ফোটোট্রান্সিস্টর ট্রান্সিম্পিডেন্স এমপ্লিফায়ার


9

আমার একটি সাধারণ এনপিএন ফোটোট্রান্সিস্টর রয়েছে। আমি এটি একটি সাধারণ-সংগ্রাহক কনফিগারেশনে কাজ করছি; এই অ্যাপ্লিকেশন নোটের চিত্র 2 দেখুন ।

এখানে চিত্র বর্ণনা লিখুন

রে বৃদ্ধি পেলে সংবেদনশীলতা বাড়বে তবে গতি হ্রাস পাবে। আমি এখন কয়েকদিন ধরে ফোটোট্রান্সিস্টর অধ্যয়ন করছি এবং আমি মনে করি যে ট্রান্সিম্পিড্যান্স পরিবর্ধক গতি ত্যাগ ছাড়াই আমাকে অতিরিক্ত সংবেদনশীলতা দিতে পারে, যেহেতু আমি আর ইমিটারটি লোড করব না।

তবে, আমি সরাসরি বাস্তবায়ন খুঁজে পাচ্ছি না can't অ্যাপ নোটের সিংহভাগ ফোটোডায়োডগুলি বর্ণনা করে। কোনও ফোটোডিয়োডের বিপরীতে, একজন ফোটোট্রান্সিস্টর পক্ষপাতদুষ্ট হওয়া দরকার, এবং ফোটোট্রান্সিস্টর ব্যবহার করে আলোচনা করা কয়েকটি অ্যাপ্লিকেশন নোট তাদের ট্রান্সমিপডেন্স এমপ্লিফায়ারগুলিতে নেতিবাচক বাইসিং ভোল্টেজের উপস্থিতি ধরে নেয়। আমার এমন একটি সমাধান দরকার যা একটি একক সরবরাহের অপ-অ্যাম্পের সাথে কাজ করে।

ট্রান্সমিপডেন্স এমপ্লিফায়ারটির অ-উল্টানো ইনপুটটির কোনও ভার্চুয়াল গ্রাউন্ড সঠিকভাবে ফোটোট্রান্সিস্টারে পক্ষপাতিত্ব করবে? সাধারণত ভার্চুয়াল গ্রাউন্ডটি ভিসিসি এবং জিএনডি-র মধ্যে অর্ধপথ হয় তবে আমার মনে হয় না এটি হওয়া উচিত। আমার ফোটোট্রান্সিস্টর স্যাচুরেশন ভোল্টেজ 0.15 ভি; ভিসিসি = 3.3V দেওয়া, তার মানে কি আমার ভার্চুয়াল গ্রাউন্ডটি 3 ডলারে হতে পারে?

এই সার্কিট ডিজাইনের আরও ভাল উপায় আছে? আমি আউটপুটটি যতটা সম্ভব জিএনডির কাছাকাছি যেতে চাই, কারণ সম্ভবত দ্বিতীয়-স্তরের পরিবর্ধক থাকবে।

সম্পাদনা করুন:

আবেদনের আরও বিশদ। আমি হালকা স্তর সংবেদন করছি; কম, খুব কম, এবং বন্ধ। পরিবেষ্টনের আলোতে কোনও সমস্যা নেই, তাই আমি বরং এই প্রশ্নের ফোটোট্রান্সিস্টর দিকটির দিকে খুব বেশি মনোযোগ দেব না। আগ্রহের ব্যান্ডউইদথ প্রায় 1-10 কেজি হার্জ। সাধারণ সংগ্রহকারী প্রায় কাজ করে; আমি চাই এমন ব্যান্ডউইদথটি বজায় রাখার সময় যতটা যেতে পারে ততই উত্থাপিত করেছি, তবে আমি এখনও প্রায় 2x বড় রি পছন্দ করব যার ফলস্বরূপ খুব ধীর গতির।


রঞ্জা প্রকল্পের জন্য নকশা করা রিসিভারটি দেখুন: ronja.twibright.com/schematics
অনুকূল সিনিক

