Ich wurde gebeten, einen Fotodioden-Transimpedanzverstärker mit einer Bandbreite von 10 MHz herzustellen. Strombereich von 1 nA bis 100 uA (Strom von 5 Jahrzehnten) -> 100 dB Dynamikbereich.
Die Fotodiode ist eine Silizium-APD mit einer Sperrschichtkapazität von 6 pF .
Die logarithmische Komprimierung ist nicht geeignet, da 1.) dies eine Bildgebung ist und 2.) die volle Bandbreite für alle Signalstärken erforderlich ist.
Ich glaube, dass die rauschbezogene Rauschanforderung Vrms daher <1nA * Rf ist. Ich verstehe, dass der Vorspannungsstrom im Bereich von 1 bis 10 pA liegen sollte. Andere Parameter, die das Rauschen / BW beeinflussen, sind GBW, Eingangsrauschspannungsdichte und Eingangskapazität.
Das Problem ist, ich habe keinen einzigen Operationsverstärker mit niedriger Vorspannung gefunden, der in der Lage zu sein scheint. Ist diese Leistung überhaupt mit handelsüblichen Komponenten zu erreichen?
Berechnungstool, das ich für Bandbreite / Gesamtausgangsrauschen verwende (lassen Sie mich wissen, wenn dies schlecht ist)
Ein Vollausgang von 1 oder 2 V ist sinnvoll. Für den maximalen Eingang 100uA bedeutet dies Rf ~ = 20 kOhm. Daher sollte das Rauschen am Ausgang <= 1nA * 20K = 20uVrms sein.
Zum Beispiel habe ich mir die folgenden Operationsverstärker angesehen: ADA4817, LTC-6268, OPA657 haben alle ein Rauschen von ~ 1000 uVrms, erfüllen jedoch die Bandbreitenanforderungen.
Und diese Produkte mit niedrigerem GBW: AD8651, ADA4807, AD8655, OPA2301, OPA2365 machen gerade noch die Bandbreite, zeigen aber immer noch Ausgangsrauschen in der Größenordnung von 100-200 uVrms.
Könnte ich möglicherweise auch eine externe Eingangsstufe verwenden? Wie eine Art FET-Puffer, um den Eingang eines Operationsverstärkers mit höherer Vorspannung anzutreiben? Diskrete Transistorschaltungen sind nicht meine Stärke.
Vielen Dank für jede Hilfe, die Sie anbieten können.
