如何正确选择和使用光电二极管与发光二极管？技术指南

光电二极管与发光二极管的选型与应用要点

在现代电子系统中，光电二极管与发光二极管被广泛用于信号传输、传感检测和人机交互。正确选择和使用这两类器件，对系统稳定性至关重要。

1. 选型关键参数

对于发光二极管（LED）：

• 工作电压（Vf）：根据材料决定，如红光约1.8V，蓝光约3.2V。
• 最大电流（If）：通常为20mA，避免过流烧毁。
• 波长与亮度：选择合适颜色（如590nm黄光）和亮度（以mcd为单位）。
• 封装形式：SMD、T-1 3/4、Lamp 等，需匹配电路板布局。

对于光电二极管：

• 响应波长范围：例如硅光电二极管对400–1100nm光敏感，适合可见光与近红外。
• 暗电流（Id）：无光照下的漏电流，越小越好，影响灵敏度。
• 响应速度：高速光电二极管可达纳秒级，适用于高速通信。
• 增益与放大需求：多数光电二极管输出电流极小，需搭配运算放大器使用。

2. 使用注意事项

在实际应用中应特别注意以下问题：

• LED驱动电路：必须串联限流电阻，防止电流过大损坏芯片。
• 光电二极管偏置方式：可采用零偏置（光伏模式）或反向偏置（光导模式），后者响应更快但功耗略高。
• 环境干扰：光电二极管应避免直射强光或杂散光干扰，必要时加遮光罩。
• 温度影响：温度升高会导致暗电流上升，影响精度，需进行温补设计。

3. 典型应用案例

案例一：红外遥控接收系统

使用红外发射二极管（LED）发送编码信号，配合光电二极管接收端，实现无线控制。需确保波长匹配（如940nm），且调制频率一致。

案例二：自动灯光控制系统

利用光电二极管感知环境亮度，当光线低于阈值时，触发继电器开启照明。该系统依赖精准的光敏特性与稳定的工作点。

4. 常见误区提醒

❌ 将LED当作光电二极管使用：即使能感应微弱光，也无法提供有效信号输出。

❌ 忽略光电二极管的反向电压限制：过高反压可能导致击穿。

✅ 正确做法：始终查阅数据手册，合理设计外围电路。