Amplificador de transimpedancia para fotodiodo con baja resistencia de derivación

Estoy diseñando un amplificador de transimpedancia para amplificar la señal de un fotodiodo. Planeo usar el IC ADA4350 ( hoja de datos ), contiene un amplificador operacional e interruptores analógicos para seleccionar diferentes rutas de retroalimentación para diferentes ganancias.esquemático

Planeo usar 3 fotodiodos diferentes, uno de ellos tiene una resistencia de derivación muy grande de 38GOhm pero dos de ellos tienen una resistencia de derivación muy baja, uno es de 2MOhm y el otro de 100kOhm. ( hoja de datos diodo 1 , hoja de datos diodo 2 )

Quiero usar 5 ganancias seleccionables diferentes, de 1k a 10M en pasos de década. Calculo el capacitor de compensación de retroalimentación para un ancho de banda de 25kHz. Simulé el circuito en LTSpice, y usando el diodo con la gran resistencia de derivación de 38 GOhm, los resultados son los esperados. Pero cuando simulo uno de los otros dos diodos que tienen una resistencia de derivación baja, me encuentro con el siguiente problema: si la resistencia de retroalimentación Rf es más pequeña que la resistencia de derivación del fotodiodo, funciona como se esperaba. Pero si la resistencia de retroalimentación es igual o mayor que la resistencia de derivación, el circuito amplificador no funciona. La salida entra en saturación.ingrese la descripción de la imagen aquí ingrese la descripción de la imagen aquí

¿Alguien puede ayudarme a entender cuál es la causa de este comportamiento? ¿Cómo puedo modificar el circuito para que funcione?

¡Gracias de antemano por tu ayuda!

Atentamente,

marcel

El comportamiento que ve es totalmente esperado , realmente necesita estudiar y comprender este amplificador de transimpedancia en el que está trabajando. Le sugiero que comience a leer en: en.wikipedia.org/wiki/Transimpedance_amplifier y también en electronicdesign.com/analog/… use la búsqueda de Google para encontrar más artículos. Una resistencia de retroalimentación de alto valor aumenta la transimpedancia del amplificador, hace que la transimpedancia sea demasiado alta y el amplificador se saturará. Eso es totalmente esperado.
La corriente de entrada en la simulación es 10nA. Si la ganancia de transimpedancia es de 10M, esto daría como resultado un voltaje de salida de 0.1V, lo que no saturaría la salida.

Respuestas (1)

V B I A S es DC amplificada por el factor 1 + R F R S H tu norte T .

Así que si V B I A S es de 1,8 voltios y R F = 2 × R S H tu norte T el amplificador operacional intenta poner un voltaje de CC en su salida de 5,4 voltios y esto está por encima del riel de alimentación de 5 voltios.

Puede haber otros factores en juego, pero este parece ser el más probable.

¡Muchas gracias por esta respuesta! Ahora entiendo, así que si elimino el voltaje de polarización y uso una fuente de alimentación simétrica en su lugar, el circuito debería funcionar. Voy a simular y probarlo.
Acabo de intentar la simulación nuevamente con una fuente de alimentación simétrica y Vbias=0. ¡Ahora funciona como se esperaba!
Amplificador de transimpedancia para fotodiodo con baja resistencia de derivación
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