一种便于维修的光电二极管阵列组件的制作方法

本实用新型涉及光电二极管技术领域，更具体地说，涉及一种便于维修的光电二极管阵列组件。

背景技术：

光电二极管作为光信号变成电信号技术领域中是较为常用的器件。以往，光电二极管在反向偏置条件下，存在少量的电流(称为暗电流)，它们甚至在没有光照度的情况下也会流动，造成电路的暗电流误差大。

因此，如何降低光电二极管在反向偏置状态下的暗电流误差成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述在反向偏置状态下的暗电流误差大的缺陷，提供一种暗电流误差小且便于维修的光电二极管阵列组件。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种便于维修的光电二极管阵列组件，具备：

至少一个光电二极管，其用于检测光的信号强度；

运算放大器，其同相输入端耦接于一光电二极管的阴极，所述运算放大器的反相输入端与另一光电二极管的阴极连接；

差分放大器，其同相输入端与所述运算放大器的信号输出端连接，所述差分放大器的反相输入端与公共端连接；

当所述光电二极管导通时，输入的偏移电压经所述运算放大器处理后，输出至所述差分放大器进行增益；

当所述光电二极管截止时，与所述运算放大器的同相输入端连接的所述光电二极管进行消除暗电流误差。

在一些实施例中，还包括模数转换器，所述模数转换器的正输入端耦接于所述差分放大器的输出端，

所述模数转换器的负输入端耦接于所述差分放大器的负输出端。

在一些实施例中，还包括第一电阻及第一电容，

所述第一电阻及所述第一电容并联连接，

所述第一电阻及所述第一电容的一端分别与所述运算放大器的同相输入端连接。

在一些实施例中，还包括第二电阻及第二电容，所述第二电阻及所述第二电容并联连接，

所述第二电阻及所述第二电容的一端分别与所述运算放大器的反相输入端连接，

所述第二电阻及所述第二电容的另一端分别与所述运算放大器的输出端连接。

在一些实施例中，还包括第三电阻及第四电阻，所述第三电阻设于所述运算放大器的输出端及所述差分放大器的同相输入端之间，

所述第四电阻的一端耦接于所述差分放大器的反相输入端。

在一些实施例中，还包括第四电容，所述第四电容设于所述模数转换器的正输入端及负输入端之间。

在本实用新型所述的便于维修的光电二极管阵列组件中，包括至少一个光电二极管、运算放大器及差分放大器，差分放大器的反相输入端与公共端连接；当光电二极管导通时，输入的偏移电压经运算放大器处理后，输出至差分放大器进行增益；当光电二极管截止时，与运算放大器的同相输入端连接的光电二极管，进行消除暗电流误差。与现有技术相比，光电二极管在反向偏置条件下，存在少量的电流，甚至在没有光照度的情况下也会流动，可在运算放大器的同相输入端设置第二个同类型的光电二极管，以消除暗电流误差。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型提供便于维修的光电二极管阵列组件一实施例部分电路图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

图1是本实用新型提供便于维修的光电二极管阵列组件一实施例部分电路图。如图1所示，在本实用新型的便于维修的光电二极管阵列组件第一实施例中，便于维修的光电二极管阵列组件主要包括至少一个光电二极管(sfh1、sfh2)、运算放大器a1、差分放大器a2及模数转换器a3。

具体而言，光电二极管光电二极管(sfh1、sfh2)具有暗电流补偿功能。其中，光电二极管(sfh1、sfh2)转换来自外围电路输入的电流，并驱动模数转换器a3的输入。该电路可提供300nm至900nm的频谱敏感度和35na的光电流敏感度、90db的动态范围以及2-5mhz的带宽。光电二极管阵列组件采用±5v电源供电，功耗仅为30ma，适合便携式及高分辨率光强度场合应用。

光电二极管(sfh1、sfh2)用于检测光的信号强度。其中，光电二极管(sfh1、sfh2)工作时，采用零偏置模式或反向偏置模式。光伏模式可获得最精确的线性运算，使光电二极管(sfh1、sfh2)工作在光导模式可实现更高的开关速度。

具体地，光电二极管设为第一光电二极管sfh1及第二光电二极管sfh2，其中，第一光电二极管sfh1的阳极与第二光电二极管sfh2的阳极连接，第一光电二极管sfh1的阴极与运算放大器a1的反相输入端连接，第二光电二极管sfh2的阴极与运算放大器a1的同相输入端连接。

