【导读】很多应用中都有赖于光电二极管实现精密光学测量，作为光学测量中最常用的传感器类型，他是如何工作的呢？在应用精密光电二极管传感器时如何优化它的电路设计呢？

光电二极管是很多光学测量中最常用的传感器类型之一。诸如吸收和发射光谱、色彩测量、浑浊度、气体探测等应用均有赖于光电二极管实现精密光学测量。

光电二极管产生与照射到活动区的光量成比例的电流。大多数测量应用都需要用到跨阻放大器，以便将光电二极管电流转换为输出电压。图1显示电路的原理示意图。

图1. 简单跨阻放大器电路

该电路的光电二极管在光伏模式下工作，其中运算放大器保持光电二极管上的电压为0 V。这是精密应用中最常见的配置。光电二极管的电压与电流关系曲线十分类似于常规二极管，但前者的整条曲线会随着光照水平的变化而向上或向下平移。图2a 显示典型的光电二极管传递函数。图2b是传递函数放大后的图形，表明哪怕在没有光的情况下，光电二极管也会输出少量电流。这种暗电流会随着光电二极管上的 反向电压增加而上升。大部分制造商在反向电压为10 mV的前提下给出光电二极管的暗电流。

图2. 典型光电二极管传递函数

光照射到光电二极管的活动区后，电流从阴极流向阳极。理想情况下，所有的光电二极管电流都流经图1中的反馈电阻，产生数值等于光电二极管电流乘以反馈电阻的反馈电压。该电路在原理上很简单，但若要系统具备最佳性能则必须解决一些难题。