Circuito equivalente de un fotodiodo

¿Qué puedo aprender de un modelo de circuito equivalente de fotodiodo como el siguiente?

Diodo

De hecho, he recorrido todo el camino desde el dopaje de los semiconductores a través de cada término de ruido hasta la ganancia de amplificación.

Ahora estoy en la etapa de aplicación y me topé con este circuito y noté que es bastante común. Pero como no veo ningún propósito técnico, supongo que está construido para comprender el fotodiodo en sí mismo de una manera técnica. Pero, ¿qué me dice realmente? ¿Y por qué casi todo es paralelo entre sí?

He visto esta pregunta EE.SE ( circuito equivalente para celda solar ) que está bastante conectada, pero no la toca directamente. Sin embargo, aún no se ha respondido de todos modos.

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Para ser más precisos: estoy más interesado en el circuito en sí y menos en las partes individuales del mismo. Probablemente pueda buscar en Google cada parte, pero ¿qué pasa con el circuito en sí?

El circuito parece hablar por sí mismo. Si su pregunta era "¿cuál es el efecto de la capacitancia de unión?", entonces su pregunta puede ser respondida.

Respuestas (2)

¿Qué puedo aprender de un modelo de circuito equivalente de fotodiodo?

Creo que estás pensando demasiado en esto un poco. Si bien un modelo puede no ser útil, digamos en una hoja de datos técnicos, puede ser bastante útil para diseñar circuitos o tal vez con fines de investigación. También sirve como una especie de imagen mental de un fotodiodo. Las personas suelen estar orientadas gráficamente y los modelos suelen ayudar a dar sentido a las cosas.

Otro uso importante de los modelos es investigar cómo funcionaría un fotodiodo junto con otros circuitos (por ejemplo, un amplificador de transimpedancia - TIA). Podemos usar un modelo como este para construir criterios y compensaciones que puedan resultar necesarios para la aplicación. Por ejemplo, la capacitancia de unión resulta muy importante para la estabilidad de un TIA. Del modelo también se puede ver que R s podría disminuir el voltaje de polarización, posiblemente aumentando los tiempos de subida y bajada de la fotocorriente. La fotocorriente parece estar mejor modelada por una fuente de corriente ideal, lo que nos dice que el voltaje de polarización probablemente no tenga mucha influencia en la fotocorriente (CC). Etc.

Otro uso para un modelo son las simulaciones internas. Un simulador de Spice generalmente no incluye un modelo para fotodiodos y, como tal, es posible que necesitemos modelarlo nosotros mismos de manera similar al esquema en su pregunta.

¿Y por qué casi todo es paralelo entre sí?

Simplemente resulta que esa es la mejor manera de modelar un fotodiodo. En realidad, hay pocas opciones involucradas. Acabamos de identificar ciertos efectos parásitos y, al modelarlos, parece estar mejor representado por componentes desviados.

¡Gracias! Acabo de notar que no cada parte del circuito es parte del diodo en sí ... pero me pregunto acerca de su afirmación de que el voltaje de polarización probablemente no tenga mucha influencia en la fotocorriente (¿CC?). Según tengo entendido, se trata del voltaje de polarización (en caso de polarización inversa).
Si todos los fotoportadores se generan dentro de la región de agotamiento, no importa cuál sea el voltaje de polarización, la capacidad de respuesta permanecerá constante y la velocidad cambiará. Pero sí, en general la capacidad de respuesta se verá afectada por el sesgo. Pero sentí que esto estaba fuera del alcance de su pregunta, así que lo mantuve en esta aproximación cruda.

¿Y por qué casi todo es paralelo entre sí?

Es como alguien modeló una unión de semiconductores cuya luz incidente genera una corriente, donde la capacitancia de la unión es vital y donde se observan empíricamente algunas corrientes de fuga. A veces, los modelos engullen parte de la información.

Además, parece que las resistencias están ahí para esta configuración particular. En la mayoría de los casos que he observado, un fotodiodo tiene polarización inversa (para una mayor eficiencia de conversión de fotones), lo que haría que R_sh no fuera satisfactorio, ya que conduciría a una corriente continua a través de la unión.

Gracias, ¿puedes explicar un poco más el R_sh innecesario? ¿Por qué un diodo con polarización inversa provoca una corriente continua a través de la unión? Quiero decir, dependiendo del voltaje de polarización, tanto en dirección inversa como directa, fluirá una corriente allí.
Bueno, cuando el diodo tiene polarización inversa, ese R_sh podría eliminarse si tiene un valor grande. Es posible que el modelo aún no se pueda utilizar en la condición de polarización inversa y polarización de CC. También podría ser un modelo en el que se eliminen todos los componentes de voltaje de CC, y solo se aplique y use en consecuencia el efecto de la polarización de CC a Cj e IL. Se trata de lo que se considera más importante en el fenómeno que se va a capturar en el modelo.
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