самый быстрый способ включения / выключения светодиода?

Мне нужно быстро модулировать светодиод (диапазон в несколько мегагерц). Это мощный светодиод. У меня были некоторые проблемы с поиском любых известных методов для этого. Простое переключение напряжения с помощью полевого транзистора быстро включает светодиод, но время спада пострадает, и для решения этой проблемы, я думаю, есть несколько других решений, например, возможно, переключение на обратное смещение на короткое время? Любые идеи?

Я думаю, что основная проблема с отключением состоит в том, что носители заряда заставляют pn-переход действовать немного как индуктор в том, что ток будет продолжать идти в течение короткого времени после отключения градиента напряжения, но у меня нет нашел какую-либо ссылку на это.

Я знаю, что лазерный диод может модулироваться гораздо быстрее.

РЕДАКТИРОВАТЬ: так как этот вопрос имеет много точек зрения, позвольте мне добавить некоторый контекст - приложение для этого была 3D-камера, использующая датчик CMOS времени пролета. По сути, вы посылаете свет, он отражается от сцены, которая должна быть отображена, и датчик изображения может различать разность фаз между отправленным и полученным светом. Более быстрая и глубокая модуляция означает лучшее разрешение и меньше шума в 3D-изображении. В этом конкретном приложении 20 МГц была целевой частотой модуляции.

Если вы пытаетесь отправить данные таким способом, не пытайтесь модулировать их 0% -100%. Иди 10% -90%, это будет намного быстрее.

Чтобы быстро его отключить, вам нужно 2 транзистора в двухтактной конфигурации, PNP + NPN или N-MOSFET + P-MOSFET, чтобы светодиод в выключенном состоянии был замкнут на землю. Достижение высокой скорости с BJT было бы легче.

Если вам нужно увеличить частоту до 1-5 МГц, вам необходимо добавить диоды Шоттки с насыщением.

Еще одна вещь, которую стоит попробовать - это мостовая схема из 4 BJT - это устранит оставшийся заряд в светодиоде еще быстрее (так как светодиод будет смещен в обратном направлении в выключенном состоянии), но я этого не пробовал. Некоторые светодиоды могут погаснуть, если смещение слишком сильно.

Сами светодиоды выключаются, но я думаю, что несколько МГц все еще возможны.

Похоже, ваша проблема в том, что транзистор используется для выключения светодиода. Попробуйте завести светодиод от эмиттера вместо коллектора. Логический выход приводит в движение базу NPN напрямую, коллектор подключается к источнику питания, эмиттер к резистору, затем к светодиоду, затем к земле. Поскольку транзистор никогда не насыщается, он должен быстро отключиться. На базе активно подается низкое напряжение, что также должно помочь быстро его отключить.

На этом сайте есть простая схема для быстрого переключения светодиодов. http://www.fiber-optics.info/articles/light-emitting_diode_led Не пробовал, но работаю над той же проблемой. нужно самое быстрое время выключения после непрерывной работы

Чтобы добавить соответствующую информацию из ссылки, размещенной Брайаном О'Реганом, в качестве полного ответа:

Документ относится к трем распространенным / популярным схемам для цифровых светодиодных приводов:

1. Серийный привод
2. Шунт
3. Шунт с над и под приводом

1. Серия

^{смоделировать эту схему - схема, созданная с использованием CircuitLab}

• Q1 напрямую переключает светодиод

Pro: Низкий средний ток источника питания.
Con: Низкая скорость (<30-50 Мбит / с)

2. Шунт

^{смоделировать эту схему}

• Q1 шунтирует светодиод - поэтому быстрая разрядка == быстрое время выключения

Pro: более высокая скорость (в несколько раз быстрее, чем 1)
Con: более высокое рассеивание мощности (цепь потребляет больше тока, когда светодиод включен, чем когда светодиод включен)

3. Шунт с над и под приводом

^{смоделировать эту схему}

расширяется 2.

• C1 уменьшает время переключения Q1
• R3, R4 и C2 обеспечивают повышенную передачу при включении и недостаточную передачу при выключении
• типичная постоянная времени RC для R3 + C2 == время нарастания / спада светодиодов

Pro: результирующие скорости выше, чем 2.
Con: необходимы тщательно подобранные значения - иначе разрушительно

резюме:

• Для высокопроизводительных светодиодов и конструкции драйвера время нарастания оптического сигнала может составлять всего 1,5 нс.
• Большинство светодиодов имеют более медленное время выключения.
• Здесь с продуманным дизайном можно достичь 2,5 нс времени оптического отключения.
• Часто хорошей идеей является наличие небольшого (несколько процентов от пикового тока возбуждения) тока предварительного смещения для улучшения динамического отклика, поэтому светодиод никогда не смещается в обратном направлении.

