一個(ge) 典型的光電二極管模型包含以下關(guan) 鍵元素，一個(ge) 二極管並聯一個(ge) 電流源，並且電流源與(yu) 光強成正比。寄生元件CD和 RD會(hui) 影響器件性能。

　　光伏模式-光電流在如圖2所示的環路中流動，並且給二極管提供正向偏置。由於(yu) 二極管的電壓電流間成對數關(guan) 係，因此空載的輸出電壓與(yu) 光電流間近似成對數關(guan) 係，並且通過RD 上的一個(ge) 小電流得到修正。所以輸出電壓與(yu) 光強之間是高度非線性的關(guan) 係。某些應用將很受益於(yu) 對數關(guan) 係,因為(wei) 在很大的範圍內(nei) ，光強的改變(眼睛是完美的對數型)會(hui) 使電壓發生類似的改變。由於(yu) 二極管電壓電流特性與(yu) 溫度相關(guan) ，電壓與(yu) 光強之間的絕對關(guan) 係很差。

　　在光伏模式下，二極管電容限製了頻率響應。光強的快速改變會(hui) 對CD進行充放電。這並不是用於(yu) 快速響應的模式。

　　輸出端可以引入緩衝(chong) ，或者輸出端也可以進行同相放大。為(wei) 了實現低的輸入偏置電流，可以使用CMOS或者JFET的運算放大器。從(cong) 而在低的光強的情況下，運放不至於(yu) 成為(wei) 光電二極管的負載。

　　在光伏模式下的輸出功率，當輸出端引入負載時電壓會(hui) 有明顯的下降。為(wei) 了輸出最高的功率，所采用的負載值由光強決(jue) 定。

　　光敏模式-二極管電壓為(wei) 常量，如圖3所示，通常為(wei) 0V。通常會(hui) 使用跨阻放大器來將光電流轉換為(wei) 電壓。可以通過對光電二極管加反向偏置的方法來降低它的電容，但這會(hui) 造成暗電流的泄露。當二極管兩(liang) 端沒有正向電壓的時候，響應與(yu) 光強之間是成線性關(guan) 係的。此外，二極管電容兩(liang) 端的電壓不會(hui) 隨著光強的改變而改變，因此頻率響應大大改善了。由於(yu) 電容在負反饋的回路中形成了一個(ge) 極點，因此很有必要降低電容的值。為(wei) 了實現穩定性的，通常引入一個(ge) 反饋電容CF。

　　僅(jin) 僅(jin) 通過加載一個(ge) 大約50歐姆左右的阻值的光電二極管，你就可以從(cong) 光敏模式中得到很多益處。如果二極管電壓沒超過20 mV，就沒必要對二極管進行正向偏置，同時響應也是是合理的並且快速的。然而靈敏度會(hui) 很低。

　　雪崩式光電二極管是特殊的模式，需要對其提供接近於(yu) 擊穿電壓的反向偏置電壓。這就使得在低光強的情況下，輸出電流可以被放大。

　　選擇光電二極管的時候會(hui) 存在很多權衡，包括光電二極管的尺寸，電容，噪聲，暗電流以及封裝類型。一般來說，最好是選用較小的同時帶有反射器或者透鏡可以聚集光源的光電二極管。德州儀(yi) 器沒有生產(chan) 單獨的光電二極管，然而對於(yu) 很多基本的應用，將光電二極管和跨阻放大器集成在一塊芯片上的OPT101會(hui) 提供一個(ge) 完整的解決(jue) 方案。

　　我知道許多工程師專(zhuan) 職設計光電二極管電路，對於(yu) 高性能的應用，還有很多需要學習(xi) 的東(dong) 西。我在這方麵並不是一個(ge) 權威，但我願把我的所知拿來與(yu) 大家分享。事實上，對於(yu) 我的大部分話題，我都不是權威。這也就是我不寫(xie) 書(shu) ，而僅(jin) 僅(jin) 寫(xie) 博客的原因。感謝閱讀。我們(men) 很樂(le) 意知道你是否為(wei) 了一個(ge) 不平常的目的使用了光電二極管?另外，歡迎專(zhuan) 家給出一些評論或建議。