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[参考译文] OPA637:OPA637 +双 JFET 自举 TIA:硬件噪声与 SPICE 噪声–有助于确定极性依赖性和 JFET 偏置电阻器的大小

Guru**** 2392905 points
Other Parts Discussed in Thread: OPA637

请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/1539428/opa637-opa637-dual-jfet-bootstrap-tia-higher-noise-in-hardware-vs-spice-help-with-polarity-dependence-and-jfet-bias-resistor-sizing

主题中讨论的其他器件:OPA637

您好、

我正在对光电二极管跨阻放大器进行原型设计、该放大器在 OPA637 前面放置了双 JFET 自举电路。 主要思路是“隐藏“大部分光电二极管电容(≈4nF)、这样我可以 在将噪声增益极点远高于信号频带时保持 Rf=10M。

仿真总结

•光电二极管模型:CPD = 4nF、RSH = 100 MΩ。

•使用自举电路((0.1 pF 反馈电容器)、我可以获得−3dB 的信号带宽≈106kHz(不使用 JFET 时为 28kHz)、接近 150kHz 的输入参考噪声峰值和≈μ V 74°的相位裕度。

•反转 SPICE 中的光电二极管极性不会改变这些图。

硬件观察

1.极性相关性–电路仅在一个光电二极管方向上工作;反转二极管会将 OPA637 输出驱动至饱和/轨。

2、噪声增加–在工作极性中,测得的宽带输出噪声明显高于普通 TIA ,没有明显的主噪声区向上漂移。

问题(段落格式)

我非常希望深入了解三个方面:首先、为什么电路的功能取决于光电二极管极性(即使 SPICE 模型没有表现出这样的灵敏度);其次、什么物理机制(如布局寄生效应,JFET 电流噪声或泄漏路径)可能解释了在硬件中观察到的噪声幅度的总体增加、而不是仿真预测的向上频谱偏移; MΩ、无论有推荐的分析方法还是小信号模型可用于选择两个 JFET 源偏置电阻器 (SPICE 中为 200 MΩ、原型上每个为 100)、以便在带宽和稳定性之间实现最佳权衡。

提前感谢、祝您度过美好的一天!

参考咨询:

匹配的 JFET 可提高光电二极管放大器性能–电子设计

https://www.electronicdesign.com/technologies/analogue/article/21806128/matched-jfets-improve-photodiode-amplifier

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    您好:  

    1.极性依赖性–电路仅在一个光电二极管方向上工作。 反转二极管会将 OPA637 输出驱动至饱和/轨。

    假设使用 Si 光电二极管检测器、PD 可能需要反向偏置、以更大限度地减小传感器的寄生电容。   

    e2e.ti.com/.../OPA637-TIA-07142925.TSC

    MΩ 增加–在工作极性下测得的宽带输出噪声明显高于典型的 10 μ V/0.1 pF TIA、主噪声区没有明显的向上漂移。

    您需要限制电路的 BW 以衰减高频噪声。 可以插入额外的 LPF 以进一步降低 TIA 电路的总噪声。  

    这是一份应用手册。  

    https://www.ti.com/lit/ab/sboa354/sboa354.pdf?ts = 1752467826347

    如果您有其他问题、请告诉我。  

    此致、

    Raymond

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    尊敬的 Raymond:

    对困惑的道歉—在重新阅读我原来的帖子后,我意识到我的问题可能不是很清楚。

    我实际上比较了两个版本的跨阻放大器:
    使用双 JFET 自举、和
    2.没有自举。

    您能否提供有关两种版本的指导、尤其是您期望在稳定性和噪声方面存在的任何差异?
    如果你已经讲过这个问题、而我错过了这个问题、请指出你的答复的有关部分。

    再次感谢您的帮助。

    此致、

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    您好:  

    我希望我们不会为您做学校的工作或论文。 我们仅为使用我们产品的客户提供支持。 我们对学术讨论不感兴趣、这不是 E2E 论坛的目标。  

    请指定您的光电二极管要求。 不清楚为什么在两种不同的寄生输入电容中具有 1.1nF 和 4nF。 您的暗电流和光电二极管电流范围是多少? 所需的 BW 是多少、28kHz? 因为初始查询是韩语、所以我依靠谷歌翻译来了解您的查询。 请用英语发布。  

    对于光电二极管传感器、4nF 寄生电容非常高。 为什么这么高? 大表面光子传感面积? 您有型号吗?

    由于寄生电容如此大、您可能需要在 TIA 运算放大器中使用更高的 BW。 HVA 的精密运算放大器仅限于 50MHz。 除此之外、您可能需要获得 HSAMP 团队的支持。   

    如果您有其他问题、请告诉我。  

    此致、

    Raymond