question sur pré amplificateur de charge pour photodiode

[softon92]

Bonjour a tous je suis actuellement en projet sur le comptage d'electron via l'intermédiaire d'une photodiode et afin de préamplifier le signal de sortie de ma photodiode ( faible courant ) j'utilise le préamplificateur de charge suivant (voir piece jointe ).
On me dit que ma tension de sortie est égal a : Vs = -Q/Cf cf étant la capacité de contre réaction.
mais je ne trouve pas de réel fonction de transfert afin de pouvoir déterminer la fréquence de coupure de mon montage ainsi que son gain ce qui pourrait me permettre d'ensuite dimensionner mes composants.
ainsi sauriez vous comment puis-je retrouver la fonction de transfert de mon montage ainsi que sa fréquence de coupure et la gain de mon AOP?
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[Antoane]

Bonjour,

j'utilise le préamplificateur de charge suivant (voir piece jointe ).
On me dit que ma tension de sortie est égal a : Vs = -Q/Cf cf étant la capacité de contre réaction.

Dans cette équation, tu négliges l'effet de la résistance Rf. Autrement dit : tu supposes que la période de travail est << Cf*Rf.
Tu utilises dont effectivement un amplificateur de charge, qui calcule l'intégrale du courant généré, i.e. "l'intégrale de la lumière reçue".

N'as-tu pas besoin d'un amplificateur à transimpédance, qui génère une tension proportionelle au photo-courant ? Le montage est le même, seule change la valeur du produit Rf*Cf...

Il y a plusieurs filtres plus ou moins cachés dans ton montage :
- Rf, Cf ;
- l'AOP, dont la bande passante n'est pas infinie ;
- a diode elle-même, à cause de sa capacité parasite (associée à la capa d'entrée de l'AOP) ;
- etc.

Selon l'application (valeur du photo-courant, références de la photo-diode et de l'AOP employés, fréquence de travail...), certains de ces effets pourront ou non être négligés.

La détermination de la fonction de transfert n'est que jeu d'équation :
- écriture des fonctions de transfert de chaque bloc (diode, AOP, circuit de contre-réaction) ;
- mélange de ces fonctions de transfert ;
- secouage fort fort fort ;
- détermination des caractéristiques statiques et dynamiques (fréquence de coupure, gain statique...).

[jiherve]

Bonjour,
quel est le problème exactement, quelle est la source de photons ?
JR

[softon92]

Bonjour,

et merci beaucoup pour ton aide


"N'as-tu pas besoin d'un amplificateur à transimpédance, qui génère une tension proportionelle au photo-courant ? Le montage est le même, seule change la valeur du produit Rf*Cf..." :

En faite je prend ce montage pour au final avoir une tension proportionel a mon nombre de charge Q c'est pour cela que je prend ce montage. et du coup pr remplir ces condition il me faut que Rf*Cf >T (impulsion de sortie de la photodiode) ce qui permet aux charges de la capacité du condensateur de se vider intégralement dans Cf.

et j'ai vu aussi que la contre-réaction nous donnait Vs indépendant de la capacité de la photodiode je pouvais faire les approximations suivante, et que c'est la contre :

Vsmax = -AQ/Cf = -Q/Cf (tension proportionnel aux charge)
vs (t) = (-Q/Cf)exp(-t/RfCf)

"Il y a plusieurs filtres plus ou moins cachés dans ton montage :
- Rf, Cf ;
- l'AOP, dont la bande passante n'est pas infinie ;
- a diode elle-même, à cause de sa capacité parasite (associée à la capa d'entrée de l'AOP) ;
- etc.


Selon l'application (valeur du photo-courant, références de la photo-diode et de l'AOP employés, fréquence de travail...), certains de ces effets pourront ou non être négligés."

Ah mince je n'avais pas vu tout sa, mais je ne vois pas qu'elle effet peuvent-il avoir !!!



"La détermination de la fonction de transfert n'est que jeu d'équation :
- écriture des fonctions de transfert de chaque bloc (diode, AOP, circuit de contre-réaction) ;
- mélange de ces fonctions de transfert ;
- secouage fort fort fort ;
- détermination des caractéristiques statiques et dynamiques (fréquence de coupure, gain statique...).
[/QUOTE]"

pour la fonction de transfert dois je prendre en compte la capacite de la photodiode ainsi que la capactite d'entree de l'AOP?

[A voir en vidéo sur Futura]

[softon92]

Bonjour,

et merci beaucoup pour ton aide


"N'as-tu pas besoin d'un amplificateur à transimpédance, qui génère une tension proportionelle au photo-courant ? Le montage est le même, seule change la valeur du produit Rf*Cf..." :

En faite je prend ce montage pour au final avoir une tension proportionel a mon nombre de charge Q c'est pour cela que je prend ce montage. et du coup pr remplir ces condition il me faut que Rf*Cf >T (impulsion de sortie de la photodiode) ce qui permet aux charges de la capacité du condensateur de se vider intégralement dans Cf.

et j'ai vu aussi que la contre-réaction nous donnait Vs indépendant de la capacité de la photodiode je pouvais faire les approximations suivante, et que c'est la contre :

Vsmax = -AQ/Cf = -Q/Cf (tension proportionnel aux charge)
vs (t) = (-Q/Cf)exp(-t/RfCf)

"Il y a plusieurs filtres plus ou moins cachés dans ton montage :
- Rf, Cf ;
- l'AOP, dont la bande passante n'est pas infinie ;
- a diode elle-même, à cause de sa capacité parasite (associée à la capa d'entrée de l'AOP) ;
- etc.


Selon l'application (valeur du photo-courant, références de la photo-diode et de l'AOP employés, fréquence de travail...), certains de ces effets pourront ou non être négligés."

Ah mince je n'avais pas vu tout sa, mais je ne vois pas qu'elle effet peuvent-il avoir !!!



"La détermination de la fonction de transfert n'est que jeu d'équation :
- écriture des fonctions de transfert de chaque bloc (diode, AOP, circuit de contre-réaction) ;
- mélange de ces fonctions de transfert ;
- secouage fort fort fort ;
- détermination des caractéristiques statiques et dynamiques (fréquence de coupure, gain statique...).


pour la fonction de transfert dois je prendre en compte la capacite de la photodiode ainsi que la capactite d'entree de l'AOP?

[Antoane]

Bonsoir,

Vsmax = -AQ/Cf = -Q/Cf (tension proportionnel aux charge)
vs (t) = (-Q/Cf)exp(-t/RfCf)

A condition que tu puisses négliger le courant de biais de l'AOP et le "dark current" de la diode.

"Il y a plusieurs filtres plus ou moins cachés dans ton montage :
- Rf, Cf ;
- l'AOP, dont la bande passante n'est pas infinie ;
- a diode elle-même, à cause de sa capacité parasite (associée à la capa d'entrée de l'AOP) ;
- etc.


Selon l'application (valeur du photo-courant, références de la photo-diode et de l'AOP employés, fréquence de travail...), certains de ces effets pourront ou non être négligés."

Ah mince je n'avais pas vu tout sa, mais je ne vois pas qu'elle effet peuvent-il avoir !!!

Il vont (éventuellement) agir comme un filtre passe-bas câblé en sortie de ton montage : les hautes fréquences seront atténuée.

pour la fonction de transfert dois je prendre en compte la capacite de la photodiode ainsi que la capactite d'entree de l'AOP?

Impossible de répondre sans en savoir plus sur l'application (source lumineuse, diode, AOP, fréquences en jeu, etc...)
Ceci dit, tu vas a priori choisir un AOP tel que son produit gain-bande passante soit suffisant pour ne pas être limitante.