क्या यह फोटोडायोड सर्किट काम करता है?

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ओली ने इस सर्किट का इस्तेमाल किया

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एक उत्तर में, और यह Google छवियों पर बहुत अधिक पॉप अप करता है। लेकिन क्या यह काम करता है? यदि यह सैद्धांतिक व्याख्या करता है तो इसका स्वागत किया जाएगा।

operational-amplifier photodiode

— stevenvh
स्रोत

2

क्या वास्तव में किसी ने कोशिश की है? मैंने विकसित सर्किट देखे हैं जो कोई मतलब नहीं है लेकिन फिर भी काम करते हैं।

— रॉकेटमेग्नेट

@Rocketmagnet मैंने सिर्फ सर्किट बनाया है और यह काम करता है। यह किसी भी दिशा में इंगित डायोड के साथ काम करने लगता है, लेकिन योजनाबद्ध शो बेहतर परिणाम प्रदान करता है (जब तक कि मैं भूल नहीं गया कि एलईडी का कौन सा पक्ष है)।

— आंद्रेजाको

@Rocketmagnet - मैंने दूसरे प्रश्न पर चर्चा के दौरान भी इसकी कोशिश की । खुशी है कि किसी और ने वास्तव में इसकी पुष्टि की, धन्यवाद आंद्रेजा।

— ओली ग्लेसर

2

मैं शर्त लगाता हूं कि ज्यादातर लोग जो इस तरह से करते हैं उनके पास यह सुराग नहीं है कि यह क्यों काम करता है।

— फेडेरिको रूसो

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इसके अनुसार, फोटोडायोड वास्तव में एक करंट उत्पन्न करता है, तब भी जब इसके पार शून्य वोल्ट होता है; यह शॉर्ट सर्किट करंट है । ध्यान दें कि प्रश्न के आरेख में का संदर्भ दिशा डायोड के के विपरीत है, इसलिए आउटपुट वोल्टेज है: $I_S$ $I_{SC}$

$V_{OUT} = - I_S \cdot R_F = I_{SC} \cdot R_F$

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मैंने यहाँ ऊपर पाया ।

पूछने के लिए एक उचित सवाल यह है कि शून्य वोल्टेज के साथ एक वर्तमान का उत्पादन कैसे किया जा सकता है ?

याद रखें कि जब डायोड टर्मिनलों को एक साथ छोटा किया जाता है, तब भी कमी क्षेत्र के माध्यम से एक आंतरिक ई क्षेत्र होता है। संक्षेप में, घट क्षेत्र के आसपास के क्षेत्र में प्रकाश उत्पन्न EHPs ई फ़ील्ड द्वारा अलग किए जाते हैं जिसके परिणामस्वरूप पी और एन पक्षों में चार्ज जमा होता है (यही कारण है कि विकसित होता है)। एक शॉर्ट सर्किट एक करंट को चार्ज बैलेंस बहाल करने की अनुमति देता है। $V_{OC}$

— अल्फ्रेड सेंटॉरी
स्रोत

+1 - यह बहुत कुछ समझाता है। मैं अभी भी अपने कुछ सेसपिस रखना चाहता हूं, हालांकि: एक वर्तमान और कोई वोल्टेज, जो सुपरकंडक्टर्स के लिए आरक्षित नहीं था? BTW, क्या आप उस दस्तावेज़ का लिंक दे सकते हैं जहाँ आपने पाया था?

— स्टीवन्वह

@stevenvh, धन्यवाद, और मैंने अपने उत्तर में एक लिंक जोड़ा। याद रखें कि जब डायोड टर्मिनलों को एक साथ छोटा किया जाता है, तब भी कमी क्षेत्र के माध्यम से एक आंतरिक ई क्षेत्र होता है। संक्षेप में, घट क्षेत्र के आसपास के क्षेत्र में प्रकाश उत्पन्न EHPs ई फ़ील्ड द्वारा अलग किए जाते हैं जिसके परिणामस्वरूप पी और एन पक्षों में चार्ज जमा होता है (यही कारण है कि

विकसित होता है)। एक शॉर्ट सर्किट एक करंट को चार्ज बैलेंस बहाल करने की अनुमति देता है।

V_{O C}

$V_{OC}$

— अल्फ्रेड सेंटॉरी

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अल्फ्रेड के जवाब के बाद संपादित किया गया