"টিপিক্যাল এনপিএন ফোটোট্রান্সিস্টর" বলে কিছু নেই? আপনি কেবল আমাদের কী ধরণের তা বলবেন না? এছাড়াও, আমি আমার সম্পাদিত উত্তরে যেমন লিখেছি: অ্যাপ্লিকেশনটি কী? হালকা স্তর, কোড অভ্যর্থনা? দৃশ্যমান আলো, আইআর? ইত্যাদি ইত্যাদি
স্টিভেন্ভ

1
অবশ্যই একটি জিনিস আছে। "এনপিএন ফটো ট্রানজিস্টর" এর জন্য ডিগিকেই অনুসন্ধান করুন, ডেটাশিটের সমস্ত মান একসাথে গড় করুন (উদাঃ ভেসাস্যাট, ভেসো, আইসি, ইত্যাদি), এবং আমি এইটিকে "সাধারণ" বলব। শেষ পর্যন্ত, এটি এমন একটি ইঙ্গিত যা এম্প্লিফায়ার সার্কিট আরও গুরুত্বপূর্ণ
ajs410

উত্তর:


6

আমি ফটোডায়োড এবং ফটোোট্রান্সিস্টর দিয়ে গত 2 দিন ধরে নিজেকে একটি খুব কম আলোক স্তরের প্রকল্প করার চেষ্টা করছি। এটি আমার এবং মূল পোস্টারগুলির মতো যারা ফটোমલ્ટ্লিপ্লায়ার ছাড়াই হালকা শনাক্তকরণের দিকে সীমাবদ্ধতার দিকে চাপ দিচ্ছেন (০.০ মেগাওয়াট / সেমি। ২ এর নীচে)।

আমি প্রথম রিসিভার মডিউলে দেখেছি এবং এর নূন্যতম বিকিরণ সনাক্তকরণটি ছিল 0.2 এমডাব্লু / এম ^ 2 যা পৃথক ফটোডায়োড এবং ফোটোট্রান্সিস্টররা করতে পারে তার চেয়ে প্রায় 10,000 গুণ বেশি (কম সক্ষম) (সম্ভবত তারা এম ^ 2 এর পরিবর্তে সেন্টিমিটার 2 ^ 2 বোঝায়? )। "আর্ট অফ ইলেক্ট্রনিক্স" (হালকা পৃষ্ঠার 99W প্রতি 1 ইউএ) অনুযায়ী সত্যই কম আলোর স্তরের পক্ষেও ভাল নয়, ফুটো বর্তমান এবং গোলমালের কারণে মানুষের চোখ কী করতে পারে তা সম্পূর্ণরূপে সক্ষম নয়। তিনি ফটোমલ્ટিপ্লায়ার ব্যবহার করে বর্ণনা করেছেন যা আপনার আলোর মাত্রা খুব কম হলে প্রয়োজনীয় হতে পারে। তবে, একটি ভালভাবে জ্বলন্ত ঘরে আমার আঙ্গুলের মাধ্যমে আলো জ্বলানোর ক্ষেত্রে, আমি দেখতে পাচ্ছি যে আমার চোখ কোনও অসলিস্কোপে (ফটোডায়োড বা ফটো ট্রানজিস্টারের মাধ্যমে) সনাক্ত করতে পারে না।

প্রতি 1 ডাব্লু ডাব্লু তার 1 ইউএ সঠিক বলে ধরে নিচ্ছি, এখানে একটি উদাহরণ: একটি 5 মিমি ফটোডোডিডস এবং ফোটোট্রান্সিস্টরগুলির ক্ষেত্রফল 20 মাইক্রো এম m 2। সুতরাং 1 uW / m ^ 2 (দুপুরের সূর্যালোকের 1/1000 তম) 20 ইউএ তৈরি করবে (আর্ট অফ ইলেক্ট্রের অনুযায়ী)। [[দুপুরের সূর্যালোকের 1/1000 তম 1 ডাব্লু / এম ^ 2 যা 1 মিটারে 20 ডাব্লু ইনসেসেন্ট আলোকের চেয়ে প্রায় দ্বিগুণ শক্তিশালী (আশেপাশের গোলকের 12 মিটার ^ 2 পৃষ্ঠের অঞ্চলে 6W আলোক আউট) output ]]

