第4章光电二三级管(2)

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1、图解法计算a) 基本电路 b) 图解法计算图6- 2光电二极管输入电路的图解法（a）负载电阻变化 （b）功耗图6- 3 大信号状态下的图解法LbIRIUU)(LbIRUIU)(在伏安特性上画出负载线Ub-IRL，该负载线斜率为-1/RL，是通过UUb，且与纵轴交于Ub/RL点的直线当输入光通量改变时，在负载电阻RL上会产生的电压信号输出和的电流信号输出变化 .当偏置电压Ub不变时，对于同样的输入光通量，负载电阻RL的减小（图中）会增大输出信号电流而使输出电压减小。但RL的减小会受到最大工作电流和功耗的限制。为了提高输出信号电压，应增大RL ，但过大的RL会使负载线越过特性曲线的转折点M进入非线

2、性区。利用图解法确定输入电路的负载电阻RL和反向偏压Ub值时，应根据输入光通量的变化范围和输出信号的幅度要求使负载线稍高于转折点M，以便得到不失真的最大电压输出 分段折线化有两种方法：方法一如图（a）所示，作两端曲线的切线，交与M点，连接原点O和M点；方法二如图（b）所示，最大输入光信号对应的伏安特性曲线的转折点为M，过M点做直线部分的拟合曲线，同时连接原点O和M点。 折线化伏安特性的解析计算法用到参数定义如下：（1）转折电压U0 ：对应于曲线转折点M处的电压值；（2）初始电导G0 ：非线性区近似直线的初始斜率；（3）结间漏电导G：线性区内各平行直线的平均斜率；（4）光电灵敏度S：单位输入光功

3、率（或光照度、光通量）所 引起的光电流值。 （a）确定线性区 （b）计算输出信号图6- 5 折线化的解析法计算max000SGUUG0max0/USGG在线段MN上有关系 （1）确定线性工作区域（2）计算负载电阻和偏置电压为保证最大线性输出条件，负载线和max与对应的伏安曲线的交点不能低于转折点M。设负载线通过M点，由图65（a）中的图示关系可得 000)(UGGUULb000LbGUGUUmax0max0(1/)/LbSGUG GSG 0max0(1/)11bLUG GRGSGmax00()()bLSGGUG GG（3）计算输出电压幅度当输入光通量由min变化到max时，输出电压幅度变化量为

4、 0maxUUUminmaxmax)(SGUUUGbL在H点： 在M点： max00)(SGUUUGbLminmaxmax0LbLLbLG USUGGG USUGG maxminmax0()LLSSUUUGGGG （4）计算输出电流幅度由图65（b）可知，输出电流幅度为 ：LGUIIIminmax)/1/()(minmaxLLGGSUGImaxminmax0()LLSSUUUGGGG 代入电压幅值公式G，故上式可简化为： LGSSI)(minmax（4）计算输出电功率UIP22()()LLLSPGUGGG22()()LLLSPGUGGG假定输入光照度为正弦变化，具有tEEemsin0的形式 静

5、态动态tmsin0bRLR若在信号通频带范围内，耦合电容Cc可认为是短路。和的并联 设交流负载总电流峰值为Im，则有)/(bLmmGGIU三角形MHQ中有如下关系：mEmmIS EGUEmmLbS EUGGGLRLP负载电阻上的输出功率为 111222LLmLmPIUI UmLLmLUGRUI/22EmLLbLS EGPGGG22EmLLbLS EGPGGG0LLPG0LbGGG求偏微分，即可以得到：可得阻抗匹配条件下负载的输出电压峰值Umo，最大输出功率有效值LmP和输出电流峰值Imo，分别为 002/LmEmGESU2/8/)(2002moLLmELmUGGESPmEmoLomoLmmoESUGUPI212 (6- 28)在最大功率输出条件下的直流偏置电阻0bR 0QQEIGUS EbQbQGUUI)(0bbEQbG US EUGG02()EmQmmMbS EUUUUGG00(2)22()EmMbbMSEEGUGUU002()(2)2bMbEmMUURSEEGU