LED의 온 / 오프 변조를 수행하는 가장 빠른 방법은 무엇입니까?

LED를 빠르게 (멀티 메가 헤르츠 범위) 켜기 / 끄기 조정해야합니다. 고출력 LED입니다. 이 작업을 수행하는 잘 알려진 방법을 찾는 데 문제가 있습니다. 단순히 FET를 사용하여 전압을 전환하면 LED가 빠르게 켜지지 만 하강 시간에 어려움을 겪고 있으며이를 해결하기 위해 잠시 동안 역 바이어스로 전환하는 것과 같은 다른 솔루션이 있다고 생각합니까? 어떤 아이디어?

턴 오프의 근본적인 문제는 전하 캐리어가 pn 접합을 인덕터와 같은 역할을하여 전압 기울기를 끈 후에도 전류가 잠시 동안 계속 유지된다는 점입니다. 이것에 대한 참조를 찾았습니다.

레이저 다이오드를 훨씬 빠르게 변조 할 수 있다는 것을 알고 있습니다.

편집 :이 질문에는 많은 견해가 있으므로 컨텍스트를 추가하겠습니다.이 응용 프로그램은 비행 시간 CMOS 센서를 사용하는 3D 카메라였습니다. 본질적으로, 당신은 빛을 내보내고, 그것은 촬영 될 장면에서 튀고, 이미지 센서는 전송 된 빛과받는 빛 사이의 위상차를 식별 할 수 있습니다. 더 빠르고 깊은 변조는 3D 이미지에서 더 나은 해상도와 적은 노이즈를 의미합니다. 이 특정 응용에서는 20MHz가 목표 변조 속도였습니다.

이 방법으로 데이터를 보내려고하면 0 % -100 %로 변조하지 마십시오. 10 % -90 %로 가면 훨씬 빠릅니다.

빠르게 끄려면 푸시 풀 구성에서 PNP + NPN 또는 N-MOSFET + P-MOSFET 2 개의 트랜지스터가 필요하므로 '꺼짐'상태에서 LED가 접지로 단락됩니다. BJT로 고속을 달성하는 것이 더 쉬울 것입니다.

1-5Mhz를 초과해야하는 경우, 포화 방지 쇼트 키 다이오드를 추가해야합니다.

시도해야 할 또 다른 것은 4 BJT에서 브리지 회로입니다 .LED가 꺼져있는 상태에서 역방향 바이어스되기 때문에 LED의 잔류 전하를 훨씬 빨리 제거하지만 시도하지는 않았습니다. 역방향 바이어스가 너무 많으면 일부 LED가 죽을 수 있습니다.

LED 자체를 끄는 데 약간의 시간이 걸리지 만 몇 MHz는 여전히 가능하다고 생각합니다.

문제는 LED를 전환하는 데 사용되는 트랜지스터의 꺼짐 시간 인 것 같습니다. 컬렉터 대신 이미 터에서 LED를 구동 해보십시오. 로직 출력은 NPN의베이스를 직접 구동하고, 콜렉터는 전원에 연결되고, 이미 터는 저항, LED, 접지로 연결됩니다. 트랜지스터는 절대 포화되지 않으므로 빠르게 꺼야합니다. 베이스는 저전압에 적극적으로 힘을 가해 빠르게 끄는 데 도움이됩니다.

이 웹 사이트에는 빠른 LED 전환을위한 간단한 회로가 있습니다. http://www.fiber-optics.info/articles/light-mission_diode_led 시도하지 않았지만 같은 문제를 해결하고 있습니다. 연속 작동 후 가장 빠른 끄기 시간이 필요합니다

Brian O'Regan이 게시 한 링크에서 관련 정보 를 전체 답변으로 추가하려면 다음을 수행하십시오 .

이 문서는 디지털 LED 드라이브를위한 3 개의 공통 / 인기 회로를 참조합니다.

1. 시리즈 드라이브
2. 분로
3. 오버 및 언더 드라이브로 션트

1. 시리즈

^{이 회로 시뮬레이션 – CircuitLab을 사용하여 작성된 회로도}

• Q1은 LED를 직접 전환

장점 : 낮은 평균 전원 공급 장치 전류
: 저속 (<30-50 Mb / s)

2. 션트

^{이 회로를 시뮬레이션}

• Q1은 LED를 분로하므로 빠른 방전 == 빠른 턴 오프 시간

장점 : 더 높은 속도 (1보다 몇 배 더 빠름)
단점 : 더 높은 전력 소비 (LED가 켜져있을 때보 다 LED가 더 많은 전류를 소비합니다!)

3. 오버 및 언더 드라이브로 션트

^{이 회로를 시뮬레이션}

2를 확장합니다.

• C1은 Q1의 스위칭 시간을 줄입니다
• R3, R4 및 C2는 턴온시 오버 드라이브를 제공하고 턴 오프시 언더 드라이브를 제공합니다.
• R3 + C2에 대한 일반적인 RC 시간 상수 == LED의 상승 / 하강 시간

장점 : 결과 속도가 2보다
빠릅니다. 단점 : 신중하게 선택한 값-그렇지 않으면 파괴적

개요:

• 고성능 LED 및 드라이버 설계의 경우 광학 상승 시간이 1.5ns 정도로 짧을 수 있습니다.
• 대부분의 LED는 꺼짐 시간이 느립니다.
• 여기에는 신중한 디자인으로 2.5ns의 광학 턴 오프 시간에 도달 할 수 있습니다.
• 동적 응답을 개선하기 위해 작은 (피크 구동 전류의 몇 퍼센트) 프리 바이어스 전류를 가짐으로써 LED가 역 바이어스되지 않는 것이 좋습니다.