যাইহোক, আমার 880nm ফোটোট্রান্সিস্টর ডেটাশিটটি 1W / m ^ 2 (0.1 mW / সেমি ^ 2) এ 600 ইউএ নির্দেশ করে, যা 30 গুণ বেশি। এটি ধরে নিয়েছে যে সমস্ত আলো ডায়োডের সংযোগের সক্রিয় পরিসরের মধ্যে রয়েছে।

শার্পের আরও অনেক ভাল অ্যাপ্লিকেশন নোট রয়েছে তবে কোন ডিজাইনের জন্য কোন পরিস্থিতিতে সবচেয়ে ভাল তা ব্যাখ্যা করার ক্ষেত্রে এটির অভাব রয়েছে বলে মনে হয়। চিত্র 13 মূল পোস্টারটি এবং আমার কী প্রয়োজন তার ক্ষেত্রে সবচেয়ে বেশি প্রযোজ্য এবং চিত্র 10 বি খুব আকর্ষণীয় তবে তারা "প্রতিক্রিয়া উন্নত করে" এর অর্থ কী তা আমি জানি না। http://physlab.lums.edu.pk/images/1/10/Photodiode_circuit.pdf

যখন কোনও ওপ অ্যাম্পের সাহায্যে ব্যবহৃত হয়, তখন একজন আলোকরক্ষক খুব কম আলোর স্তরের জন্য ফটোডোড হিসাবে ভাল লাভের জন্য ক্যাপাবল নাও করতে পারেন কারণ এটি প্রাথমিক পর্যায়ে লাভের "সস্তা" পদ্ধতি ব্যবহার করে (ওপ অ্যাম্পের পরিবর্তে ট্রানজিস্টর)। আমি সন্দেহ করি যে জেফেট ওপ অ্যাম্পের সাথে একটি ফোটোডিওড (খুব কম ইনপুট কারেন্ট) শেষ পর্যন্ত কম শব্দে উচ্চতর লাভ সরবরাহ করে। যে কোনও ইভেন্টে, বৃহত্তম অপটিক্যাল গ্রহণের ক্ষেত্রযুক্ত ফটোডিয়োড বা ফটোট্রান্সিস্টারে কম আলোর স্তর সনাক্তকরণের সর্বোত্তম ক্ষমতা থাকতে পারে তবে এটি আনুপাতিক পরিমাণে শব্দ এবং ফাঁস বাড়িয়ে তুলতে পারে এবং এগুলি সাধারণত অন্তর্নিহিত সমস্যা হয়। সুতরাং এই ধরণের হালকা সনাক্তকরণের একটি সীমা রয়েছে এবং আদর্শভাবে দক্ষ ফোটোট্রান্সিস্টর এবং ফটোডায়োডগুলি চূড়ান্তভাবে সমানভাবে ভাল হতে পারে যখন কোনও ওপ অ্যাম্পের সাথে ব্যবহৃত হয়, তবে তাত্ত্বিকভাবে আমি সন্দেহ করি যে ফোটোডিয়োড কিছুটা ভাল।

দ্বৈত সরবরাহের ওপ অ্যাম্পের জন্য, আপনি + ভিনের জন্য মিথ্যা ভিত্তি তৈরি করতে ভোল্টেজ বিভক্ত করার জন্য একটি "নিম্নমানের" মূল্যবান প্রতিরোধক জোড়া (10V ভিসি-তে 5 এমএ বায়াস পেতে দুটি 1k) ব্যবহার করতে পারেন।

