Capacitancia de fotodiodo grande

El problema principal con los fotodiodos de gran capacitancia es elegir el amplificador operacional correcto. Se trata de elegir el amplificador operacional con el ruido de voltaje de entrada más bajo, ya que este ruido se amplifica significativamente a frecuencias más altas. Supongo que se utiliza una configuración de amplificador de transimpedancia porque normalmente este será el circuito de elección si desea medir la luz de CC hacia arriba a alguna frecuencia alta.

Normalmente, para las comunicaciones de velocidad media (donde DC no es un problema), normalmente se utiliza un amplificador de transimpedancia. Por encima de 1 Gbps, hay una tendencia creciente a no usar TIA debido a otros problemas.

De todos modos, el problema básico será el ruido de la tensión de entrada del amplificador operacional: -

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

C1 es la autocapitancia de los fotodiodos y el ruido de entrada del amplificador operacional que he puesto en la entrada no inversora porque es la forma más fácil de ver el problema.

Claramente, a baja frecuencia, el ruido apenas se amplifica, pero a medida que aumenta la frecuencia, la ganancia del circuito se convierte en: -

\ $ 1 + \ dfrac {R1} {\ frac {1} {2 \ pi f C1}} = 1+ 2 \ pi f C1 R1 \ $

Si C1 es 300pF y F es 300 kHz, la ganancia de ruido es de aproximadamente 29 y la salida será un desastre. Lo que se hace para contrarrestar esto está más allá del alcance de esta pregunta, pero se llama arranque y, a menudo, utiliza un JFET. Esto puede reducir la capacitancia en aproximadamente 10: 1 y en el ejemplo anterior, la ganancia de ruido sería de aproximadamente 4.

¿Qué pasa con la corriente de ruido del amplificador operacional? bueno, a medida que aumenta la frecuencia, C1 lo desvía cada vez más, por lo que se convierte en un problema menor en las frecuencias altas que en las bajas, pero a bajas frecuencias, la corriente de ruido producirá una salida que es actual * R1, así que debes estar al tanto de esto.

Los dispositivos analógicos tienen una excelente herramienta para resolver problemas de fotodiodos: -

Aquí he elegido un fotodiodo con capacidad de 300 pF, una corriente de fotodiodo de 10 uA y el sitio ha elegido un amplificador operacional y ha realizado los cálculos: no siempre elige el amplificador operacional correcto y usted tiene la opción para elegir diferentes amplificadores operacionales.

He usado esto para un trabajo y los números salieron como la herramienta sugirió.

De todos modos, en resumen, no es el autodecapitancia del fotodiodo lo que causa él un problema, es cómo el circuito vive con la inevitable ganancia de ruido que causa esta capacitancia.