No se mide ninguna salida en el amplificador de transimpedancia

Question

He estado jugando con un SFH 213 fotodiodo (las claras) y me he enganchado a un TLV2371 op amp , así como para parecerse a un ordinario transimpedance amplificador.

He variado la resistencia de retroalimentación valor de 10 M-de 30M y todavía me da cero voltaje de V_out. Según la hoja de datos para el fotodiodo de la corriente oscura es 1(<5)nA así que pensé que con 10M de la resistencia que me gustaría conseguir 10-50mV en la salida.

He probado otras configuraciones con el amplificador operacional como un amplificador no inversor y funciona como se esperaba. Así que no creo que el op amp se rompe. También he conectado 2 fotodiodos (en paralelo) en el caso en el que yo estaba trabajando con un roto y para hacer que la señal sea más fuerte, pero aún no hay salida. El lado plano del diodo se enfrenta a la clavija 2 (- ) y la ronda de lado es en el pin 3 (+) que está conectado a tierra. El +9 Vcc para el op amp es completamente arbitraria valor.

Siento que es una cuestión sencilla, y me siento tonta por preguntar. Sin embargo, yo simplemente no puede averiguar lo que está mal.

^{simular este circuito – Esquema creado mediante CircuitLab}

Answer 1

La forma de comprobar su circuito no es la adecuada. La corriente oscura especificado en la hoja de datos es de 20 V tensión inversa aplicada. Sin embargo, el circuito no polarización inversa el fotodiodo.

La hoja de datos muestra típica de la corriente oscura vs polarización inversa:

Sin polarización inversa, usted debe esperar 0 de la corriente oscura, como en cualquier otro diodo con 0 V aplicada.

Usted necesita para probar el circuito con un poco de luz aplicada a la fotodiodo. Una señal de entrada en el orden de 10 a 100 nW (dependiendo de la longitud de onda) debe producir un resultado medible de la señal. Ser consciente de que su fotodiodo tiene una fuerte respuesta direccional, y la entrada de luz debe entrar desde casi "recto" para ser detectado. Esto limitará su capacidad para detectar difusa reflexiones.

Answer 2

Estoy rehaciendo esta respuesta porque he leído mal la dirección de la foto-diodo cuando por primera vez me contestó, pero, el circuito aún no funcionan hasta que la luz de la intensidad de golpear el fotodiodo puede generar suficiente voltaje a través del dispositivo para ayudar a los op-amp.

Para el op-amp para trabajar en la región lineal tiene que tener sus dos entradas en casi el mismo voltaje. Estoy hablando dentro de un par de mili-voltios de este dispositivo y la mayoría de los demás.

Para ser capaz de obtener la Vin - entrada cerca de la Vin+ entrada (en el suelo), la salida tendrá el swing hacia abajo para el ferrocarril negativo. A pesar de esta op-amp se rail-to-rail, es resultado no de swing hacia abajo a la tierra - el nivel más bajo que razonablemente se obtiene es +50mV por encima de la tierra.

Puede el fotodiodo ayuda? Bien, después de varias lecturas en los enlaces proporcionados por @ThePhoton creo que puede ayudar, pero, sólo cuando la intensidad de la luz es suficiente.

La foto-diodo en el circuito sólo puede ayudar si es capaz de proporcionar una negativa "pull" en el Vin de entrada. Que necesita para sacar negativamente, de modo que el op-amp +50mV salida a tierra offset es contrarrestado. Está configurado de la manera correcta para lograr esto, pero qué cantidad de luz que hay necesidad de ser a través del dispositivo? Bueno, es difícil de decir, pero sospecho que hay no es suficiente para contrarrestar la 50mV necesario.

El dispositivo es "ajustado" a 850nm y progresivamente excluye toda otra luz fuera de este rango, siendo el 10% de eficiencia en 400nm y 1100nm.

Para comprobar que esto es correcto me gustaría pedir a la OP a poner un voltímetro a través del fotodiodo para ver lo que el voltaje de circuito abierto puede ser medido. Esto debe confirmar mi "último" de la sospecha.

Answer 3

Supongo que es uno de los 4 efectos, todo lo cual se evitan mediante el siguiente esquema:

1. No op-amp puede conducir a su salida de todo el camino a su poder de rieles.
2. Si usted está en todo como yo, la ley de Murphy ya ha pateado y tengo los cables al sensor de luz intercambiado al revés. (No es posible ver la diferencia entre un amplificador operacional de conducción de su salida a GND oscuro cuando, vs el amp op "tratando" de la unidad de su salida a algunos de voltaje por debajo de su potencia negativa de ferrocarril cuando la luz -- ver #1).
3. Muchos de los op-amps no funcionan bien con las entradas muy cerca de sus rieles de potencia.
4. Todos los op-amps tienen al menos un cierto sesgo de corriente de fuga.

^{simular este circuito – Esquema creado mediante CircuitLab}

Yo uso Dieter Knollman del procedimiento de diseño debido a que (a) es simple, y (b) correctamente los saldos de las entradas para la mayoría de la polarización de la corriente de fuga se cancela.

Con este circuito, espero que la salida sea aproximadamente la misma que la + entrada (alrededor de 4.5 V de la tierra) cuando el sensor está oscuro.

Con este circuito, hay una muy buena probabilidad de que la salida va a ir hacia abajo (hacia la TIERRA) cuando me tire de la cubierta del sensor de luz. Que me dice que he cambiado las 2 pistas sobre el sensor.

Si usted está en todo como yo, al final te gancho de diodos a GND y +9V sólo para ver qué va a pasar. Por desgracia, es bastante decepcionante, la parte que antes era un diodo se ve exactamente como siempre lo ha hecho, pero internamente es inmediata y permanentemente destruido.

Dieter Knollman. "Diseño con amplificadores: una Sola fórmula técnica mantiene la sencillez".