আমি প্রতিক্রিয়া প্রতিরোধকের জন্য আর = 1 এম পেয়েছি আর = 4.7 এম এর চেয়ে অনেক ভাল। ফরেস্ট মিমস তার সাধারণ ওপ্টো বইয়ের একটি "10 অতিমাত্রায়" কম আলো স্তরের "জন্য ফটোোট্রান্সিস্টর বা ফটোডিয়োডের পরিবর্তে একটি সমান্তরাল 0.002uF এবং একটি সোলার সেল ব্যবহার করে 10 এম ব্যবহার করেছেন (সম্ভবত কোনও সৌর কোষ আপনার আবেদনের জন্য আরও ভাল হবে) এটি সমস্ত পিএন বলে মনে হয় জংশনগুলি কিছুটা পরিমাণে সৌর কোষ হিসাবে কাজ করে বলে মনে হয়, যেমন আমি আলো সনাক্ত করতে ক্লিয়ার-কেসড ছোট সিগন্যাল ডায়োড ব্যবহার করে পড়েছি I'm আমি আমার "ফটোডোড" হিসাবে নিয়মিত 830 এনএম এলইডি ব্যবহার করছি।

আপনি যে কোনও 5 মিমি অপটিকাল ডায়োড ব্যবহার করেন তার লেন্স কোণ একটি বড় পার্থক্য করে makes +/- 10 ডিগ্রি +/- 20 ডিগ্রির চেয়ে প্রায় 4 গুণ বেশি সংবেদনশীল .... যদি আলোর উত্সটি +/- 10 ডিগ্রি থেকে কম থেকে আসে। যদি আলোর উত্সটি যদি বড় অঞ্চল হয় যা সামনে +/- 20 ডিগ্রি হয় তবে তাতে কিছু আসে যায় না।

আমি নীচের দুটি সার্কিট পরীক্ষা করেছি। আমি Phototransistor এর Vo তে 0.3V, 5 এমএস ডাল সনাক্ত করতে পারি যার অর্থ 0.3 ইউএ যার অর্থ 0.05 ইউডাব্লু / সেমি if 2 যদি আমার ডেটাশীটটি সঠিকভাবে পড়ে থাকে এবং যদি এটি লিনিয়ার (বড় ifs) থেকে অবধি 0.3uA অবধি থাকে। সম্ভবত এটি 5 uW / সেমি ^ 2 ছিল। যদি 0.05 uW / সেমি ^ 2 সঠিক হয়, তবে অফ-দ্য-শেল্ফ 830 এলইডি 0.5 ইউডাব্লু / সেমি ^ 2 এ নিচে পড়ছিল reading আমি 1 সেন্টিমিটার টিস্যু (আমার আঙুল) এর মাধ্যমে 10 মেগাওয়াট 830 এনএম আলো জ্বলছিলাম। আমি জানি যে আমি যে হালকা স্তরগুলির সাথে কাজ করছিলাম তা যদি লাল হয় তবে তা সবেच দৃশ্যমান হত। নীচের লিঙ্কটি একটি ফটোডিয়োড সহ 500 এম ওহম প্রতিক্রিয়া ব্যবহার করে দেখায় যা অনেক কম আলোর স্তর নির্দেশ করে। তাদের ফোটোডিয়োডের ওরিয়েন্টেশনটি লক্ষ্য করুন, যা আমার এলইডি (বেশিরভাগ ইন্টারনেট লিঙ্কগুলি থেকে পিছনে) সমান। আমি এইভাবে আরও ভাল ফলাফল পেয়েছি।

http://www.optics.arizona.edu/palmer/OPTI400/SuppDocs/pd_char.pdf

কম আলো স্তরের জন্য জেফেট ওপ অ্যাম্পের সাথে ফোটোট্রান্সিস্টর

জেফেট ওপ অ্যাম্পের সাথে একটি ফটোডোডের জায়গায় 5 মিমি 830 এনএম এলইডি


2
আমি এটি সম্পাদনার আগে পোস্ট করেছি এবং সাথে সাথে 3 টি নেতিবাচক ভোট পেয়েছি। আশা করি সম্পাদিত সংস্করণটি এতটা অপছন্দ করা হবে না।
স্কট রবার্টস

এটি সামান্য কথাই, এবং আপনি মূল পোস্টারটি সম্পর্কে জিজ্ঞাসা করা পুরো ট্রান্স-ইম্পিডেন্স ওপ্যাম্প জিনিসটি সম্বোধন করেননি। তবে আপনি এখানে নতুন, তাই চেষ্টা করার জন্য আপনাকে +1 দেব।