当光电二极管(sfh1、sfh2)处于光伏模式时，外围电路输入的偏移电压(即vbias)经过光电二极管(sfh1、sfh2)输出至运算放大器a1。

运算放大器a1内含多级放大电路的电子集成电路，其输入级是差分放大电路，具有高输入电阻和抑制零点漂移能力。

具体地，运算放大器a1的同相输入端与第二光电二极管sfh2的的阴极连接，运算放大器a1的反相输入端与第一光电二极管sfh1的阴极连接。

使得输入的偏移电压(即vbias)经光电二极管(sfh1、sfh2)隔离后分成两路输入运算放大器a1的同相端及反向相端，再经运算放大器a1处理后，输出至差分放大器a2。

差分放大器a2可将两个输入端电压的差以一固定增益放大。

具体而言，差分放大器a2的同相输入端与运算放大器a1的信号输出端连接，差分放大器a2的反相输入端通过第三电容c3与公共端连接。

其中，第三电容c3用于减少阻抗及噪声，以提高差分放大器a2的工作稳定性。

当光电二极管(sfh1、sfh2)处于导通状态时，外围电路输入的偏移电压(即vbias)经运算放大器a1处理后，再输出到差分放大器a2，对偏移电压(即vbias)进行增益，以提高电路的响应速度。

当光电二极管(sfh1、sfh2)处于截止状态时，此时，通过设置在运算放大器a1的同相输入端的第一光电二极管sfh1对第二光电二极管sfh2产生的暗电流进行消除，以降低电流误差，进而提高电路对信号处理的准确性。

在一些实施例中，为了提高电路的性能，可在电路中设置模数转换器a3，其中，模数转换器a3用于将输入的模拟信号转变为数字信号。

模数转换器a3设有正输入端(vin+)、负输入端(vin+)及电源输入端(avdd)。

具体地，模数转换器a3的正输入端(vin+)耦接于差分放大器a2的正输出端(+out)，模数转换器a3的负输入端(vin+)与差分放大器a2的负输出端(-out)连接。

即，输入的模拟信号经差分放大器a2处理后，再分别输出至模数转换器a3的正输入端(vin+)及负输入端(vin+)，并将该模拟信号转变为数字信号，使得电路能满足需要更高带宽和更低分辨率的应用。

在一些实施例中，为了提高输入信号的质量，可在电路中设置第一电阻r1及第一电容c1。其中，第一电阻r1及第一电容c1并联连接，其具有衰减高频信号及滤波的作用。

第一电阻r1及第一电容c1的一端分别与运算放大器a1的同相输入端连接，第一电阻r1及第一电容c1的另一端分别与公共端连接。即输入的偏移电压(即vbias)经第一电阻r1及第一电容c1处理后，可降低输入偏移电压(即vbias)挟带的杂质，进而可有效地提高输入运算放大器a1的信号质量。

在一些实施例中，还包括第二电阻r2及第二电容c2，其中，第二电阻r2及第二电容c2为反馈电路。

具体地，第二电阻r2及第二电容c2并联连接，形成运算放大器a1的反相输入端的反馈电路。

第二电阻r2及第二电容c2的一端分别与运算放大器a1的反相输入端连接，第二电阻r2及第二电容c2的另一端分别与运算放大器a1的输出端连接。

即运算放大器a1输出的部分或全部信号经第二电阻r2及第二电容c2后，再反馈至运算放大器a1的反相输入端，以提高输入信号的强度。

在一些实施例中，还包括第三电阻r3及第四电阻r4。具体地，第三电阻r3设于运算放大器a1的输出端及差分放大器a2的同相输入端之间。第四电阻r4的一端耦接于差分放大器a2的反相输入端。

运算放大器a1输出的偏移电压(即vbias)经第三电阻r3衰减后，再输出至差分放大器a2的同相端。

在一些实施例中，为了提高输入模数转换器a3的信号质量，可在电路中设置第七电阻r7、第八电阻r8及第四电容c4，其中，第四电容c4具有滤波的作用。

具体地，模数转换器a3的正输入端(vin+)通过第八电阻r8与差分放大器a2的正输出端(+out)连接，模数转换器a3的负输入端(vin-)通过第七电阻r7与差分放大器a2的负输出端(-out)连接。

其中，第四电容c4设于模数转换器a3的正输入端(vin+)及负输入端(vin-)之间。

输入的模拟信号经第七电阻r7及第八电阻r8衰减及第四电容c4滤波处理后，再分别输入模数转换器a3，由模数转换器a3对输入的模拟信号进行转换处理。

在一些实施例中，电路还设有电源转换器a4，其中，电源转换器a4的电源输入端接+5v电压，通过电源转换器a4处理后，转换为+2.5v电压输出，以满足电路对各级电压的需求。

上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。