 特殊結(jié)型光電二極管 ② 光電位置探測器件 ⑥ 背景光影響 10 2LXI I IL? ???20 2LXI I IL? ???? ?2100112xII XPI I I L?????LOGO 雪崩光電二極管：利用雪崩管在高的反向偏壓下發(fā)生雪崩倍增效應(yīng)而制成的光電探測器。但光強太大會引起器件飽和。 ② 入射光強對位置
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