তিনি বলেছেন রে উত্থাপন ব্যান্ডউইদথ হ্রাস পায়। আমি ভেবেছিলাম এর কোনও প্রভাব পড়বে না। তার পরবর্তী মন্তব্যগুলি দেখে, আমি প্রদত্ত লিঙ্কটির ১৩ নম্বর চিত্রটি একটি নির্দিষ্ট ডিজাইনের জন্য তাঁর অনুরোধের উত্তর। এছাড়াও চিত্র 10 বি একটি আকর্ষণীয় ধারণা যা "প্রতিক্রিয়া উন্নত করে" এর অর্থ যাই হোক না কেন (লাভ, বিডাব্লু, বা উভয়?) যদি তিনি খুব কম মানের আলোর স্তর থেকে কাজ করতে না পারেন তবে "ফটোমલ્ટ্লিপ্লায়ার", "লেন্স", বা "আলোক উত্স বৃদ্ধি করুন" এর সম্ভাব্য উত্তর।
স্কট রবার্টস

প্রকৃতপক্ষে প্রশ্নটির সমাধানের জন্য +1, যা ছিল ফোটোট্রান্সিস্টরসগুলির জন্য একক সরবরাহের পরিবর্ধক সার্কিট সম্পর্কে।
ajs410

3

আমি একটি ইনভার্টিং ওপ্যাম্প পরিবর্ধক সম্পর্কেও ভাবছিলাম was সর্বোত্তম জিনিসটি একটি দ্বৈত বিদ্যুৎ সরবরাহ হবে যাতে ভার্চুয়াল গ্রাউন্ড তৈরি করতে আপনাকে ইনপুটগুলিকে পক্ষপাতিত্ব করতে হবে না। ছবিটি স্কিম্যাটিক দেখায়। আপনার কাছে একটি ইতিবাচক গ্রাউন্ড-রেফারেন্সড সিগন্যাল থাকবে: আরও হালকা = উচ্চতর আউটপুট ভোল্টেজ।

এখানে চিত্র বর্ণনা লিখুন

ভীহেইউটি=আমিপিএইচহেটিহেটিআরএকজনএনএসআমিএসটিহেআর×আরএফডিবিএকজনসিকে

যেহেতু আপনার কেবলমাত্র একটি সরবরাহ রয়েছে তাই আপনাকে ভার্চুয়াল গ্রাউন্ড ব্যবহার করতে হবে, যা আমি অর্ধেক রেখে দেব ভীসিসি। আপনাকে উভয় ইনপুট পক্ষপাত করতে হবে, আউটপুটটিতেও এই পক্ষপাত থাকবে।

সম্পাদনা করুন ডিডি। 2012-08-15
সালে এই উত্তর আলফ্রেড দেখিয়েছেন যে একটি photodiode এটা জুড়ে একটি ভোল্টেজ ড্রপ ছাড়া বর্তমান ডুবা হবে। এর অর্থ হল যে আমাদের নেতিবাচক সরবরাহের প্রয়োজন নেই, এবং একটি একক সরবরাহ সম্ভব:

এখানে চিত্র বর্ণনা লিখুন

নিশ্চিত হয়ে নিন যে এটি একটি আরআরআইও (রেল থেকে রেল আই / ও) ওপ্যাম্প।

উপরেরটি সম্পাদনা
করে আমি ধরে নিয়েছি যে আপনি হালকা স্তরগুলি, অর্থাৎ এনালগ মানগুলি পরিমাপ করতে চান। তবে আপনার প্রশ্নটি পুনরায় পড়া আপনার কোথাও বলে না। গতির উল্লেখ নাড়ি কোড অভ্যর্থনা পরামর্শ দেয়। যদি আপনি এটি চান তবে সিগন্যালটি কেমন দেখাচ্ছে? তরঙ্গদৈর্ঘ্য কী (আইআর বা দৃশ্যমান আলো?) আপনি কি আইআর রিসিভার মডিউলটি ব্যবহার করতে পারবেন না ?


