光电二极管放大器电路 - 为什么使用运算放大器而不是电阻器?

电器工程 运算放大器 光电二极管
2022-01-17 13:10:59

初学者问题在这里。我在课堂和实习中构建了一个光电二极管光感应电路,例如:

在此处输入图像描述

我不明白它在一个简单的电路上做了什么,比如这个:

在此处输入图像描述

谁能帮我吗?

2个回答
  1. 线性和速度
  2. 加载光电二极管少
  3. 提供缓冲输出

运算放大器迫使光电二极管两端的电压保持恒定,这意味着电容没有充电/放电,从而加快了响应速度。

由于光电二极管两端的电压保持恒定,因此唯一有价值的信号是将光电二极管视为电流源的电流,其中光电二极管的线性度最高。

您的电路具有低阻抗输出也很好,因此在驱动负载时会丢失最小的信号电压。除其他外,这就是缓冲区的作用。

仅使用一个巨大的电阻器来获得最大的输出信号会将光电二极管视为降低线性度的电压源,引入高 RC 时间常数从而降低速度,并引入巨大的输出阻抗,从而难以准确驱动其他电路。

除了或扩展 DKNguyen 的评论,光电二极管的电容和负载电阻的电阻会形成滤波器并减慢响应速度。

TIA 在电容器上保持虚拟接地,从而允许更高的带宽(在运算放大器的环路增益范围内)。

它确实会导致噪声峰值,因为与运算放大器的 + 输入相关的噪声会因二极管电容而随着频率的增加而增加。$$(1+Rf/Zi)$$其中 Zi 是电容器的$$1/(Cs)- 或- 1/(jwC)$$阻抗。所以你可以看到放大器内部噪声的增益随着频率的增加而上升。反馈电阻两端的小电容可以改善这种情况。