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Mesurer la résistance de shunt d'une photodiode



  1. #1
    tonyrx

    Mesurer la résistance de shunt d'une photodiode


    ------

    Bonjour,


    Alors voilà j'ai un petit projet à faire mais pour cela je dois savoir utiliser et comprendre une photodiode (s1223).
    J'ai à peu près compris le principe de fonctionnement de cette photodiode mais on me demande de mesurer les différents éléments de son modèle (protocole ect..).
    C'est à dire mesurer la résistance de shunt, la résistance série et la capa, cependant je ne sais pas du tout comment m'y prendre.
    On m'a dit que la résistance de shunt de cette photodiode par exemple est de l'ordre de 100Gohm. J'ai donc pensé tout bêtement à une loi d'ohm, je sais qu'on ne peut pas appliquer une tension supérieur à 30v car c'est la tension de claquage de la jonction de la photodiode. Donc pour la tension ce n'est pas un soucis je peux prendre 10V par exemple, mais je ne sais pas comment mesurer le courant qui traverse la résistance de shunt.
    Avez vous une solution ?

    Merci.

    -----

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  3. #2
    Antoane
    Responsable technique

    Re : Mesurer la résistance de shunt d'une photodiode

    Bonjour,

    La résistance shunt est généralement mesurée avec une polarisation de +/- 10 mV.
    http://www.osioptoelectronics.com/ap...cteristics.pdf
    https://tsapps.nist.gov/publication/...?pub_id=841525

    En l'absence d'instrumentation adéquate, une manière de mesurer un courant aussi faible consiste à utiliser un transimpédance ou, mieux, un intégrateur. Le choix du condensateur d'intégration et de l'AOP est critique. Le condensateur doit être linéaire et à faible perte (voir du côté des plastiques, voire verre) et l'AOP doit avoir un courant de polarisation suffisament faible pour être négligé -- ou bien mesuré.
    Deux pattes c'est une diode, trois pattes c'est un transistor, quatre pattes c'est une vache.

  4. #3
    tonyrx

    Re : Mesurer la résistance de shunt d'une photodiode

    Bonjour,

    Merci de votre réponse, cependant je débute encore et je ne comprends pas comment, en faisant un montage intégrateur j'arriverais à mesurer le courant afin de calculer la résistance de shunt.

  5. #4
    Antoane
    Responsable technique

    Re : Mesurer la résistance de shunt d'une photodiode

    Bonjour,

    Pour mesurer un courant (appelons le I°) la méthode de base consiste à utiliser une résistance shunt (appelons la Rs), à y faire et à mesurer la tension V = Rs*I°.
    A priori, il faudrait que V soit de l'ordre de 1 V pour être aisément mesurable. Si I° vaut 1 nA, il faut alors Rs = 1 GOhm. Un tel composant existe, mais coute cher ; on est dans le domaine de l'instrumentation et il faut prendre des précautions pour ne pas mesurer que du bruit.
    Ici, tu veux mesurer une résistance de 100 GOhm (la valeur me parait élevée, mais prenons la comme base d'étude) sous 10 mV, soit un courant de I°=100 fA. Pour obtenir V=1V, il faudrait Rs = 10 000 GOhm...
    La mesure est donc très difficile, sinon impossible.

    Une solution simple consiste alors à intégrer le courant à mesurer. Puisque I° est un courant constant, l’intégrer donne une rampe de tension. En mesurant le temps nécessaire pour passer de 0 à 1V (par exemple), et en connaissant la valeur de la capacité d'intégration, tu peux déduire la valeur de I°.
    Deux pattes c'est une diode, trois pattes c'est un transistor, quatre pattes c'est une vache.

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. #5
    jiherve

    Re : Mesurer la résistance de shunt d'une photodiode

    Bonjour,
    la méthode par intégration est juste mais très délicate à mettre en œuvre, il faut disposer d'AOP ayant un courant d'entrée sub pico et de capa d’intégration de course
    Teflon ou Polycarbonate, l'implantation sur ci ne peut se faire que sur des substrats spéciaux (teflon) et avec un luxe de précaution important.
    Bon là s'il s'agit de mesurer le courant d'obscurité qui est dans la gamme du nA c'est encore jouable avec un peu de soin.
    JR
    l'électronique c'est pas du vaudou!

  8. #6
    Antoane
    Responsable technique

    Re : Mesurer la résistance de shunt d'une photodiode

    Bonjour,

    Cependant, comme il n'y a en l'occurence qu'un nœud sensible (le point commun entre l'inverseuse de l'AOP, la diode, et la capacité d'intégration), il est possible de laisser ce noeud en l'air et de faire le reste du montage sur du FR4 standard.

    Pour l'intégration une capa plastique assez standard pourrait suffire, j'avais mesuré (des moyens assez standards) 12 TOhm (soit 270 fA) pour un MKT (découplage de convertisseur de puissance) de 15 µF.
    Deux pattes c'est une diode, trois pattes c'est un transistor, quatre pattes c'est une vache.

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