光电二极管工作原理，如何在电路中使用光电二极管

光电二极管是用于检测电子电路中入射光的常用元件之一。它具有广泛的应用，如远程控制，警报，感官应用等。本文解释了什么是光电二极管，它是如何工作的以及如何在电路中使用它们。

光电二极管工作原理：

要了解光电二极管，我们首先需要知道什么是二极管。我不打算详细介绍，但二极管是一种只允许一个方向电流（仅在正向偏置中）的组件。反向偏置二极管时会阻断电流。

来到光电二极管，它表现出相同的特性，允许正向偏置时的电流。然而，当反向偏置时，它会抵抗电流，直到光线入射到它上面。当光落在光电二极管上时，电流开始流过它，这取决于光电二极管上入射光的强度。当电流流过光电二极管时，电压将在其上产生，我们将在电路中利用它来检测入射光。

特点：

让我们通过看一下它的VI特性来更好地理解这一点。在下面的曲线中，您可以注意到在不同光照条件过二极管的电流。当光强度较小时，流过光电二极管的电流较小，但是当入射光强度增加时，我们可以注意到流经二极管的电流增加。另一个需要注意的有趣事实是，施加到光电二极管的电压对电流几乎没有影响，它在很大程度上取决于二极管上的入射光。

在电路中使用光电二极管：

所以我们现在知道什么是光电二极管以及它是如何工作的。让我们看看如何在电路中适当地使用光电二极管，从而使它们为您工作。所以我们知道光电二极管只检测光并在反向偏置时做出反应。因此，我们将它定位在反向偏置状态（与阳极相比，阴极保持在更高的电位）。在这种情况下，当光线落在上面时，电流会流动，但我们对光电二极管上产生的电压更感兴趣，因为电流会太低。因此，我们必须使用另一个与光电二极管串联的电阻器，形成电压潜水器设置。

在上述电路中，您可以注意到分压器设置使用光电二极管和电阻R1。这两个元件之间产生的电压被馈送到运算放大器的反相输入端。同时使用电阻R2和R3的另一个分压器用于产生基准电压，调整R3以固定基准电压。当光电二极管中没有光入射时，没有电流流动，因此反相输入的电压输入将接近于零。因此，同相输入端的电压将很高，运算放大器的输出将处于高电平状态。然而，当光落在光电二极管上时，电流流动，因此电压将在R1上产生。现在，反相输入端的电压将很高，因此运算放大器的输出将变为低电平。

当然，这不是使用光电二极管的唯一方法，但这是光电二极管最常用的电路。

注意：

二极管两端的压降随着入射光的强度而增加（因为电流会随着光的强度而增加）。

使用与光电二极管串联的大值电阻以获得高电压范围，这对于将其馈送到比较器输入非常有用。

要记住的事情：

光电二极管在正向偏置状态下的工作方式类似于普通二极管，仅在反向偏置状态下响应入射光。

入射光的强度会影响流过二极管的电流

流经它的电流通常在微安（uA）范围内非常少。

反向偏置电压对流经光电二极管的电流的影响非常小或可以忽略不计。