Confusión con la corriente en el amplificador de salida de voltaje

  

¿Cuál es un ejemplo de corriente en amplificador de salida de voltaje? Y si es actual   está entonces, también debe haber tensión, ¿por qué lo llamamos corriente?

Un amplificador de transimpedancia (TIA) es un circuito de "corriente de entrada" y de "salida de voltaje". La impedancia de entrada es teóricamente cero ohmios, por lo que si intentas poner un milivoltio en la entrada, la corriente tomada (teóricamente) sería infinita.

Se utilizan con bastante frecuencia para amplificar fotodiodos: -

Motivo:lasalidadeunfotodiodo(PD)esactualparaunadensidaddepotenciadeluzdadaeneldispositivo.Produceunasalidadecorrientey,siconectalasalidadePDaunaresistencia,aúnintentaráempujarlamismacorrienteatravésdeesaresistenciaparalamismaentradadeluz.Elefectosecundariodeestoesqueseproduciráunvoltajeatravésdeesaresistenciaparacumplirconlaleydeohmios.

Entonces,¿porquénoalimentarlasalidaPDaunaresistenciayusarunamplificadordevoltaje?Puedehaceresto,peroloqueencontraráesquesilaluzestámodulada(esdecir,unatransmisióndedatostípicade,porejemplo,unafibraóptica),lapresenciadelaresistencia(ylaautocapitanciadelPD)formaráunfiltrodepasobajoyhacerquelosdatosparezcannoideales.

Porlotanto,seusaunTIAporquesuimpedanciadeentradaesdeceroohmios,esdecir,esundispositivodeentradadecorrienteconcerovoltiosproducidos.Concerovoltiosproducidosenlaentrada,laautocapitanciadelaPDseanulaypuedeobteneranchosdebandasignificativamentemayoresatravésdelamplificador.

  

Porejemplo,eselvoltajedelamplificadorBNTNPNdeemisorcomúnenvoltaje  ¿afuera?Perotambiénhayalgodecorrienteyalgodecorriente.Porqué  elegiruno?

Hablandoestrictamente(conrespectoalafísica),unBJTesundispositivodeentradadevoltajeycualquiercorrientequesetomeenlabaseesparteintegraldel Ecuación del diodo Shockley . Con respecto a la salida, generalmente se acepta que es un dispositivo de salida de corriente debido a esto: -

Paraunvoltajebasedado(quedalugaraunacorrientebasedada),lacorrientedelcolectoresengranparteconstante(plana)paraungrancambioeselvoltajecolelctor-emisor.EstoocurrenormalmentecuandounamplificadorlinealutilizaunacaracterísticadeBJT,esdecir,esundispositivodesalidadecorrientePEROquelacorrientedesalidaseconvierteenunasalidadevoltajeparaunaresistenciadecolectordada.

LaecuacióndeSchockleyparaundiodoledicequécorrientefluyeeneldiodo,perounavariantedeestoeslaecuacióndeebers-moll.EstoleindicalacorrientedelcolectorparaunVbedado:-

LoimportanteatenerencuentaesqueelBJTesundispositivodeentradadevoltajeyundispositivodesalidadecorriente.Mirelaecuaciónsuperior:loqueimpulsalacorrientedelcolectoresVbeyVbcPEROVbcesnegativo(elcolectorylabaseestáninvertidos),porloquelapartedominantedelaecuaciónestágobernadaporVbeynoIb:lacorrientebaseesunsubproductoqueesconvenienteparausarporquelacorrientedebase(comoefectosecundario)ylacorrientedelcolectorconvenientementeparecenserproporcionalesentresí.Porloquesé(ynosoyunexpertoenfísica),estefelizaccidenteessoloesoyha"convenido" el uso de hFE como medida de Iout / Iin.

La corriente y el voltaje están relacionados por la impedancia de lo que se aplica. Solo puedes elegir dos de voltaje, corriente y impedancia. Dicho de otra manera, solo hay dos grados de libertad entre estos tres parámetros.

Supongamos que un amplificador tiene una impedancia de entrada de 0, y el parámetro que midió para amplificar era la corriente. El voltaje siempre sería 0.

