Circuito de fotodiodo para medir la intensidad de la luz.

Me preguntaba cómo leer efectivamente una hoja de datos de fotodiodo. Los LED tienen clasificaciones de corriente máximas y caídas de voltaje claramente enumeradas, pero el fotodiodo me confunde.

Estoy tratando de calcular un valor de resistencia para agregarlo en serie, pero no estoy seguro.

Veo corriente clara, corriente oscura, y algunos tienen voltaje directo y otros simplemente inverso en las hojas de datos, por lo que estoy realmente confundido.

Solo quiero que mi fotodiodo sea más sensible a los cambios de luz.

Usando este PD

http://www.marktechopto.com/pdf/products/datasheet/MTD5052N.pdf

Quería conducirlo con suministro de 5V.

ACTUALIZAR:

Acabo de probarlo con el fotodiodo en serie con una resistencia para dar su clasificación de corriente de luz. Mido el voltaje a través del fotodiodo y cambia con más luz, pero pensé que se suponía que el voltaje debía permanecer constante, estoy confundido. ¿Hay algún problema con mi configuración actual?

Trivialidades. En realidad, puede usar un LED común, el fotodiodo es más sensible. Y para una mejor sensibilidad, busque un fototransistor.

Respuestas (4)

¡Los fotodiodos deben tratarse de manera especial!

1) use el diodo en polarización cero o modo inverso (no en modo directo)

2) cuando está oscuro, no fluye corriente a través del fotodiodo

3) se necesita un circuito para "atrapar" la fotocorriente y amplificarla.

He aquí un ejemplo de un circuito de este tipo:

ingrese la descripción de la imagen aquí

Este circuito se llama amplificador de transimpedancia. A través de la retroalimentación, el opamp mantiene el voltaje a través del diodo en cero, por lo que estamos en modo de polarización cero. La resistencia RF convierte la fotocorriente muy pequeña en un voltaje que puede medir en la salida del opamp.

Vale la pena mencionar que las corrientes pueden ser pequeñas, en la clase de nanoamperios. Por lo tanto, su amplificador operacional debe ser de tipo cmos/jfet con corriente de polarización pico/femtoamp. Además, la resistencia de retroalimentación es muy grande, 1 megaohmio es un buen punto de partida y puede escalar hasta 100 megaohmios o más. Para obtener la mejor sensibilidad, por supuesto, agregaría más etapas de amplificación, ya que hay tanta amplificación que puede solicitar a un opamp y las cosas comienzan a ponerse raras cuando tiene un componente de 100M en su retroalimentación.
¡gracias! entonces si usé el fotodiodo en la descripción. ¿Cómo puedo determinar los valores de Rf? basado en sus especificaciones. ¿También podría conducirlo con un suministro de 5V si dice voltaje inverso de 5v?

Lo que describe FakeMoustache se conoce como modo imparcial o fotovoltaico . En este modo, el fotodiodo genera su propia corriente, similar a una celda solar.

Los fotodiodos también se pueden usar en modo polarizado o fotoconductor ilustrado por el siguiente circuito:

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

En este esquema, el valor de R1 en serie con el fotodiodo debe elegirse de modo que la caída de voltaje solo en la corriente oscura R1*Id esté por debajo del voltaje de umbral del transistor (0,6 V aproximadamente). De esa forma, el transistor permanece apagado en la oscuridad y comienza a conducir cuando el fotodiodo se expone a la luz.

También hay circuitos fotoconductores basados ​​en amplificadores operacionales si está interesado.

La diferencia es que la fotovoltaica es más sensible mientras que la fotoconductora es más rápida. Este último sufre de corriente oscura y, en general, este circuito requeriría una gran cantidad de luz para funcionar correctamente, ya que el transistor no funcionará correctamente con las pequeñas corrientes del LED si hay algún tipo de "carga". Un par darlington podría funcionar y opamp definitivamente lo haría.
No es inusual que los fotodiodos proporcionen decenas de uA de corriente de luz. Suponiendo una amplificación x100, la carga recibiría varios miliamperios, suficientes para encender un LED, por ejemplo.
Ver comentario sobre "mucha luz". Por supuesto, obtiene buena corriente si tiene un LED de alta potencia justo al lado de su sensor. He estado trabajando de forma intermitente en una sonda óptica que detecta una línea de píxeles blancos en una imagen de fondo negro en una pantalla LCD. Y para dar cierta precisión, la apertura es de 1 mm de diámetro. Eso no le da mucha corriente en el sensor (fototransistor).

Los fotodiodos (PD) (aproximadamente) producen un electrón por cada fotón absorbido. Hay varios circuitos que pueden hacer que la respuesta sea más rápida, pero la única forma de obtener más sensibilidad es atrapar más fotones... un área más grande o una lente.
Para el nivel de luz de CC, mi circuito favorito (fácil) es usar un DMM con una entrada de corriente uA, solo mida la corriente que produce el PD.
El TIA anterior de fakemoustache es agradable. También he usado esto, V1 ~ 5-15 V, R1 depende del nivel de luz y el área de DP. 10k a 100M ohmios

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

La respuesta de Bimpelrekkie es buena. Para responder las preguntas de lightro en el comentario (esto debería ser un comentario, pero tengo mala reputación en esta pila):

1) V = IR. Si conoce la fotocorriente máxima esperada (que puede obtener de la hoja de datos del fotodiodo y la iluminación estimada), entonces esa es I. La V es el voltaje máximo que desea que salga del amplificador para su voltímetro / ADC / microcontrolador / ... Ahora solo calcule el comentario de R. Barleyman es bueno; si su valor R sube alrededor de 100 megaohmios, entonces es hora de usar un segundo amplificador operacional después del primer amplificador de transimpedancia.

2) El voltaje de suministro (5V o de otro tipo) no le importa al fotodiodo. Del esquema del amplificador de transimpedancia en la respuesta de Bimpelrekkie, el fotodiodo solo ve tierra en un lado y tierra virtual en el otro. Es solo terreno todo el camino hacia abajo...

Circuito de fotodiodo para medir la intensidad de la luz.
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