Reduzieren Sie die Transimpedanz der Eingangskapazität

Ich entwerfe eine Ausleseschaltung für eine Fotodiode, die aus einem Transimpedanzverstärker besteht. Mir ist aufgefallen, dass die Fotodiode eine relativ große Kapazität hat (320 pF). Gibt es irgendwelche Tricks / Anpassungen, die ich benötigen würde, um diese Kapazität (in Bezug auf Geschwindigkeit und Rauschen) zu kompensieren?

Antworten (2)

Ja, es gibt viele Dinge, die über die lehrbuchmäßige Konfiguration von Transimpedanzverstärkern hinausgehen.

Sie können beispielsweise einen kaskadierten Transimpedanzverstärker verwenden und ihn booten, um den Effekt der PD-Kapazität zu reduzieren. Dr. Phil Hobbs ist ein Experte auf diesem Gebiet, und ich würde sein Buch über elektrooptische Systeme empfehlen. Hier ist ein Artikel zu diesem Thema, der kostenlos heruntergeladen werden kann, und unten ist ein Schema für ein solches PD-Frontend. Der BFG25 fungiert als Teil der Kaskode und der MPSA18 sorgt für das Bootstrapping.

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Dies ist keineswegs das letzte Wort zu PD-Frontends, aber die wichtigsten Ideen sind vorhanden. Wenn der FB-Widerstand einen sehr hohen Wert haben muss (G Ohm), kommen weitere Tricks ins Spiel.

Könnte dieser Schaltkreis mit einer einzigen +12V/+5V-Versorgung verwendet werden?
Es wäre besser, die negative Vorspannung für die PD aus +12 zu erzeugen.
Aber wie würde ich genau die an die PD angelegte Sperrvorspannung steuern? Ich versuche, eine Avalanche-Fotodiode (APD) zu verwenden, die eine Hochspannungsvorspannung (~ 70 V) erfordern würde.
Mir ist aufgefallen, dass mehrere Hersteller mehrere Transimpedanz-ICs anbieten, die angeblich rauscharm und mit großer Bandbreite sind - implementieren sie diese "Optimierungen" oder ist ein kundenspezifischer Verstärker wie dieser immer noch eine bessere Option?
Was genau müsste ich ändern (in Bezug auf die Komponentenbewertungen), wenn ich die PD-Vorspannung ändern wollte?
@SpehroPefhany Entschuldigung, dass ich diesen Thread entführen muss ... Könnten Sie die "anderen Tricks" näher erläutern, die bei sehr hohen Rückkopplungswiderständen ins Spiel kommen? Ich arbeite an etwas Ähnlichem und habe alles von Phil Hobbs gelesen (einschließlich seines Buches), aber es hört sich so an, als wüssten Sie vielleicht noch einige andere Tipps für sehr hohe Gewinne. Ich habe vor ein paar Monaten eine ähnliche Frage zu TIZ-Amps gepostet.
@JayKeegan Ich verlasse mich auf PD-Frontends auf Phil Hobbs. Er hat einige interessante Techniken auf sci.electronics.design besprochen, um mit dieser Situation umzugehen - ich habe mich wahrscheinlich auf diese bezogen (es ist fast 2 Jahre her). Google-Gruppen sollten die Threads haben.

Sie sagen, der Fotodiodenstrom fließt in einen Transimpedanzverstärker. Das bedeutet, dass sich idealerweise die Spannung über der Diode nicht ändert, nur der Strom durch sie. Die Kapazität über der Diode (ob in die Diode eingebaut oder extern) spielt daher keine Rolle. Da sich die Spannung an der Diode nicht ändert, fließt kein Strom durch den Kondensator.

Dies ist in der Tat der Hauptgrund für die Verwendung eines Transimpedanzverstärkers. Das Eingangssignal ist Strom, nicht Spannung. Die Spannung kann daher normalerweise ziemlich konstant gehalten werden, wodurch die Auswirkungen der Kapazität gemildert werden, die sonst mit der Impedanz der Quelle einen Tiefpassfilter bilden würden.

Macht Sinn, aber dieses TI-Dokument ti.com/lit/an/sboa122/sboa122.pdf scheint etwas anderes vorzuschlagen.
@joaocandre zumal der Eingang C den Phasenrand des Operationsverstärkers beeinflusst und ihn zum Klingeln bringt. www.ti.com/lit/an/sboa055a/sboa055a.pdf
Olin, da muss ich ganz klar widersprechen. Die Kapazität der Fotodiode, die am Eingang des Transimpedanzverstärkers hängt, kann zu ernsthafter Instabilität führen. Siehe alle Artikel über solche Verstärker. Es gibt zwei einfache Abhilfemaßnahmen – Erhöhen der Vorspannung der Fotodiode (was die Kapazität der Diode verringert) und Bereitstellen eines Rückkopplungskondensators am Verstärker. Siehe einen der beiden Artikel, auf die bereits verwiesen wird.
Reduzieren Sie die Transimpedanz der Eingangskapazität
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