De hecho, es posible hacer esto:

Suponiendo partes ideales, considere lo que sucede cuando una corriente se descarga en IN. Eso hace que - la entrada sea más alta que la entrada +, por lo que la salida opamp disminuye. Finalmente, se reduce lo suficiente como para que la corriente a través de R1 coincida con la corriente que se está volcando en IN. De hecho, la corriente en IN siempre pasa a través de R1, produciendo un voltaje a través de ella. Debido a cómo funciona la retroalimentación alrededor del opamp, la entrada siempre se mantiene al mismo voltaje que la entrada +.

Este circuito es un amplificador con entrada de corriente y salida de voltaje. Tal cosa tiene el nombre especial de amplificador transimpedancia . Tenga en cuenta que su ganancia no es adimensional. La ganancia es la tensión de salida dividida por la corriente de entrada. El voltaje dividido por la corriente tiene unidades de resistencia. Esto tiene sentido, ya que una forma de ver una resistencia es como un convertidor de voltaje a corriente.

En el circuito anterior, este amplificador de transimpedancia tiene una ganancia de -R1. Si R1 es 3.3 kΩ, por ejemplo, y pones 1 mA, entonces la salida será (1 mA) (- 3.3 kΩ) = -3.3 V.

  

¿Por qué llamamos a algunos amplificadores de esta manera? Quiero decir, digamos que uno llama a un amplificador como: "Corriente en el amplificador de salida de voltaje".

Es porque la salida de voltaje está, idealmente, correlacionada de manera controlable con la entrada de corriente.

Un caso es cuando se está midiendo la magnitud de una corriente que entra usando un medidor de voltaje. Alimentar una corriente a un amplificador de voltaje, luego la convierte en un voltaje. Ofreciendo una transformación algo lineal.

Una aplicación por ejemplo. Cuando está cuantificando la glucosa en una muestra de sangre en una tira reactiva, combina una enzima, un mediador electroactivo y una muestra de sangre. Aplicando algún tipo de estímulo (un voltaje) con tal vez un DAC. La reacción redox emite una corriente en una cierta dirección con una cierta magnitud.

Entonces, una forma en que un ingeniero de software integrado puede analizarlo es mediante el uso de un amplificador de transimpedancia (corriente a voltaje). Luego léelo con un ADC.

Tengaencuentaqueestoessolounejemplo,yaquíhay Notas de aplicación fáciles de microchip para el diseño de glucosa

Las entradas y salidas se nombran con respecto a lo que es la propiedad de transmisión de señales.

Por lo tanto, un amplificador ideal de voltaje de entrada y salida hace la promesa que mi voltaje de salida será multiplicado por el voltaje de entrada, voy a suministrar la corriente necesaria para mantenerlo así, y esto es independiente de la corriente que ingrese mi entrada .

Luego, un amplificador ideal de corriente de entrada de corriente esperará que la corriente que ingresa a su entrada sea la señal, por lo que promete que mi corriente de salida será multiplicada por la corriente de entrada, conduciré el voltaje de salida a cualquier valor necesario para mantenerlo así, y esto es independiente del voltaje en mis entradas .

Tenga en cuenta que la otra propiedad, es decir, la corriente para la entrada de voltaje, etc., no se especifica, es lo que sea necesario para satisfacer la propiedad especificada.

Las combinaciones de combinaciones deben ser obvias a partir de estos ejemplos.

Una diferencia técnica importante causada por lo que el amplificador se compromete a hacer, es que la impedancia de entrada ideal de un amplificador de entrada de voltaje es infinita, por lo que no se necesita una corriente para controlarlo, mientras que la impedancia de entrada ideal de una entrada de corriente el amplificador es cero, de modo que se puede usar un voltaje arbitrariamente pequeño para proporcionar la corriente de entrada. Por el contrario, la impedancia de salida ideal de un amplificador de salida de voltaje es cero, por lo que proporciona cualquier cantidad de corriente sin un cambio en el voltaje, mientras que la impedancia de salida ideal de un amplificador de salida de corriente es infinita, de modo que solo necesita ajustes infinitamente pequeños de voltaje para suministrar la corriente de salida.