क्लासिक इनवर्टिंग एम्पलीफायर इस तरह है:

सर्किट

फोटोडायोड एक करंट बनाएगा, जिससे रेसिस्टर में वोल्टेज कम होगा। नकारात्मक प्रतिक्रिया के साथ एक opamp दोनों इनपुट को समान बनाने की कोशिश करेगा, इसलिए inverting इनपुट 0 V पर होगा, और रोकनेवाला के माध्यम से वर्तमान एक सकारात्मक आउटपुट वोल्टेज बनाएगा।

मुझे क्यों लगा कि दूसरा सर्किट काम नहीं करेगा? यदि डायोड एक करंट बनाता है तो आपको लगता है कि वोल्टेज में गिरावट होगी। तब इनवर्टिंग इनपुट पर वोल्टेज शून्य से अधिक होगा, और ओपैम्प इसे ठीक करने की कोशिश कर रहा है, यह देखेगा कि इसका आउटपुट नकारात्मक रेल के लिए नीचे तक जाएगा।

अल्फ्रेड का ग्राफ हालांकि दिखाता है कि इनपुट आउटपुट से 0 V तक नीचे चला जा सकता है। यह आवश्यक है कि डायोड में वोल्टेज शून्य से नीचे जा सकता है, जबकि अभी भी चालू है। इस दस्तावेज़ से एक और ग्राफ यहाँ है , जो अल्फ्रेड के उत्तर की पुष्टि करता है:

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— stevenvh
स्रोत

रिवर्स + लाइट में एक एलईडी कैथोड से एनोड तक एक नकारात्मक धारा बनाता है, इसलिए ओपैंप क्षतिपूर्ति करने के लिए रोकनेवाला भर में एक सकारात्मक वर्तमान = वोल्टेज पैदा करता है।

— ओली ग्लेसर

@ ओली - हां, यही बात मैं जवाब में भी कह रहा हूं। लेकिन क्या यह प्रश्न में सर्किट पर भी लागू होता है। उत्पादन जाना होगा नीचे अगर inverting इनपुट> गैर inverting इनपुट।

— स्टीवनवह

मैं देखता हूं - हां, यह नीचे होना चाहिए अगर एलईडी दूसरा रास्ता है तो आपको दोहरी रेल की आवश्यकता है। मैंने अभी अपने सेटअप के साथ इसकी पुष्टि की है।

— ओली ग्लेसर

मुझे यह -1 देना होगा, क्योंकि सर्किट स्पष्ट रूप से काम करता है। ओपैंप को डायोड द्वारा उत्पन्न वर्तमान को बराबर करने में रुचि है। इसे केवल Rf के माध्यम से करने के लिए जो कुछ भी आवश्यक है, उसे आउटपुट करने की आवश्यकता है।

— ओली ग्लेसर

@ ओली - मुझे विश्वास करना मुश्किल है कि यह वास्तव में काम करता है। जैसे x uA आपको y mV आउट देता है, और 2x uA आपको 2y mV बाहर देगा। यह एक inverting एम्पलीफायर के काम के मेरे विवरण से बेहतर स्पष्टीकरण की आवश्यकता होगी।

— स्टीवनवह

2

आपके उत्तर में सर्किट डायोड द्वारा एक ट्रांसपीडेड एम्पलीफायर के साथ उत्पादित फोटोक्रेसी को बढ़ाने के लिए फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव पर निर्भर करता है ।

आपके प्रश्न में सर्किट फोटोवोल्टिक प्रभाव पर निर्भर है लेकिन वर्तमान दिशा गलत है (एक एकल डायोड के साथ एक सोलरसेल पर विचार करें), और यह केवल परिमित लाभ (कैथोड के साथ श्रृंखला में एक अवरोधक के साथ) के साथ समझ में आता है। डायोड के साथ समानांतर में एक निहित फोटोक्रोकल स्रोत भी है।

बस एक फोटोवोल्टिक एक फोटोवोल्टिक स्रोत के रूप में कितना कुशल होगा मुझे नहीं पता, लेकिन मुझे बहुत संदेह है।

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फोटोवोल्टिक एम्पलीफायर सर्किट

दूसरे विचारों पर, आर 1 आवश्यक नहीं है, भले ही डायोड को छोटा किया गया हो, फिर भी फोटोक्राफ्ट प्रवाहित होगा (फिर से, एक सौर सेल को छोटा करने पर विचार करें)।

