到光电二极管上时，电流便产生了，不同二极管在不同环境中产生的电流

ISC、具有的

CPD、RPD 值以及图中放大器输出电压为 0~5V 所需的电阻 RF 值均不同，例如 SD-020-12-
001 硅 光 电 二 极 管 ， 在 正 常 直 射 阳 光 （ 1000fc ［ 英 尺 - 烛 光 ］ ） 时 ， ISC=30m 
A 、 CPD=50pF 、 RPD=1000MW   、 RF=167kW  ; 睛 朗 白 天 （ 100fc ） 时 ， ISC  =  3m 
A 、 CPD=50pF 、 RPD=   1000  MW  、 RF=1.67MW  ; 桌 上 室 内 光 （ 1.167fc ） 时 ，
ISC=35nA、CPD=50pF、RPD=1000MW 、RF=142.9MW 。可见光照不同时，ISC 有显著变化，
而

CPD、RPD 基本不变。

　　工作于光致电压方式下的光电二极管上没有压降，即为零偏置。在这种方式中，为

了光灵敏度及线性度，二极管被应用到最大限度，并适用于精密应用领域。影响电路性能的
关键寄生元件为

CPD 和 RPD，它们会影响光检测电路的频率稳定性和噪声性能。

　　结电容

CPD 是由光电二极管的 P 型和 N 型材料之间的耗尽层宽度产生的。耗尽层

窄，结电容的值大。相反，较宽的耗尽层（如

PIN 光电二极管）会表现出较宽的频谱响应。

硅二极管结电容的数值范围大约从

20 或 25pF 到几千 pF 以上。结电容对稳定性、带宽和噪声

等性能产生的重要影响将在下面讨论。

　　在光电二极管的数据手册中，寄生电阻

RPD 也称作“分流”电阻或“暗”电阻。该电

阻与光电二极管零偏或正偏有关。在室温下，该电阻的典型值可超过

100MW 。对于大多数

应用，该电阻的影响可被忽略。

　　分流电阻

RPD 是主要的噪声源，这种噪声在图 2 中示为 ePD。RPD 产生的噪声称

作散粒噪声（热噪声），是由于载流子热运动产生的。

　　二极管的第二个寄生电阻

RS 称为串联电阻，其典型值从 10W 到 1000W 。由于此

电阻值很小，它仅对电路的频率响应有影响。光电二极管的漏电流

IL 是引发误差的第四个

因素。如果放大器的失调电压为零，这种误差很小。

　　与光致电压方式相反，光致电导方式中的光电二极管具有一个反向偏置电压加至

光传感元件的两端。当此电压加至光检测器上时，耗尽层的宽度会增加，从而大幅度地减小
寄生电容

CPD 的值。寄生电容值的减小有利于高速工作，然而，线性度和失调误差尚未最

优化。这个问题的折衷设计将增加二极管的漏电流

IL 和线性误差。

　　下面将集中讨论光致电压方式下的光电二极管的应用领域。

2.2 运放的 SPICE 模型

　　运算放大器具有范围较宽的技术指标及性能参数，它对光检测电路的稳定性和噪

声性能影响很少。其主要参数示于图

3 的模型中，它包括一个噪声源电压、每个输入端的寄

生共模电容、输入端之间的寄生电容及与频率有关的开环增益。

　　输入差分电容

CDIFF 和输入共模电容 CCM 是直接影响电路稳定性和噪声性能的

寄生电容。这些寄生电容在数据手册中通常规定为典型值，基本不随时间和温度变化。