硅光電二極管是一種最常見的光電探測器，簡稱Si PD，也是一種應(yīng)用最廣泛的光電探測器。頂點(diǎn)光電子作為濱松代理商，積累了客戶許多關(guān)于硅光電二極管（Si PD）使用相關(guān)的問題。今天小編整理了一些關(guān)注度較高的問題，包括硅光電二極管（Si PD）的靈敏度，光譜響應(yīng)與溫度的關(guān)系，不同光斑大小對輸出電流的影響，線性范圍，響應(yīng)速度，反向偏壓，以及輸出電流信號等，給大家一一解答。
一、同型號硅光電二極管（Si PD），靈敏度是否完全一致
關(guān)于同一型號的硅光電二極管（Si PD），靈敏度并不是完全一致，二是呈現(xiàn)一定的離散性。原因是受生產(chǎn)工藝的影響，每一道工序并不能做到百分百一致。但這些差異可以控制在合理的范圍內(nèi)。以濱松硅光電二極管 S2386-8K為例，在400-900nm的波長范圍內(nèi)，其靈敏度離散性（3σ）的參考值僅為5%。
二、硅光電二極管（Si PD）光譜響應(yīng)與溫度有沒有關(guān)系
溫度對硅光電二極管（Si PD）光譜響應(yīng)的影響，需要結(jié)合其峰值波長。對于一款硅光電二極管（Si PD），在其峰值波長的左側(cè)區(qū)域（即小于峰值波長的光譜響應(yīng)區(qū)間），溫度對光譜響應(yīng)度基本沒有影響；在其峰值波長的右側(cè)區(qū)域（即大于峰值波長的光譜響應(yīng)區(qū)間），溫度對光譜響應(yīng)度的影響存在一個正的溫度系數(shù)。如下圖以S1226-18BK和S1336-18BK為例：
三，相同入射光功率，不同光斑大小對硅光電二極管（Si PD）輸出電流的影響
在相同的入射光功率條件下，不同光斑大小是否會影響硅光電二極管（Si PD）的輸出電流，主要還是要看硅光電二極管（Si PD）的感光面積大小。如果硅光電二極管（Si PD）在入射光局部不飽和的情況下，且入射光斑面積大小小于硅光電二極管（Si PD）感光面積的80%，則輸出電流與光斑大小無關(guān)。
舉個“栗子”：以感光面直徑為10mm的Si PD為例，在入射光功率相同的情況下，光斑直徑為3mm和5mm的信號光照射到Si PD上，產(chǎn)生的光電流都是一樣的。也可以進(jìn)一步理解為，在不考慮暗電流和截止頻率等因素的前提下，小感光面的Si PD可以用的話，感光面稍大一些的Si PD也是可以用的，且效果一樣。不過，在同系列的產(chǎn)品中，感光面積越大，成本越高，在選型時需要注意。
四、硅光電二極管（Si PD）的線性范圍
硅光電二極管（Si PD）的線性范圍指的是，一款硅光電二極管（Si PD）能夠探測光量的最大值和最小值。一般來說，硅光電二極管（Si PD）的光電流與入射光量之間具有很好的線性關(guān)系。當(dāng)入射光量在10的負(fù)12次方W~10的負(fù)2次方W范圍內(nèi)，可以獲得的線性度范圍高于九個數(shù)量級（具體取決于Si PD類型和工作電路等）。
一款硅光電二極管（Si PD）的線性度下限（即探測下限）可以由噪聲等效功率（NEP）來表示，線性度上限（即探測上限）則取決于負(fù)載電阻和反向電壓等因素，具體可參考下面的公式：
五、硅光電二極管（Si PD）的響應(yīng)速度
硅光電二極管（Si PD）的響應(yīng)速度主要受這些因素的影響：CR時間常數(shù)，載流子擴(kuò)散速率，以及耗盡層的載流子遷移時間等。由于長波長光的載流子擴(kuò)散時間更長，因此光譜響應(yīng)范圍的波長越長，硅光電二極管（Si PD）的響應(yīng)速度越慢。
如果需要更快響應(yīng)速度的硅光電二極管（Si PD），可以從以下方面進(jìn)行選型和電路處理：
1、選擇極間電容更低的Si PD；
2、減少負(fù)載電阻；
3、通過反向電壓降低極間電容。注：增加反向電壓會增加暗電流。
六、反向偏壓對硅光電二極管（Si PD）的影響
在反向偏壓的條件下，硅光電二極管（Si PD）的耗盡層寬度會增加，結(jié)電容變小，響應(yīng)速度會相應(yīng)提高，但是暗電流會變大。不加反向偏壓，硅光電二極管（Si PD）的暗電流很小，但不能提高響應(yīng)速度。
七、硅光電二極管（Si PD）的輸出電流信號如何處理
硅光電二極管（Si PD）輸出的光電流型號主要有放大、I-V轉(zhuǎn)換（電流-電壓轉(zhuǎn)換）和采集等處理方式。
對于一般的光功率檢測應(yīng)用，可直接通過皮安電流表對硅光電二極管（Si PD）輸出的光電流進(jìn)行讀出，再通過相關(guān)計算，得出光功率數(shù)據(jù)。
對于光通信領(lǐng)域，pin型的光電二極管PD用于測量高速光信號，后端需要通過高帶寬的跨阻放大器實(shí)現(xiàn)I/V轉(zhuǎn)換并放大，最后通過示波器顯示，或ADC采集。
以上就是關(guān)于硅光電二極管（Si PD）常見使用問題的匯總解答，歡迎關(guān)注頂點(diǎn)光電子，我們會不定期更新濱松產(chǎn)品的使用技巧。
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