Fotodiodo en modo fotovoltaico, superando la saturación

Debido a que la unión Si tiene una resistencia de 0,6 V y está paralela a la fuente de corriente representada por los fotones que llegan a la unión PN. Entonces, si la caída de voltaje en la resistencia de 50 ohmios causada por la corriente generada por los fotones es mayor que 0.6 V, el diodo paralelo comienza a conducir y parece que se alcanza la saturación. Cuando se coloca una resistencia de 1 ohmio, la iluminación máxima puede ser 50 veces mayor antes de que se alcancen los 0,6 V.

En el modo fotovoltaico, está midiendo la corriente de cortocircuito producida por el diodo. Idealmente, eso significa que lo presentas con impedancia 0 (el cortocircuito). B funciona mejor que A porque 1 Ω está más cerca de 0 que 50 Ω.

La forma habitual de hacerlo es con un circuito activo que mantiene el voltaje a través del diodo en 0 mientras crea una señal de voltaje proporcional a la corriente del diodo. Dicho de otra manera, esto se hace con un amplificador de transimpedancia con voltaje de entrada 0:

Cuando el fotodiodo está iluminado, producirá corriente inversa. La dirección de esa corriente está abajo en el esquema de arriba. El opamp impulsará el lado derecho de R1 a lo que sea necesario para anular el voltaje en su entrada negativa, ya que la entrada positiva está conectada a 0 V. El resultado es que el voltaje de salida del opamp es proporcional a la corriente a través del diodo. siendo R1 la constante de proporcionalidad. Por ejemplo, si R1 fuera de 100 kΩ, entonces la ganancia de este circuito es de 100 kΩ, que podría expresarse como 100 mV por microampo.

La corriente fluye a través del fotodiodo desde el cátodo al ánodo: el potencial se acumula contra la dirección de conducción directa del diodo, esto es lo que realmente le da saturación. La respuesta de @krufra es incorrecta.

En este modo 'fotovoltaico', la carga se acumula en el diodo como un condensador y se disipa en la resistencia de 50 Ω (caso A). La respuesta cae a medida que más luz incide. Se puede pensar que los electrones tienen que hacer más y más carga de trabajo se acumula, el diodo responde menos a medida que aumenta la tensión.

En el caso B, simplemente ha bajado el valor de la resistencia, lo que facilita que la carga salga del ánodo. Con menos de una acumulación potencial a través del diodo, entonces esperaría ver una disminución no lineal de los diodos en respuesta a la luz. Imaginaba que su segundo circuito podría producir mucha menos señal.

La mejor manera de volverse lineal (voltaje proporcional a la cantidad de luz) que no se satura es usando un amplificador de transimpedancia . Esto puede ser relativamente barato con los amplificadores operacionales modernos. La respuesta de Olin es correcta en su mayoría, pero el modo fotovoltaico es cuando el diodo está conectado, de modo que desarrolla una tensión en algún elemento resistivo, mientras que el modo fotoconductor está cuando está configurado (con un amplificador de transimpedancia) para ver una resistencia de 0 across en su salida.