Strom mittels Transistor umleiten

[Sven M. (brett_pitt)]

Ich habe folgendes Problem:
Ich habe eine Fotodiode im Kurzschluss, die Strom erzeugt, der wiederum 
in einen (komplexen) Transimpedanzverstärker geht. Leider geht der der 
Amp bei zu hohen Strömen in die Sättigung (bei mehr als 10V 
Ausgangsspannung) und deswegen will ich den Eingangsstrom begrenzen.

Mein Idee war nun, den Strom parallel zum Ampeingang durch 
Kollektor/Emitter eines Transistors laufen zu lassen und den Ausgang des 
Amps mit einer Zenerdiode (9,2V) und einem Widerstand an die Basis zu 
hängen. Gedacht war, dass wenn die Ausgangsspannung der Sättigung nahe 
kommt der Transistor durchschaltet und dann ein Teil des Stromes nicht 
mehr durch den Amp fließt, sondern über den Transistor abfließt.

Wenn ich den Widerstand an Kollektor/Emitter messe funktioniert es, 
diesen von nicht messbar groß auf ca. 30 Ohm zu schalten. Sobald ich 
allerdings einen Pol des Diodenkreises an Kollektor oder Emitter halte, 
fällt meine Ausgangsspannung auf ~0, der Amp bleibt aber in Sättigung.

Hat jemand eine Idee?

Gruß Sven

[Stefan F. (Gast)]

Ich vermute, dass deine Regelung schwingt und die Messung daher zu 
falschen/unplausiblen Werten führt.

Du könntest einfach eine 10V Zenerdiode parallel zur Fotodiode schalten. 
Das kann dann gar nicht schwingen.

Präzisere Hilfe erfordert den vollständigen Schaltplan.

[Sven M. (brett_pitt)]

Danke für die schnelle Antwort.
Eine Zenerdiode parallel zur Fotodiode dürfte nichts bringen, da diese 
ja im Kurzschluss keine Spannung produziert und auch nur sehr wenig 
Strom liefert (1-10nA).
Der Schaltplan ist soweit schon komplett. Der Verstärker ist leider eine 
Blackbox, da komerzielles Gerät (DLPCA-200). Ich weiß nur, dass er 
meinen Strom mit dem Faktor 10^9V/A verstärkt (den Verstärkungsfaktor 
kann ich nicht senken).

[ArnoR (Gast)]

Sven M. schrieb:
> Wenn ich den Widerstand an Kollektor/Emitter messe funktioniert es,
> diesen von nicht messbar groß auf ca. 30 Ohm zu schalten. Sobald ich
> allerdings einen Pol des Diodenkreises an Kollektor oder Emitter halte,
> fällt meine Ausgangsspannung auf ~0, der Amp bleibt aber in Sättigung.

> nur sehr wenig Strom liefert (1-10nA).

Wenn der TIA bei Ua=10V gesättigt ist, wie stellst du dann Sättigung bei 
Ua=0V fest?

Egal, so geht das eh nicht. Von der Schwingproblematik wurde schon 
gesprochen, aber auch rein statisch geht das so nicht. Der 2N3904 hat 
einen Kollektor-Emitter-Reststrom von bis zu 50nA bei mit 3V in 
Sperrichtung vorgespannter Basis-Emitter-Strecke, was bei dir nicht der 
Fall ist. Der Reststrom ist also viel größer als dein Messsignal.

[Sven M. (brett_pitt)]

Der TIA hat ein Lämpchen mit "Overload" neben dran. Wenn das leuchtet 
geh ich davon aus, dass er in Sättigung ist.

@ArnoR: Das hört sich leider plausibel an, hast du sonst eine Idee, wie 
das funktionieren könnte?

[Harald W. (wilhelms)]

Sven M. schrieb:

> (den Verstärkungsfaktor kann ich nicht senken).

Dann könntest Du z.B. ein Graufilter vorschalten. Eine Helligkeitsaus-
wertung über viele Dekaden erfordert normalerweise eine Messbereichs-
umschaltung oder einen Logarithmierverstärker.