С учетом всех этих концепций можно достичь рабочих скоростей до 270 Мбит / с для готовых к установке установок.

Вся эта информация получена только из связанного документа. Самоэксперименты не проводились.

Я чувствовал, что это было слишком большое редактирование исходного ответа; если это не так, я с удовольствием перенесу информацию в редактирование.

Рассматривали ли вы использовать «драйвер транзистора» для управления вашим светодиодом? (Или, возможно, рассматривался вопрос об использовании «драйвера транзистора» так, как это было задумано, для управления транзистором, который затем приводит в действие ваш светодиод?)

Я говорю об устройствах, таких как Microchip MCP14628, Texas Instruments TPS28226 и т. Д., Которые можно найти на моих любимых сайтах по электронным источникам , и все они, как утверждается в техническом описании, могут переключать высоко емкостную нагрузку за 10 нс. (Надеюсь, ваш светодиод гораздо менее емкостный, и поэтому эти чипы могут переключать его быстрее).

PS: таблица данных для каждого драйвера транзистора дает большое звучание для «пиковой мощности». Это число действительно только для очень коротких импульсов. Светодиоды часто имеют аналогичную номинальную «пиковую мощность», примерно в 4 раза превышающую номинальную мощность в непрерывном режиме. Я слышал, что большинство систем оптической связи тщательно спроектированы, так что система включает светодиод или лазер максимум на один или два бита, прежде чем выключать его и давать ему остыть - например, кодирование «один из двух», также известный как код Манчестера , и кодирование "один из четырех", также известное как PPM .

Я слышал слухи о том, что некоторые устройства IrDA могут общаться со скоростью 16 Мбит / с, 96 Мбит / с или 1 Гбит / с. Это достаточно близко к тому, что вы хотите сделать, что вы можете купить что-нибудь с полки? Или, может быть, купить что-нибудь с полки, взломать и сделать относительно небольшие изменения?

Я сделал лавинную транзисторную схему с Zetex FMMT 413, 415 или 417 TA. Вместо конденсатора я использовал коаксиальный кабель на 50 Ом, как в схеме Блюмлейна. При этом я привел маленький SMT-зеленый светодиод и получил время нарастания ~ 7 нс и ширину импульса ~ 10 нс (определяется длиной коаксиального кабеля для цепи Блюмлейна). Вам нужен источник питания высокого напряжения для лавинного транзистора.

Я хотел добавить эту схему, которую я видел в газете. У него есть как над приводом, так и под приводом, но я не знаю, как это сравнить с 3. Шунтом с Over & Under Drive в ответе Стефана Крюгера. Кажется, должно быть меньше энергии ... по крайней мере, когда выключено. Опять же, значения должны быть осторожными, чтобы положительный ток, пиковый на заряде, и отрицательный ток, пиковый на разряде (и связанный с ним скачок напряжения, приложенный к диоду), не жарили его, хотя вы могли бы разместить ТВС в параллельно, чтобы защитить светодиод и сделать выбор компонентов критическим, не жертвуя скоростью.

Я еще не использовал эту схему, но вы могли бы улучшить скорость включения с помощью большого резистора смещения параллельно с полевым МОП-транзистором, чтобы светодиод смещался при выключении. Тем не менее, ток утечки MOSFET может быть достаточным для этого или может быть ненужным с пиковым током. Я полагаю, вы могли бы также изменить его на эмиттер или повторитель источника, чтобы предотвратить насыщение, если скорость транзистора в конечном итоге является ограничивающим фактором.

^{смоделировать эту схему - схема, созданная с использованием CircuitLab}

Я не знаю, какое у вас приложение, но может ли этот диапазон драйверов светодиодов высокой яркости быть интересным / полезным?

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

Есть и другие подобные.

Я уже рассматривал быстрые импульсы раньше, и мы закончили тем, что реализовали нечто вроде схемы в этой статье (цифры лучшего качества в связанной точке питания ). По сути, это схема с формированием импульса тока, и вы найдете больше, если будете искать на «импульсных светодиодах наносекундной длительности»