Фотодиоды относятся к классу полупроводниковых приборов, в основе работы которых лежит внутренний фотоэффект. При облучении р–n -перехода фотонами возникает генерация носителей тока внутри полупроводника. Изменение тока эквивалентно изменению сопротивления, что легко зафиксировать и измерить.
Фотодиоды широко применяются для регистрации световых излучений. Их достоинство, по сравнению с фоторезисторами и фототранзисторами, заключается в высоком быстродействии и хорошей чувствительности.
Различают два основных режима работы фотодиодов:
• диодный (фотодиодный, фоторезисторный) с обратным смещением;
• генераторный (фотогальванический, фотовольтаический) без смещения. Диодный режим используется чаще и характеризуется широким диапазоном
изменения обратного сопротивления и хорошим быстродействием. Генераторный режим имеет следующие недостатки: большая эквивалентная ёмкость и высокая инерционность. Достоинство – малый уровень собственных шумов.
Фотодиоды выпускают фирмы: Vishay, OSRAM, Hamamatsu Photonics, «Кварц» и др. Типовые параметры: длина волны 850...950 нм, токовая чувствительность
10.. .80 мкА, ширина диаграммы направленности 15...65°, время нарастания/спада 2... 100 не, рабочая температура –55...+ 100°С. Чувствительность фотодиодов снижается с повышением температуры и напряжения. Темновой ток возрастает в 2…2.5 раза на каждые 10°С, из-за чего в схему часто вводят термокомпенсацию. На Рис. 1, а...ж показаны схемы непосредственного подключения фотодиодов к МК. На Рис. 2, а...е показаны схемы с усилителями на транзисторах. На Рис. 3, а...о – с усилителями на микросхемах.
Рис. 1. Схемы непосредственного подключения фотодиодов к МК
Рис. 2. Схемы подключения фотодиодов к МК через транзисторные усилители
Рис. 3. Схемы подключения фотодиодов к МК через усилители на микросхемах
Источник: 1000 и одна микроконтроллерная схема. С. М. Рюмик. Вып. 1
