在許多利用光來控制一個(gè)過程的應(yīng)用中，保持恒定的亮度是很重要的。在一些系統(tǒng)中，使用一個(gè)簡(jiǎn)單的
LED 或
激光二極管來產(chǎn)生
光源，以提供
照明，但是，即使進(jìn)行了初始校準(zhǔn)，光源仍會(huì)隨著時(shí)間而退化。隨著 LED 老化，其“電流對(duì)光”發(fā)射比率會(huì)降低，亮度也會(huì)下降。如果要始終保持出廠時(shí)設(shè)置的發(fā)射能量，就需要一個(gè)控制電路來監(jiān)控發(fā)射，并控制供應(yīng)至光發(fā)射器的電流，以保持輸出恒定。這樣的配置可應(yīng)用于光度測(cè)定中，以獲得精確的亮度；亦可用在控制應(yīng)用中，以進(jìn)行伺服裝置的精確
光學(xué)定位；還可用在測(cè)試設(shè)備中，用于光學(xué)參考。圖 1 是此類系統(tǒng)的一個(gè)框圖。
y2+f)Xp_.C c &bhb[ 光電二極管 101
X[h{g` k O}%Y?9d 硅光電二極管的構(gòu)造方式與 PN 結(jié)二極管的構(gòu)造方式相似，不過 P 層很薄。P 層的厚度是根據(jù)待檢測(cè)光
波長(zhǎng)來調(diào)節(jié)的。光電二極管也具有電容，這同非光電二極管一樣，該電容與光電二極管上施加的反向偏置電壓成正比。典型值的變化范圍為 2-20 pF。 光電二極管具有兩個(gè)端子--陰極與陽極。
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OrZhJ=_ 光電二極管可用于正向模式(電流從陽極流向陰極)或反向模式(電流從陰極流向陽極)。當(dāng)在反向模式中使用光電二極管時(shí)(陽極為負(fù))，與既定頻率的照度成高度線性關(guān)系，這是一個(gè)好處。因?yàn)楫?dāng)成線性關(guān)系時(shí)，構(gòu)建控制電路會(huì)容易很多。
]d(Z% 6 9$R. 原型設(shè)計(jì)
(pCHj' K@e2%hk9x 獠淮嬖謔保�詮獾綞™極管中只有漏電流(也稱為“暗電流”)，同時(shí)放大器會(huì)變成過載。該狀況從初始狀態(tài)為飽和的
晶體管底部抽取由電阻器限制的電流。
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GpTZp#~; 一旦電流開始流經(jīng)晶體管，LED 或激光二極管將開始發(fā)光。光電二極管將一部分光轉(zhuǎn)換成電流，這部分電流流經(jīng) RG。隨著電流增加，RG 上形成的電壓降也隨之增加。當(dāng)該電壓接近 VBIAS(在圖 2 中為地)時(shí)，環(huán)路將關(guān)閉并對(duì)晶體管維持正確的驅(qū)動(dòng)，以維持 LED 中的電流，從而保持一個(gè)恒定的亮度級(jí)(或光電二極管中的電流)。這就形成電路直流分析的基礎(chǔ)。圖 3 顯示了該電路的具體實(shí)施方式，它使用美國(guó)國(guó)家
半導(dǎo)體公司的 LMV2011 高
精度運(yùn)算放大器。在產(chǎn)生參考電壓方面, 則使用美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體的 LM4041-1.2 分路，提供固定的 1.225V 參考電壓。在該參考中，電流設(shè)置在大約 10 mA，這是其工作范圍的中間值。
