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[参考译文] OPA858:频率影响 光电二极管电路设计工具中的计算差异

Guru**** 2668255 points

Other Parts Discussed in Thread: OPA858

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/1582177/opa858-frequency-resp-calculation-discrepancies-in-the-photodiode-circuit-design-tool

器件型号: OPA858

尊敬的团队:

代表我们的客户发帖。

我正在评估用于 CMUT 超声波应用的 TIA。 我目前正在考虑使用 OPA858。  
该应用与标准光电二极管应用非常相似。 因此、我使用“光电二极管电路设计工具“来检查结果。 但是、我的计算结果与频率响应设计工具的计算结果之间存在显著差异。

我的参数如下:f = 10MHz、电流范围:10 nA–1µA、CPD = 3 pF、R_f 尽可能高。

在 CF = 150fF 时 10MHz 处稳定运行的最大增益(Rf 值)为 10kHz。 R_f = 10kΩ。

但是、设计工具提供的最大 R_f 值为 1M Ω。 这种差异来自何处?

我的图表位于附件中、包括设计工具的屏幕截图。  

e2e.ti.com/.../Bandwith_5F00_Calculations.pdf

我的计算公式:  

最大带宽近似值(此处不是限制因素):
F_(2πR)= sqrt (GBW/(μ W_F cs))
C_(F_OPT)= sqrt (cs/(2πR _F gbw))

跨阻传递函数(理想运算放大器)-根据 ME 实现限制:
z_(t、ideal)=-R_f /(1 + j * w * R_f *(C_f + C_s))。

在设计工具中、频率响应在采用 1M Ω 射频的 10MHz 处稳定。
当 Cs = 3 pF 时、它只能在高达 50kHz 时保持稳定。 (F-3dB)。

 

此致、

Danilo

  • 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。

    您好 Danilo、

     今天我将介绍计算方法。

    谢谢您、

    Sima

  • 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。

    您好 Danilo、

     我很抱歉错过了对这篇文章的答复。

     我同意计算结果。 TIA 计算器提供的反馈电容在实践中很难实现。 我将跟我们的团队沟通、调整仿真值以提供最小 100fF 的反馈电容限制。 理论上、TIA 计算器显示了 20fF 反馈电容下的稳定性、这在设计中是可行的、但在实际电路板上不可行。

     对于 10MHz 闭环带宽、3pF 输入电容和 1uA 最大输入电流。 理想情况下、在 1V 的最大输出电压下使用 1M Ω 电阻。 其与 TIA 计算器相同:

      如果我们将反馈电容降低至 100k Ω、则可以获得更合理的 200fF 反馈电容。

     在仿真中、这些将是以下稳定性和带宽:

      因此、可通过 100fF 反馈电容实现 100k Ω 反馈电阻。 可以增加到 150k Ω、但 200k Ω 将低于您的 10MHz 目标。

     这将产生 1mV 至 100mV 的输出电压范围。 然后、我建议在这一级之后使用增益为 10V/V 的电压反馈放大器或如果需要可变增益放大器、以便在任何输入电流下都将输出电压保持在恒定电压。  

    谢谢你。

    Sima