“Amplificador para fotodiodo integrado con rechazo de ... - Iberchip.net

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Características simuladas (@I bias =61µA):20Gm:1.2mSCapacidad de entrada: 0.2pFImpedancia de salida: 170kΩRango modo Común: 0.2 – 2.2VFase (grados)0-20-40-60-80-100-120-140-160-180-200-220-240-260(b)1k 10k 100k 1M 10M 100M 1G3.4 Diseño de la conversión I-V para el fotodiodo.Frecuencia (Hz)El circuito de conversión I-V del fotodiodo (fig.1 con R=R 1 ) plantea el problema de la capacidadparásita de la juntura PN de área grande lo cual afecta la estabilidad del circuito. La ganancia en lazo abierto delcircuito viene dada por:Agm.R1β ,=( 1 + jwR C )( . 1 + jwR )1IN 1C L1=Rdonde la ganancia A se determinó según el esquema de la figura 8.b y el lazo de realimentación β (en lafigura aparece C p1 correspondiente a la capacidad parásita del pad que conecta R1; C IN = C ph + C p1 = 120pFcomo peor caso). La ganancia en lazo cerrado viene dada por:ACLAgm.R= =1+AβR21( 1+jwR1C)( . 1+jwR1C) + gm.1INL. (4)A β que puede volver al sistemaComo vemos al haber una capacidad a la entrada aparece un segundo polo encercano a la inestabilidad. Una solución clásica a este problema es agregar un condensador pequeño C real (C1 enla fig.3) en paralelo con R. El resultado es que ahoraAβ= 1 +jwRC realβ y la aparición de un cero en latransferencia corrige el margen de fase aunque C real también va a reducir el ancho de banda. En nuestro casolas capacidades parásitas son fijas pero vamos a querer probar el circuito para diferentes valores de R. Enprincipio diseñamos para R=1MΩ y en caso de resistencias menores agregaremos un capacitor externo.R1Z INFig.8: Circuito del amplificador defotodiodo (a) y esquema para calcularla transferencia en loop abierto (b).IphCphin+GM_OTAGMOut(a)Iph(b)CphCp1R1V==in+in-in-OUTA gm.ZIN.IphGMZLOutCLRZ LR OUT1R1CLCL=cap de carga (50pF del PAD máx)R OUT1 =Imp. de salida de U1.

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