วงจรโฟโตไดโอดนี้ทำงานได้หรือไม่?

Oli ใช้วงจรนี้

ในคำตอบและมันก็ปรากฏขึ้นมากใน Google images ด้วย แต่มันใช้งานได้? ถ้ามันจะอธิบายทางทฤษฎีจะได้รับการต้อนรับ

โฟโตไดโอดสร้างกระแสไฟฟ้าได้แม้ว่าจะมีโวลต์เป็นศูนย์ มันเป็นวงจรปัจจุบันสั้น โปรดทราบว่าทิศทางอ้างอิงของในไดอะแกรมของคำถามตรงข้ามกับI S Cของไดโอดดังนั้นแรงดันเอาต์พุตคือ:$I_S$$I_{SC}$

$V_{OUT} = - I_S \cdot R_F = I_{SC} \cdot R_F$

ผมพบว่าข้างต้นที่นี่

คำถามที่สมเหตุสมผลในการถามคือจะผลิตกระแสไฟฟ้าด้วยแรงดันไฟฟ้าเป็นศูนย์ได้อย่างไร

โปรดจำไว้ว่ามีเขต E ภายในผ่านเขตการสูญเสียแม้ว่าขั้วไดโอดจะสั้นลงด้วยกัน คร่าวๆ EHP ที่สร้างแสงในบริเวณใกล้เคียงของพื้นที่พร่องจะถูกคั่นด้วยฟิลด์ E ทำให้เกิดการสะสมประจุในด้าน P และ N (นั่นคือวิธีที่พัฒนาขึ้น) ไฟฟ้าลัดวงจรช่วยให้กระแสเรียกคืนสมดุลการชาร์จ$V_{OC}$

แก้ไขหลังจากคำตอบของ Alfred

แอมพลิฟายเออร์ inverting แบบคลาสสิคมีลักษณะดังนี้:

โฟโตไดโอดจะสร้างกระแสไฟฟ้าซึ่งจะทำให้แรงดันตกคร่อมตัวต้านทาน opamp ที่มีการป้อนกลับเชิงลบจะพยายามทำให้อินพุตทั้งสองเท่ากันดังนั้นอินพุตอินเวอร์เตอร์จะเป็น 0 V และกระแสไฟฟ้าผ่านตัวต้านทานจะสร้างแรงดันเอาต์พุตเป็นบวก

ทำไมฉันถึงคิดว่าวงจรอื่นไม่ทำงาน หากไดโอดสร้างกระแสคุณจะสมมติว่ามีแรงดันตกเช่นกัน จากนั้นแรงดันไฟฟ้าที่อินเวอร์เตอร์อินพุทจะสูงกว่าศูนย์และ opamp พยายามที่จะแก้ไขว่าจะเห็นเอาต์พุตของมันไปตลอดทางจนถึงรางเชิงลบ

กราฟของ Alfred แสดงให้เห็นว่าสามารถป้อนข้อมูลลงได้ถึง 0 V ด้วยเอาต์พุต มันต้องการแรงดันไฟฟ้าข้ามไดโอดที่สามารถลดลงไปที่ศูนย์ในขณะที่ยังคงมีกระแส นี่คือกราฟอื่นจากเอกสารนี้ซึ่งยืนยันคำตอบของ Alfred:

วงจรในคำตอบของคุณนั้นขึ้นอยู่กับเอฟเฟ็กต์โฟโตอิเล็กทริคเพื่อขยายโฟโตปัจจุบันที่ไดโอดผลิตด้วยแอมพลิฟายเออร์ transimpedance

วงจรในคำถามของคุณขึ้นอยู่กับผลของแผงโซลาร์เซลล์แต่ทิศทางปัจจุบันผิด (พิจารณาเซลล์สุริยะที่มีไดโอดเดี่ยว) และทำให้รู้สึกได้กับผลประโยชน์อัน จำกัด เท่านั้น (เช่นตัวต้านทานแบบอนุกรมกับแคโทด) นอกจากนี้ยังมีแหล่งกำเนิดแสงโดยนัยควบคู่กับไดโอด

