Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Auswahl Transimpedanzverstärker


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von Sebastian R. (sebr)


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Hallo alle zusammen,

ich bin gerade dabei einen OpAmp für die folgende Photodiode 
auszuwählen: https://www.ifw-optronics.de/files/151C52F9BAD/JEA0%2C1F
Da es um eine UV-Lampenüberwachung/-messung geht, spielt die Bandbreite 
keine große Rolle.
Zu den Rahmenbedingungen: single supply (3.3V), 1 Kanal, geringe 
Stromaufnahme (Batteriebetrieb), bequem von Hand lötbares SMD Package 
(z.B. SOIC, präzise und rauscharm. Die Ausgangsspannung soll dann dem 
ADC eines Mikrocontrollers zugeführt werden.
Von TI sind mir einige OpAmps ins Auge gesprungen, jedoch nicht im 
bastlerfreundlichen Package und wahrscheinlich auch von den 
Spezifikationen her Overkill (OPA320, OPA381).
Bin gespannt auf eure Vorschläge.

von Klaus R. (klara)


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von Sebastian R. (sebr)


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Glaube da etwas passendes gefunden zu haben, vielen Dank.
Noch eine Frage: in dem Datenblatt zur Photodiode finde ich nirgendwo 
eine Angabe zu dem maximalen Photostrom. Nur den Dunkelstrom. Oder habe 
ich was übersehen?

von Jens G. (jensig)


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>Noch eine Frage: in dem Datenblatt zur Photodiode finde ich nirgendwo
>eine Angabe zu dem maximalen Photostrom. Nur den Dunkelstrom. Oder habe
>ich was übersehen?

Weil es keinen max. Photostrom in dem Sinne gibt. Denn der hängt ja von 
der Stärke der Bestrahlung ab, und ist über etliche Dekaden ziemlich 
linear.

von Sebastian R. (sebr)


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Jens G. schrieb:
> Weil es keinen max. Photostrom in dem Sinne gibt. Denn der hängt ja von
> der Stärke der Bestrahlung ab, und ist über etliche Dekaden ziemlich
> linear.

Ja, aber der Photostrom ist ja auch nicht unendlich. Und ab einer 
gewissen Beleuchtungsstärke wird der nicht weiter ansteigen. Dieser Wert 
hängt wahrscheinlich von Faktoren wie Halbleitermaterial, aktive Fläche 
der Photodiode etc. ab.
Den maximalen Strom brauche ich ja um Feedbackwiderstand zu 
dimensionieren, siehe http://www.ti.com/lit/ug/tidu535/tidu535.pdf
Lediglich gibt das Datenblatt zur o.g. Diode eine Spitzenempfindlichkeit 
von 0,18 A/W an. Aber wie mir diese Info weiterhelfen kann, ist mir noch 
nicht klar....

von Jens G. (jensig)


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>Ja, aber der Photostrom ist ja auch nicht unendlich. Und ab einer
>gewissen Beleuchtungsstärke wird der nicht weiter ansteigen. Dieser Wert
>hängt wahrscheinlich von Faktoren wie Halbleitermaterial, aktive Fläche
>der Photodiode etc. ab.

Sicher gibt's irgendwann irgendwelche Sättigungseffekte, aber in solche 
Regionen wird man wohl eher schwerlich kommen.

>Den maximalen Strom brauche ich ja um Feedbackwiderstand zu
>dimensionieren, siehe http://www.ti.com/lit/ug/tidu535/tidu535.pdf
>Lediglich gibt das Datenblatt zur o.g. Diode eine Spitzenempfindlichkeit
>von 0,18 A/W an. Aber wie mir diese Info weiterhelfen kann, ist mir noch
>nicht klar....

Nöö. Für den Feedback-R brauchst Du die Gesamtempfindlichkeit anhand 
Deiner Anforderungen. Also Ausgangsspannung pro Einstrahlungsstärke 
(oder pro Photostrom). Dazu wird eben die Spitzenempfindlichkeit der PD 
im DB angegeben.

von Werner H. (werner45)


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Auch bei der hellsten irdischen Lichtquelle (Lichtbogen) folgt der 
(Kurzschluß-) Fotostrom exakt der Lichtintensität.
Was darüber passiert, kann einem naturgemäß Wurscht sein...

von Max M. (jens2001)


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Sebastian R. schrieb:
> ab einer
> gewissen Beleuchtungsstärke.......

.....wird der Sensor gegrillt!!!!

von M. K. (sylaina)


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Sebastian R. schrieb:
> Da es um eine UV-Lampenüberwachung/-messung geht, spielt die Bandbreite
> keine große Rolle.

Na in dem Fall würde ich wohl zu solchen formschicken Teilen wie dem 
AD8221 und seinen Freunden greifen.

von Sebastian R. (sebr)


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Jens G. schrieb:
> Für den Feedback-R brauchst Du die Gesamtempfindlichkeit anhand
> Deiner Anforderungen. Also Ausgangsspannung pro Einstrahlungsstärke
> (oder pro Photostrom).

Es ist maximal mit einer Intensität/Bestrahlungsstärke von 4000 mW/cm^2 
(@265 nm) zu rechnen die dann einer Ausgangsspannung von 3,2V 
entsprechen soll.

Mit der vorgegebenen Bestrahlungsstärke über die aktive Fläche der Diode 
und die Spitzenempfindlichkeit den Photostrom ausrechnen?

von Jens G. (jensig)


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>Es ist maximal mit einer Intensität/Bestrahlungsstärke von 4000 mW/cm^2
>(@265 nm) zu rechnen die dann einer Ausgangsspannung von 3,2V
>entsprechen soll.


>Mit der vorgegebenen Bestrahlungsstärke über die aktive Fläche der Diode
>und die Spitzenempfindlichkeit den Photostrom ausrechnen?

Ja sicher. 4000 mW/cm^2 macht 4mW/0,1mm², macht rund 750µA (bei knapp 
0,2A/W), also macht 3,2V/750µA rund 4,3k für 3,2V bei 4000 mW/cm^2.

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