无刷电机工作原理

PIN光电二极管的光生电流较弱，最小仅数皮安（pA），最大也仅数百微安（μA）左右。PIN光电二极管有两种工作模式：光致电导和光致电压[2]。光致电导方式中光电二极管两端加有一个反向偏置电压，增加了光电二极管耗尽层的宽度，从而大大减小了其寄生电容、提高了工作速度，但线性度较差，而且暗电流较大，不适合精密的光电流检测。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, 如图1所示。光灵敏度及线性度都很好，适用于精密应用领域,所以一般的光检测电路中都选用光致电导的方式引入光电二极管。

光检测电路的灵敏度越高，要求所用放大器的偏置电流越小，反馈电阻RF越大。例如当灵敏度为1mV/pA时，1pA的电流需要流过 1000M Ω的反馈电阻RF才能达到1mV。CMOS工艺中利用多晶硅制作精确值电阻[3]，其电阻值计算如下式所示：

R= Rڤ×(W/L)                                                            （2）

其中，Rڤ——多晶硅的薄层电阻值，单位：Ω/μm2；

W——多晶硅电阻的宽，单位：μm；

L——多晶硅电阻的长，单位为μm。

一般Rڤ比较小，约在20Ω/□左右，即便是高阻工艺，Rڤ也只达到几kΩ/□左右。毫无疑问， 1000M Ω的大电阻会占据芯片相当大的面积，其分布电容也非常大。

在实际中，从工程实现及造价成本等因素考虑，通用的红外接收头检测光电流的范围只在几十纳安到几百微安的范围内。反馈电阻只需 1M Ω即可达到1mV/nA的灵敏度， 1M Ω阻值的电阻在制造中亦可以轻易实现。不过在背景光较强的环境中，入射光生电流较大，将导致输出电压骤增，放大器的输出极易出现饱和失真（红外接收头的工作电压一般在5V甚至更低，本设计针对5V工作电压）。显然在输入电流范围较广的情况下，这种通过固定电阻来实现电流—电压转换的方法是不可行的。