โฟโตไดโอดที่มีประสิทธิภาพแค่ไหนจะเป็นแหล่งพลังงานไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ที่ฉันไม่รู้ แต่ก็สงสัยไม่มาก

แก้ไข

ในความคิดที่สอง R1 ไม่จำเป็นเพราะแม้จะเป็นไดโอด shorted, photocurrent จะยังคงไหล (อีกครั้งพิจารณา shorting เซลล์แสงอาทิตย์)

ฉันได้แนวคิดด้านล่างจาก p253 circuit J, "Art of Electronics" รุ่น 1989 แอปพลิเคชั่นชาร์ปยังใช้ตัวต้านทานบน + Vin สำหรับแอมป์สหกรณ์และโฟโต้ทรานซิสเตอร์ แต่ไม่ได้อธิบายสิ่งที่มันทำ

ฉันทดสอบวงจรด้านล่างโดยมีและไม่มีตัวต้านทานด้านล่าง: ฉันไม่สามารถเห็นผลใด ๆ เมื่อฉันดึงเอาตัวต้านทานสั้นด้านล่างออก: ไม่ได้รับการเปลี่ยนแปลง ฉันกำลังทดสอบที่พัลส์ระดับแสงต่ำมากโดยใช้ไดโอด 850 nm และ 830 nm ปกติเป็น "photodiodes" ฉันได้การตรวจจับที่ดีขึ้นมากเมื่อ "โฟโตไดโอด" ถูกย้อนกลับจากไดอะแกรมในหน้านี้ นี่อาจเป็นเรื่องสำคัญเฉพาะในระดับแสงน้อย (น้อยกว่า 1 mW / cm ^ 2) เมื่อไดโอดถูกปรับตามที่แสดงในหน้านี้ผลลัพธ์จะไม่กลับด้านตรงกันข้ามกับความคิดเห็นของทุกคน บางทีผู้ผลิตโฟโตไดโอดประกาศว่าทิศทางกลับกันจากสิ่งที่เป็นจริง ตัวเก็บประจุ 0.0001 ถึง 0.0047 ยูเอฟเหนือตัวต้านทานข้อเสนอแนะช่วยลดการสั่นสะเทือนในพัลส์ แต่ทำให้แหลมที่เลวร้ายยิ่งสำหรับระดับแสงที่ต่ำมาก

การใช้ phototransistor 880 nm แบบแบ็คเอนด์กับแอมป์สหกรณ์ (รูปที่ 13 บนบันทึกการใช้งานที่คมชัด) ด้วยไดโอด 830 นาโนเมตรที่ให้แสงทำงานได้ดีขึ้น 10 เท่าที่ระดับแสงน้อยกว่า LED 830 นาโนเมตรแบบธรรมดามากกว่า ประมาณ 1 มิลลิวินาทีและหากใช้ตัวเก็บประจุมากกว่าตัวต้านทานแบบแข็ง ดูเหมือนว่าสามารถตรวจจับได้ 0.01 mW / cm ^ 2

แอมป์สหกรณ์คือ JFET สำหรับกระแสอินพุตต่ำมาก

ไม่แน่ใจว่าสิ่งนี้จะช่วยได้หรือไม่ แต่ฉันเพิ่งทดสอบวงจรด้านล่างบนเขียงหั่นขนมและใช้งานได้ดี ความไวไม่ดีต้องใช้แสงที่พอเหมาะในการลงทะเบียนทุกอย่างและการตอบสนองไม่เชิงเส้น แต่แน่นอนว่าจะวัดว่าไฟ LED สีขาวส่องแสงเท่าไหร่ ความต้านทานมีผลต่อความไว, ความต้านทานมากขึ้น = ไวยิ่งขึ้น - ฉันบิดมันจนกว่ามันจะเป็นอย่างที่ฉันต้องการ, ประมาณ 100k-300k ฉันคิดว่า

แรงดันไฟฟ้าที่เอาท์พุท maxes ออกไปประมาณ 4v แต่ฉันคิดว่านั่นเป็นข้อ จำกัด ของ LM358