APD estabilidad del amplificador de transimpedancia [cerrado]

Después de unos días, he descubierto lo que está pasando.

Aquí está mi circuito:

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

El OPA846 no es estable en ganancia de unidad, y requiere una ganancia de ruido mínima de 7 para obtener algo así como un margen de fase de 45 grados. El problema que estaba viendo se debía a que mi polo de realimentación 1 / (RF * CF) estaba a una frecuencia más baja que mi fotodiodo cero 1 / (RF * CD) porque mi capacitor de realimentación (CF) era de 5pF y mi capacitancia de diodo es inusualmente bajo < 1pF (es un APD). Esto causó que mi ganancia de ruido (1 + CD / CF) fuera casi unitaria en las frecuencias altas, lo que provocó que mi amplificador oscilara, pero mi polo de transimpedancia 1 / (RF * CF) estaba en una frecuencia baja, lo que provocó que mi respuesta de transimpedancia terminara -damped (la segunda traza dibujada a mano).

Aquí hay un diagrama de bode de esa configuración confusa:

La primera traza dibujada a mano en mi pregunta ocurrió cuando disminuí la capacitancia de retroalimentación, lo que aumentó mi ganancia de ruido en altas frecuencias para cumplir con el requisito de ganancia mínima de 7, pero mi resistencia de realimentación era demasiado pequeña, lo que causó que el polo de realimentación fuera demasiado pequeño. alta frecuencia y dándome un pobre margen de fase en la respuesta de transimpedancia.

Ahora, he eliminado CF para asegurar que CF < CD que es necesario para garantizar la ganancia de ruido a alta frecuencia (1 + CD / CF) > = 7. Luego aumenté la RF para desplazar tanto el fotodiodo cero como el polo de realimentación a frecuencias más bajas para obtener el margen de fase que quiero y estabilizar el amplificador Estoy considerando cambiar a un amplificador estable de ganancia unitaria y disminuir la RF y aumentar el CF para aumentar aún más mi ancho de banda.

Al final, la moraleja de la historia es tener cuidado al utilizar amperios opcionales no estables de ganancia para las unidades de transimpedancia con pequeñas capacitancias de fotodiodos.

Lo siento por la pregunta de baja calidad. Estaba demasiado confundido para poder preguntarlo correctamente.

Los campos eléctricos parásitos a través de la resistencia de realimentación deben aumentarse para compensar el PhotoDiode que cuelga en Pin- de la OpAmp. Al igual que una sonda de alcance tiene 2 resistencias (una en la sonda y otra en el alcance) y 2 condensadores en paralelo con cada resistencia, con los capacitores seleccionados o ajustados para implementar 2 constantes de tiempo RC idénticas, para una mejor planeidad de la respuesta del pulso.

Tome un par de piezas de cable aislado sólido, gírelas para aumentar la capacitancia y suelde a través de la resistencia de realimentación.

Acabas de sintonizar el circuito; ahora desenrolle parte del truco-condensador y observe cómo cambia la respuesta del pulso.

"Underdamped" es lo mismo que "casi oscilante". Si espera que la señal sea como en la foto n. ° 2 pero con la imagen n. ° 1, significa que (a) el ancho de banda de su amplificador está muy por debajo del deseado, y (b) podría estar muy cerca de las oscilaciones, por lo que un cambio de temperatura o una carga Te puede lanzar en oscilaciones. Esto suele ocurrir cuando hay una capacitancia parásita excesiva en la entrada (el plano de tierra no tiene ningún vacío debajo de la clavija), o la capacitancia del diodo no se compensa adecuadamente en la retroalimentación.