¿Por qué es necesario un amplificador operacional para el circuito de detección de fotografías en general?

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Estoy tratando de construir un circuito de fotodetección con un fotodiodo Hamamatsu Si PIN fotodiodo S6036

Como no tengo mucho conocimiento sobre el circuito, creo que una fuente de voltaje inverso y una resistencia son suficientes para construir el circuito:

Pero,cuandobusquéenGoogleuncircuitodefotodetección,lamayoríadelosejemplosutilizanop-amp.Conunabúsquedaadicional,encontréqueuncircuitodeestetiposellamaamplificadordetransimpedancia:

Con mi cálculo aproximado, en la primera figura, V_OUT a través de R será I * R (Supongamos que I es la corriente de un fotodiodo). Y en la segunda figura, V_OUT a la el final del op-amp será I_P * R_F .

Ambas ecuaciones tienen la misma forma. Entonces, ¿por qué motivo el circuito TIA es el circuito de fotodetección ampliamente utilizado? ¿Circuito TIA puede tener mayor ganancia? ancho de banda? o estabilidad?

    
pregunta Jeon

2 respuestas

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Se utilizan ambos circuitos y depende de la aplicación de cuál de los dos debe elegir. Hay dos diferencias importantes entre los modos en que se utiliza el fotodiodo en esos circuitos:

  1. El primer modo se llama fotoconductor . Tiene un voltaje inverso relativamente grande a través del diodo que resulta en
    • baja capacidad de unión (bueno para aplicaciones de alta velocidad)
    • alta corriente oscura (corriente de fuga; mala para la linealidad)
  2. El segundo modo se llama fotovolatic . Tiene voltaje cero en todo el diodo (nota: la polaridad del diodo no importa mucho; si invierte el diodo, solo revertirá la polaridad del voltaje de salida; pero aún así funciona)
    • alta capacidad de unión (mala para aplicaciones de alta velocidad)
    • sin corriente oscura, muy buena linealidad (para mediciones cuantitativas)

El modo fotoconductor sería ventajoso, por ejemplo. para la transmisión de datos digitales.
El modo fotovoltaico sería ventajoso, por ejemplo. para medir la irradiancia.

    
respondido por el Curd
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Se utiliza un opamp en estas situaciones porque puede reducir la impedancia aparente del fotodiodo. Un fotodiodo tiene una impedancia muy alta, por lo que es fácil que las mediciones, como con un ADC, afecten el resultado.

El opamp proporciona un búfer, que le permite lograr tiempos de respuesta rápidos y mediciones precisas.

Si agrega una resistencia de carga a ambos circuitos, debería poder calcular la diferencia en los resultados.

    
respondido por el Nick Johnson

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