¿Qué sucede después de que se satura opamp?

No definido y varía entre opamps.

Puede ver voltaje en la entrada de tierra supuestamente virtual. Si esa tensión supera la fuente de alimentación (o una tensión más baja en relación con la entrada + ve) puede haber diodos de protección para drenar el exceso de corriente.

Puedes dejar una o más etapas dentro del opamp saturado, y los transistores saturados se apagan lentamente, arruinando el rendimiento del opamp a alta velocidad. Por lo tanto, después de eliminar el exceso de corriente de entrada, puede pasar mucho tiempo (microsegundos) antes de que el operador responda correctamente a las señales de entrada nuevamente.

Si este comportamiento es importante para usted, debe formar parte de sus criterios para seleccionar un operador, en discusión con los ingenieros de aplicaciones del proveedor.

Pero la respuesta correcta es: no sucederá, porque volverás a diseñar el circuito para evitar la saturación del opamp.

EDITAR: De la hoja de datos que debería haberse vinculado en la pregunta:

  

Protección de entrada   A   evitar   Descompostura   de   interno   dispositivos   en   la   entrada   escenario   ,   Las dos entradas del amplificador operacional NO deben estar separadas por más   que    2.0   V.   A    Ayuda a proteger la etapa de entrada, circuitos internos.   se activará automáticamente si las entradas están separadas por   2.0V y las corrientes de entrada comenzarán a fluir. En todos los casos,   Se debe tener cuidado para que estas corrientes permanezcan menos.   que    1   mA.

Entonces, con la entrada positiva puesta a tierra, si la iluminación satura el amplificador y Vin- comienza a aumentar, el dispositivo está en peligro de romperse cuando la entrada alcanza 2V, momento en el cual el fotodiodo sigue con polarización inversa de 3V. Luego, la protección puede absorber 1 mA adicional, antes de que la tensión de entrada aumente.

Si bien @le_top tiene razón en que una vez que el fotodiodo se desvíe hacia adelante, comenzará a absorber cualquier exceso de corriente, desde la hoja de datos queda bastante claro que este opamp específico no sobrevivirá hasta ese punto.

Un fotodiodo es muy parecido a un diodo normal, solo que la luz incidente cambiará la curva característica V / I del diodo. El voltaje que aplique al diodo dará como resultado una corriente de acuerdo con esta curva. De manera similar, una corriente que usted aplique resultaría en un voltaje. El diodo todavía está limitado por una tensión directa y una tensión de ruptura (inversa).

En su circuito, se aplica una tensión inversa de 5 V en el funcionamiento normal y esto podría aumentar hasta 10 V si Rf y la tensión de saturación operativa lo permiten. Sin embargo, no debe ser más de 5 V porque en la oscuridad el diodo se comporta como otro diodo y funcionará la respuesta opamp y la entrada '-' se establecerá en 0V.

Es posible predecir la operación a partir de la curva V / I cambiante.

Cuando la resistencia Rf limitará la corriente debido a la saturación, el diodo estará en polarización directa debido a la corriente interna. Por lo tanto, el ánodo es más alto que el kathode y estaría a aproximadamente 6 V (depende del voltaje del diodo directo). La salida operativa se saturaría a aproximadamente -5 V y la corriente del diodo y la resistencia sería de aproximadamente 10 V / Rf.

Toda la corriente que el diodo no puede suministrar se consume internamente, lo que resulta en un calentamiento del diodo. No calentará más que cualquier otro objeto similar al que sometería a la misma intensidad de luz. Se calentará un poco menos a medida que Rf consume parte de la energía.

Aquí hay otra forma de analizar el circuito:

La corriente que fluye a través del diodo hacia el circuito es una corriente inversa desde el punto de vista del diodo. La corriente sale del kathode a la resistencia \ $ R_f \ $ y fluye hacia el ánodo desde la fuente de 5V.

En la hoja de datos, podemos ver que cuando la corriente a través del fotodiodo es 0, pero cuando hay suficiente luz, entonces la tensión del diodo está en la tensión de saturación directa.

La corriente se vuelve más negativa si el voltaje directo del diodo se reduce. Y una vez que el voltaje directo desciende por debajo de la rodilla "V / I" (aproximadamente 0.75 V), la corriente es más o menos estable para una fuente de luz estable.

Sin embargo, el circuito no puede absorber esta corriente; \ $ R_f \ $ limita la corriente del diodo (la entrada '-' del opamp consume aún menos corriente).

El fotodiodo absorberá este exceso de corriente internamente y la tensión del diodo estará en polarización directa.

Como la entrada '-' del opamp es más alta que la entrada '+', la salida del opamp disminuirá. Gracias a la retroalimentación negativa, el nivel de voltaje de entrada '-' también disminuirá hasta que se sature el opamp. El opamp no puede disminuir el voltaje de salida lo suficiente para obtener 0V en la entrada '-'. Por lo tanto, la corriente que fluye a través de \ $ R_f \ $ está limitada debido a la saturación del opamp. La entrada '-' estará muy por encima de 0V, e incluso a aproximadamente 5.75V porque el diodo está en polarización directa.

Esto es coherente con el modelo de fotodiodo equivalente que predice que el exceso de corriente es esencialmente consumido por un diodo "normal" equivalente interno.

Espero que el misterio se resuelva. No es "fácil" de entender a primera vista, seguramente tendrá que trabajar un poco en esta explicación.

No serán 100 mAmps los que fluirán a través del diodo. Cuando el opamp está saturado, puede considerarlo como su salida a tierra y dejar de lado la entrada inversora. Habrá 5 mAmps que fluyen a través del diodo, la resistencia y el transistor de salida del lado bajo del opamp. Aunque el diodo dejaría pasar más corriente, se ve limitado por el voltaje de la alimentación del diodo y el valor de la resistencia.

Hay dos rutas actuales para una fotocorriente hipotética de 100 mA; uno es a través de la resistencia de realimentación Rf, y el otro es a través del pin de entrada del amplificador operacional.

Eso es importante, porque hay diodos de protección, desde cada pin de entrada a los rieles de alimentación, y esos conducen a aproximadamente 1 V; si conducen más de 1 mA, ha excedido la corriente de entrada máxima permitida y puede esperar una falla del chip.

Incluso si NO llevan a cabo, el uso de suministros de +5 y -5V supera el límite permitido voltaje de la fuente de alimentación para este dispositivo (5,5 V máximo absoluto, y el esquema muestra 10V aplicados).

El amplificador operacional no solo se saturará, sino que también se quemará. Un resistor limitador de corriente en serie con la entrada del amplificador operacional sería un buen comienzo, y se recomendaría un resistor de realimentación que manejará toda la corriente esperada, incluso en casos de entrada alta. Manténgase dentro del rango 'máximo absoluto' de la hoja de datos para la potencia aplicada en los pines de alimentación Y actual en los pines de entrada.