Implementando un circuito de diodo fotográfico de avalancha

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Estoy trabajando en un circuito que hará mediciones de poca luz en el rango visible. Las mediciones serán de muestras biológicas que sean fluorescentes. Para esta aplicación se ha elegido un diodo fotográfico de avalancha (APD). La intención es construir un circuito que no necesariamente tenga una respuesta rápida pero que pueda detectar niveles de luz muy bajos.

Deseo utilizar el LT3482 ( hoja de datos ). Este chip tiene una placa de demostración aquí ( hoja de datos ) que quiero copiar. También deseo utilizar la gama de ADP Hamamatsu S12053 ( hoja de datos ).

Tengo varias preguntas sobre esta configuración:

1) Compensación de temperatura

Para garantizar una buena señal, la tensión de polarización debe compensarse con la temperatura. La hoja de datos del LT3482 especifica "El LT3482 cuenta con monitoreo de corriente APD de lado alto con una precisión relativa superior al 10% en todo el rango de temperatura". ¿Es este error del 10% un error adicional al error de amplificación que resulta de las diferencias de temperatura? La curva de ganancia se muestra a continuación:

2)Voltajedepolarización

LascurvasdegananciaydecorrienteoscuradelADPsemuestranacontinuación:

El LT3482 solo es capaz de una salida de 90V. ¿Es esto demasiado bajo? A juzgar por la curva de ganancia, parece que quiero estar en el rango de 130 -140 V para obtener el mejor rendimiento sin arriesgarme a sufrir una avería.

    
pregunta Gonzik007

1 respuesta

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¿Este error del 10% es un error adicional al error de amplificación que resulta de las diferencias de temperatura?

Sí. El IC refleja la corriente APD y usted mide esta segunda corriente. El error dado se aplica a esta corriente.

Si observa la figura "Precisión del monitor de corriente APD frente a la temperatura", notará que el 10% es un valor extremo para una temperatura de + 125 ° C y una corriente APD de 250nA. Si se mantiene por debajo de + 100 ° C, el error parece ser inferior al 0,5%.

Además, el error es más o menos constante para una corriente dada (y un rango de temperatura razonable para su proyecto), por lo que su valor de medición siempre diferirá del valor ideal por un factor constante.

Creo que este error es insignificante en comparación con los problemas que surgen, por ejemplo. De la dependencia de la temperatura del propio APD.

El LT3482 solo es capaz de una salida de 90V. ¿Esto es demasiado bajo?

Probablemente si ...

Cuando un fotón golpea el APD, crea un electrón libre (y un agujero), que se mueve a los terminales del APD. En su camino, el electrón pasa una región de alto campo electrostático, donde gana la energía para crear una avalancha de electrones secundarios. Finalmente, la ganancia de un APD es el número de electrones generados a partir de un solo fotón incidente.

Desde la hoja de datos de APD, el APD está completamente agotado a aproximadamente 80V. (Consulte la gráfica de capacitancia en función de la tensión. Cuando se agota, la capacitancia deja de disminuir). En este punto, el APD ya funciona como un fotodiodo (es decir, la ganancia es aproximadamente 1). Para obtener una ganancia > 1, necesitas aumentar el voltaje. Como usted dijo, la hoja de datos sugiere un voltaje por encima de 130V. Extrapolando las curvas de ganancia de su última figura, la ganancia será de aproximadamente 1 a 90 V, tendrá un diodo fotográfico.

Ahora, todavía depende de la cantidad de luz incidente. Si es grande, su muy baja ganancia puede estar bien, pero si es pequeña, definitivamente le gustaría tener alguna ganancia. Lo que es grande y lo que es pequeño está determinado por el sensor y su configuración mecánica, y por supuesto, por sus sondas.

Finalmente, un APD utilizado como fotodiodo es costoso y complejo (alto voltaje, dependencia de la temperatura, ...). En este caso, es mejor obtener un diodo fotográfico estándar. Si necesita la ganancia, necesitará un voltaje más alto. Tal vez, también eche un vistazo a otros fabricantes de APD, que yo sepa, Hamamtsu usa voltajes relativamente altos.

    
respondido por el sweber

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