【导读】光学测量中，光电二极管是应用最常见的传感器类型，在很多应用里都能看见它的身影，例如色彩测量、气体探测、吸收和发射光谱、浑浊度等都离不开它。本文主要讲解光电二极管传感器电路的优化设计。
光电二极管产生与照射到活动区的光量成比例的电流。大多数测量应用都需要用到跨阻放大器，以便将光电二极管电流转换为输出电压。图1显示电路的原理示意图。
图1：简单跨阻放大器电路
该电路的光电二极管在光伏模式下工作，其中运算放大器保持光电二极管上的电压为0 V。这是精密应用中最常见的配置。光电二极管的电压与电流关系曲线十分类似于常规二极管，但前者的整条曲线会随着光照水平的变化而向上或向下平移。图2a 显示典型的光电二极管传递函数。图2b是传递函数放大后的图形，表明哪怕在没有光的情况下，光电二极管也会输出少量电流。这种暗电流会随着光电二极管上的 反向电压增加而上升。大部分制造商在反向电压为10 mV的前提下给出光电二极管的暗电流。
图2：典型光电二极管传递函数
光照射到光电二极管的活动区后，电流从阴极流向阳极。理想情况下，所有的光电二极管电流都流经图1中的反馈电阻，产生数值等于光电二极管电流乘以反馈电阻的反馈电压。该电路在原理上很简单，但若要系统具备最佳性能则必须解决一些难题。
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