¿Funciona este circuito de fotodiodo?

De acuerdo con esto, el fotodiodo produce una corriente incluso cuando hay cero voltios a través de él; es la corriente de cortocircuito . Tenga en cuenta que la dirección de referencia de \ $ I_S \ $ en el diagrama de la pregunta es opuesta a la de \ $ I_ {SC} \ $ del diodo, por lo que el voltaje de salida es:

\ $ V_ {OUT} = - I_S \ cdot R_F = I_ {SC} \ cdot R_F \ $

Encontréloanterior aquí .

Una pregunta razonable es ¿cómo se puede producir una corriente con voltaje cero ?

Recuerde que hay un campo interno E a través de la región de agotamiento, incluso cuando los terminales del diodo están cortocircuitados. Brevemente, los EHP generados por la luz en la vecindad de la región de agotamiento están separados por el campo E, lo que da como resultado que los cargos se acumulen en los lados P y N (así se desarrolla \ $ V_ {OC} \ $). Un cortocircuito permite una corriente para restablecer el equilibrio de carga.

editado después de la respuesta de Alfred

El amplificador de inversión clásico es así:

Elfotodiodocrearáunacorriente,loqueprovocaráunacaídadevoltajeenlaresistencia.Unoperadorconrealimentaciónnegativaintentaráigualarambasentradas,porloquelaentradainversoraestaráa0V,ylacorrienteatravésdelaresistenciacrearáunvoltajedesalidapositivo.

¿Porquépenséqueelotrocircuitonofuncionaría?Sieldiodocreaunacorriente,supondríaquetambiénhayunacaídadevoltaje.Entonces,elvoltajeenlaentradainversoraseríamásaltoquecero,yelopamp,tratandodecorregireso,veríaquesusalidabajarahastaelrielnegativo.

ElgráficodeAlfredmuestra,sinembargo,quelaentradapuedepuedereducirsea0Vporlasalida.Requierequeelvoltajeatravésdeldiodopuedabajaracero,mientrasquetodavíahaycorriente.Aquíhayotrográfico,de este documento , que confirma la respuesta de Alfred:

El circuito en su respuesta se basa en el efecto fotoeléctrico para amplificar la fotocorriente producida por el diodo con un amplificador de transimpedancia.

El circuito en su pregunta se basa en el efecto fotovoltaico pero la dirección actual es incorrecta (considere una célula solar con una diodo único), y solo tiene sentido con ganancia finita (es decir, con una resistencia en serie con el cátodo). También hay una fuente de fotocorriente implícita en paralelo con el diodo.

Qué tan eficiente sería un fotodiodo como fuente fotovoltaica, no lo sé, pero sospecho que no muy.

EDIT

Pensándolo bien, R1 no es necesario, ya que incluso si el diodo está en corto, la fotocorriente seguirá fluyendo (de nuevo, considere un cortocircuito en una célula solar).

Obtuve la siguiente idea del circuito de p253 circuito J, "Art of Electronics", versión 1989. La nota de la aplicación Sharp también usa una resistencia en el + Vin para un amplificador operacional y fototransistor, pero no explica lo que hace.

Probé el circuito de abajo con y sin la resistencia inferior: no pude ver ningún efecto cuando saqué el cortocircuito sobre la resistencia inferior: ni siquiera un cambio en la ganancia. Estoy probando con pulsos de muy bajo nivel de luz, utilizando diodos regulares de 850 nm y 830 nm como "fotodiodos". Tengo una detección mucho mejor cuando el "fotodiodo" se invirtió de los diagramas de esta página. Es probable que esto solo sea importante en niveles de poca luz (menos de 1 mW / cm ^ 2). Cuando el diodo estaba orientado como se muestra en esta página, la salida estaba no invertida, en contraposición a los comentarios de todos. Tal vez los fabricantes de fotodiodos declaran la orientación invertida de lo que realmente es. Un condensador de 0,0001 a 0,0047 uF sobre la resistencia de realimentación ayudó a reducir los picos en los pulsos, pero empeoró los picos para niveles de luz muy bajos.

El uso de un fototransistor retroactivo de 880 nm con el amplificador operacional (fig. 13 en la nota de aplicación brusca) con un diodo de 830 nm que alimenta la luz funcionó aproximadamente 10 veces mejor a niveles de luz bajos que el LED simple de 830 nm como detector si los pulsos fueron más de aproximadamente 1 ms, y si se usó un condensador sobre la resistencia de retorno. Parece que es posible la detección de 0.01 mW / cm ^ 2.

El amplificador operacional es JFET para corrientes de entrada muy bajas.