আমি অতিরিক্ত প্রয়োগের তথ্য দিয়ে প্রশ্নটি আপডেট করেছি updated দুর্ভাগ্যক্রমে, আমার একটি একক সরবরাহের অপ-অ্যাম্প ব্যবহার করতে হবে। এছাড়াও, আমি যা পড়েছি তা থেকে ট্রান্সিম্পিডেন্স অ্যাম্পের ক্ষতিপূরণ দিতে প্রতিরোধকের সমান্তরালভাবে একটি প্রতিক্রিয়া ক্যাপাসিটারের প্রয়োজন হবে। ভাগ্যক্রমে, এই প্রতিক্রিয়া ক্যাপটির ব্যান্ডউইথ হ্রাস সম্ভবত আমার পক্ষে সমস্যা হবে না।
ajs410

2

আপনার যদি সত্যিই নমনীয়তার প্রয়োজন হয়, তবে ফোটোট্রান্সিস্টরের পরিবর্তে ফটোডোড ব্যবহার করার কথা বিবেচনা করুন - আপনি ইতিমধ্যে একটি ট্রান্সিম্পিড্যান্স অ্যাম্প তৈরি করছেন, তবে কেন আপনি পুরো পথ যাবেন না?

এছাড়াও, স্বল্প শব্দ এবং / বা উচ্চ গতির জন্য অনেকগুলি বিস্তৃত সার্কিট উদাহরণ সহ এই বিষয়ে একটি দুর্দান্ত বই রয়েছে ।
বিল্ডিং ইলেক্ট্রো-অপটিক্যাল সিস্টেমগুলি: এটি সমস্ত কাজ করা, হবস দ্বারা


"কেন একটি ফটোডিয়োড ব্যবহার করবেন না" এর জন্য +1
অনুকূল সিনিক

4
ফটোডায়োডগুলি খুব দ্রুত। ফটোডার্লিংটন খুব ধীর। ফোটোট্রান্সিস্টরগুলি যথাযথভাবে সঠিক - একটি ভাল পরিবর্ধক সহ। ফোটোডায়োডগুলি ইতিমধ্যে বড় লাভ সহ একটি সার্কিটে আরও বেশি লাভের প্রয়োজন; তাদের সম্ভবত অন্য কোথাও ট্রানজিস্টারের প্রয়োজন হবে এবং সেই সময়ে কোনও ফটোট্রান্সিস্টরের কিছু ট্রেস শেষ না করে ট্রানজিস্টরটি মারা যায়।
ajs410

"খুব দ্রুত?" আপনি সর্বদা সস্তা, ক্ষুদ্র ক্যাপাসিটারগুলির সাহায্যে জিনিসগুলিকে ধীর করতে পারেন। বা একটি বৃহত্তর, ধীর ফোটোডিওড ব্যবহার করুন - সমস্ত ফোটোডায়োড দ্রুত হয় না। এবং, অপ-অ্যাম্প সার্কিটগুলি আপনাকে হাস্যকরভাবে উচ্চ লাভ দিতে পারে - সাধারণ ক্ষেত্রে, আপনি কোনও অপ-অ্যাম্প বা ট্রানজিস্টর ব্যবহার করতে পারেন।
উইন্ডেল ওসকে

2
আমার পিসিবিতে কেন একটি বিচ্ছিন্ন ট্রানজিস্টর ব্যবহার করবেন যখন ফোটোট্রান্সিস্টর এটি অন ডাইয়ে সংহত করেছে? এবং হাস্যকরভাবে উচ্চ লাভের সাথে হাস্যকরভাবে কম অফসেট ভোল্টেজের প্রয়োজন হয়। আমি একজন ফটোোট্রান্সিস্টরের সাথে যাওয়ার জন্য একটি পরিবর্ধক সার্কিট খুঁজছি। আমি বইয়ের পরামর্শটির প্রশংসা করি, তবে এটিতে এরকম উদাহরণ রয়েছে বলে মনে হয় না।
ajs410
আমাদের সাইট ব্যবহার করে, আপনি স্বীকার করেছেন যে আপনি আমাদের কুকি নীতি এবং গোপনীয়তা নীতিটি পড়েছেন এবং বুঝতে পেরেছেন ।
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.