이러한 모든 개념으로 생산 준비 설정을 위해 약 270Mb / s의 작동 속도에 도달 할 수 있습니다.

이 모든 정보는 링크 된 문서에서만 제공됩니다. 자체 실험은 수행되지 않았습니다.

나는 이것이 원래 답변의 너무 큰 편집이라고 느꼈다. 그것이 틀렸다면 나는 정보를 편집장으로 옮기게되어 기쁘다.

LED를 구동하기 위해 "트랜지스터 드라이버"사용을 고려 했습니까? (또는 트랜지스터를 구동하기 위해 사용 된 방식으로 "트랜지스터 드라이버"를 사용하는 것이 좋습니다. 그러면 LED가 구동됩니까?)

필자는 내가 좋아하는 전자 공급 웹 사이트 에서 제공되는 Microchip MCP14628, Texas Instruments TPS28226 등과 같은 장치에 대해 이야기하고 있습니다.이 모든 데이터 시트 청구는 10 ns에서 고용량 부하를 전환 할 수 있습니다. (LED는 용량이 훨씬 적기 때문에 칩이 더 빠르게 전환 할 수 있기를 바랍니다.)

ps : 각 트랜지스터 드라이버에 대한 데이터 시트는 "피크 전력"에 대해 큰 소리를냅니다. 이 숫자는 매우 짧은 펄스에만 유효합니다. LED는 종종 연속 전력 정격의 약 4 배인 유사한 "피크 전력"등급을 갖습니다. 나는 대부분의 소리 광통신 시스템은 신중 같은 시스템은 LED 나 레이저집니다 설계에 최대 하나의 또는 전원을 껐다가 켜서을시키기 전에 두 비트 시간은 냉각을 위해 - 일명과 같은 하나의 - 두 개의 인코딩 맨체스터 코드 및 1/4 인코딩 일명 PPM .

일부 IrDA 장치가 16Mbit / s, 96Mbit / s 또는 1Gbit / s로 통신 할 수 있다는 소문이 있습니다. 선반에서 무언가를 구입할 수 있도록 원하는 것에 가깝습니까? 아니면 선반에서 무언가를 사서 열거 나, 상대적으로 약간만 수정해도됩니까?

Zetex FMMT 413, 415 또는 417 TA로 애벌랜치 트랜지스터 회로를 만들었습니다. 커패시터 대신에 Blumlein 회로와 같은 50 Ohm 동축 케이블을 사용했습니다. 이를 통해 작은 SMT 녹색 LED를 구동하고 ~ 7ns의 상승 시간과 ~ 10ns의 펄스 폭을 얻었습니다 (Blumlein 회로의 동축 케이블 길이로 결정). 애벌랜치 트랜지스터 용 HV 전원 공급 장치가 필요합니다.

나는 종이에서 본이 회로를 추가하고 싶었다. 그것은 오버 드라이브와 언더 드라이브를 가지고 있지만 Stefan Kruger의 답변에서 Over & Under Drive로 션트와 비교하는 방법을 모르겠습니다. 적어도 전원이 꺼 졌을 때 저전력이어야합니다. 다시 말하지만, 값은 신중하게 충전에서 양의 전류 피크와 방전의 음의 전류 피크 (및 다이오드에 적용된 관련 전압 스파이크)가 그것을 튀기지 않아야하지만 TVS를 LED를 보호하고 속도를 저하시키지 않으면 서 구성 요소를 선택하는 것이 중요합니다.

이 회로를 아직 사용하지 않았지만 MOSFET과 병렬로 큰 바이어스 저항을 사용하여 턴온 속도를 향상시켜 LED가 꺼질 때 바이어스되도록 할 수 있습니다. 그러나 MOSFET 누설 전류로 충분할 수도 있고 전류 피킹에서는 불필요 할 수도 있습니다. 트랜지스터 속도가 어떻게 든 제한 요인이되면 포화를 방지하기 위해 이미 터 또는 소스 팔로워로 변경할 수 있다고 가정합니다.

^{이 회로 시뮬레이션 – CircuitLab을 사용하여 작성된 회로도}

응용 프로그램이 무엇인지 모르지만이 고휘도 LED 드라이버 범위를 관심 / 사용할 수 있습니까?

http://www.maxim-ic.com/datasheet/index.mvp/id/5274

다른 유사한 것들도 있습니다.

나는 전에 빠른 펄스 를 보았고 , 우리는 이 논문 에서 회로와 같은 것을 구현하게되었다 ( 관련 파워 포인트 에서 더 나은 품질 수치 ). 이것은 효과적으로 전류 펄스 형성 회로이며, "나노초 펄스 LED"를 검색하면 더 많은 것을 찾을 수 있습니다