Analyse von Fotoverstärkerschaltungen

Ich versuche, die folgende Schaltung zu analysieren, in der eine Fotodiode durch ihre Ersatzschaltung ersetzt wurde:Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Die Schaltung wurde bereits in dem Dokument analysiert, aus dem ich das obige Diagramm erhalten habe; Die Schrift ist jedoch schlecht, und so bin ich gezwungen, die Schritte nachzuzeichnen. Insbesondere versuche ich, den Rückkopplungsfaktor Beta zu berechnen :

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Glücklicherweise gibt es oben einen Hinweis darauf, was Beta eigentlich ist. Wenn wir A die Open-Loop-Verstärkung des Operationsverstärkers sein lassen, dann ist per Definition

e Ö = A ( v + v )

Wobei V_+ und V_- die Spannungen an den + und - Pins des Operationsverstärkers sind. Da V_+ auf Masse liegt, erhalten wir e_o = -AV_-. Indem wir Gleichung (3) im Text umstellen, erhalten wir das durch deduktives Denken

β e Ö

ist einfach die Spannung an dem Knoten, der I_n- und e_n verbindet. Dies impliziert, dass β das Verhältnis der Spannung am Ausgang zur Spannung am invertierenden Eingang ist.

Also mache ich eine Schaltungsanalyse, um dieses Verhältnis zu berechnen, wobei ich annehme, dass I_n- Null ist. Sei V die Spannung am invertierenden Eingang. Wir können unsere Aufgabe vereinfachen, indem wir das folgende Ersatzschaltbild lösen:Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Unser Ziel ist es dann, nach e_o/V aufzulösen. Lassen wir i den Strom durch Z_G sein, dann

v e Ö = ( ICH ich ) Z F
v = ich Z G

Und so

v e Ö [ 1 + Z F Z G ] = ICH Z F e Ö + 1

Daher ist Beta von I abhängig, dem Fotostrom durch die Diode. Dies ist ein bizarres Ergebnis, da ich in dem Dokument überhaupt nichts in die Rauschanalyse einbeziehe. Was habe ich hier falsch verstanden?

Link zur Quelle bitte.

Antworten (1)

Es handelt sich um eine Kleinsignalanalyse, ignorieren Sie also die feste ideale Stromquelle (sie hat eine unendliche Impedanz) und den daraus resultierenden festen Ausgangsspannungs-Offset. Wir suchen nur nach Änderungen, die sich aus en ergeben.

Beta ist nur das Verhältnis der Impedanzen und der Ausgang ist nur ~en/beta, wenn die Verstärkung des Verstärkers hoch ist.