Ayuda para convertir la luz de las estrellas en voltaje

Usted espera que el diodo actúe como una célula solar. Es posible que simplemente no tengas suficiente luz para que sea detectable de esa manera. Inténtalo de esta manera.

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

Es posible que tengas que jugar con el valor de la resistencia para obtener lo que deseas. Pero nuevamente, si no hay suficiente luz en el sensor, es posible que necesite algo mucho más sensible.

Creo que para maximizar la sensibilidad necesitarás usar un amplificador. Hay dos modos básicos de funcionamiento: modo fotovoltaico y modo fotoconductor.

En el modo fotovoltaico, cuando se usa un amplificador de transimpedancia, la tensión en el diodo se mantiene a cero voltios, y el amplificador convierte la corriente de salida del diodo en tensión. Luz cero significa corriente cero y voltaje cero. No debería haber una corriente oscura.

En el modo fotoconductor, el diodo tiene polarización inversa. Este modo también utiliza un amplificador de transimpedancia para convertir la corriente a voltaje. En este modo, estará presente una cierta cantidad de corriente de fuga inversa, y por lo tanto debe calibrarse fuera de la medición.

A menos que pueda encontrar una buena referencia, es posible que deba probar ambos modos. Aquí hay una imagen de thorlabs (mi principal fuente de información):

Observeeneldiagramaquelaconexiónbásicaeslamismaparalosdosmodos.EssolounacuestióndesielánodoestáconectadoaGNDoaunatensióndepolarizaciónnegativa.

Encontrélaimagenaquí: enlace

¿Para el poder?

No hay mucha energía en la luz de las estrellas, incluso si se enfoca. Simplemente no hay muchos fotones que golpeen a Tierra desde una estrella distante ... ¡y mucho menos la apertura de su telescopio!

Los dispositivos de silicio no son lo suficientemente sensibles como para crear energía utilizable de esta manera (la energía se genera menos que la fuga).

¿Para señal?

¿Solo intentas detectar la luz o medirla? Si no puede obtener suficiente señal con diodos de silicio o transistores, debe actualizar a nivel científico ;-)

Este es un tubo fotomultiplicador (PMT):

La descripción de Wikipedia es correcta, pero no muy útil:

  

Tubos fotomultiplicadores. Un tubo fotomultiplicador, útil para la luz.   Detección de señales muy débiles, es un dispositivo fotoemisor en el que el   La absorción de un fotón da como resultado la emisión de un electrón. Estas   Los detectores funcionan amplificando los electrones generados por un fotocátodo.   expuesto a un flujo de fotones.

La forma en que trabajan es que creas un campo eléctrico muy fuerte dentro del tubo. Cuando un fotón entra en el tubo se acelera rápidamente por el campo fuerte que gana mucha energía en el proceso. Luego colisiona con una placa metálica a alta velocidad (energía). Cuando esto sucede, quita algunos electrones de la placa de metal. Estos electrones también son acelerados rápidamente por el campo.

Al organizar las partes internas del tubo para que se produzcan colisiones múltiples, puede hacer que la señal sea muy fuerte, ya que cada colisión crea más electrones libres, que después de chocar con la siguiente placa, crearán más electrones libres ... y así sucesivamente hasta llegar al final donde se mide el número significativo de colisiones como voltaje.

Una fuente de luz tan débil como la luz de las estrellas puede no ser medible por un fotodiodo. La corriente de fuga de diodo (o corriente oscura) será el competidor más importante de la corriente de luz estelar diminuta. La corriente de fuga del diodo depende en gran medida de la temperatura del diodo: un diodo frío tiene menos fugas.
Para ver si su fotodiodo es compatible con la luz de las estrellas, se requiere un circuito que produzca una salida afectada por la corriente oscura del diodo. El voltímetro digital (VM1) en el siguiente circuito debe tener una resistencia de entrada de 10 Megohmios y una escala sensible de 200 mV, con una pantalla que muestre 199 mV como 199.9 . El último dígito se incrementa cada 100 microvoltios. Cuando este voltímetro se coloca en serie con un fotodiodo de polarización inversa, se convierte a una resolución de $ 100/10 \ $ picoamps. Eso puede ser lo suficientemente sensible como para ser afectado por la corriente oscura. Tales voltímetros digitales son bastante comunes.

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}