— MikeJ-ब्रिटेन
स्रोत

@stevenvh - हाँ, यह किसी भी इनपुट स्रोत से जुड़ा होगा जो बिना इनपुट रेसिस्टर वाले इनवर्टिंग amp से जुड़ा होता है।

— माइकज-यूके

2

@stevenvh - मुझे बस एहसास हुआ कि एक फोटो वोल्टाइक डायोड वास्तव में एक वर्तमान स्रोत है और वोल्टेज स्रोत नहीं है इसलिए मेरी पिछली टिप्पणी लागू नहीं होती है।

— माइकज-यूके

1

मुझे p253 सर्किट जे, "आर्ट ऑफ़ इलेक्ट्रॉनिक्स", 1989 संस्करण से नीचे सर्किट विचार मिला। तीव्र एप्लिकेशन नोट एक op amp और फोटोट्रांसिस्टर के लिए + Vin पर एक अवरोधक का उपयोग करता है, लेकिन यह क्या करता है, यह स्पष्ट नहीं करता है।

मैंने नीचे अवरोधक के साथ और उसके बिना सर्किट का परीक्षण किया: मुझे कोई प्रभाव नहीं दिख रहा था जब मैंने नीचे के अवरोधक पर शॉर्ट को बाहर निकाला: लाभ में बदलाव भी नहीं। मैं बहुत कम प्रकाश स्तर की दालों का परीक्षण कर रहा हूं, नियमित 850 एनएम और 830 एनएम डायोड को "फोटोडियोड्स" के रूप में उपयोग कर रहा हूं। मुझे बहुत बेहतर पता चला जब इस पृष्ठ पर "फोटोडियोड" को आरेखों से उलट दिया गया था। यह शायद केवल कम प्रकाश स्तरों (1 mW / cm ^ 2 से कम) में महत्वपूर्ण है। जब इस पृष्ठ पर दिखाए गए अनुसार डायोड उन्मुख था, तो आउटपुट उलटा नहीं था , सभी की टिप्पणियों के विपरीत। हो सकता है कि फोटोडायोड निर्माताओं ने वास्तव में जो है उससे उलट उन्मुखीकरण की घोषणा की। प्रतिक्रिया अवरोधक पर एक 0.0001 से 0.0047 यूएफ संधारित्र ने दालों पर स्पाइक्स को कम करने में मदद की, लेकिन स्पाइक्स को बहुत कम प्रकाश स्तर के लिए बदतर बना दिया।

830 एनएम डायोड की आपूर्ति के साथ op amp के साथ एक बैक-बायस्ड 880 एनएम फोटोट्रांसिस्टर का उपयोग करना (अंजीर 13) प्रकाश की आपूर्ति कम रोशनी के स्तर पर लगभग 10 गुना बेहतर काम किया, सादे 830 एनएम एलईडी की तुलना में एक डिटेक्टर के रूप में एलईडी के रूप में - दालों अधिक थे लगभग 1 एमएस की तुलना में, और यदि शुल्कबैक रोकनेवाला पर संधारित्र का उपयोग किया गया था। ऐसा लगता है कि 0.01 mW / cm ^ 2 का पता लगाना संभव है।

Op amp बहुत कम इनपुट धाराओं के लिए JFET है।

बहुत संवेदनशील फोटोडेक्टर

— स्कॉट रॉबट्स
स्रोत

क्या डिजाइन? एक योजनाबद्ध दिखा रहा है कि आप किस बारे में बात कर रहे हैं, इससे आपकी बात और स्पष्ट होगी

— फोटॉन

यह डिजाइन। बस 1 अवरोधक डालें जहाँ मैंने संकेत किया था। यहाँ तेज आवेदन नोट है, आंकड़ा 13. फिजिलैब

— scott roberts

1. यहाँ उत्तर अपने आप में पूर्ण होने की उम्मीद है। विभिन्न उत्तरों का कोई निश्चित क्रम नहीं है, इसलिए यदि आप किसी अन्य उत्तर को "ऊपर", या "नीचे" या "इस" के रूप में संदर्भित करते हैं, तो अधिकांश पाठक यह नहीं जान पाएंगे कि आप किस बारे में बात कर रहे हैं। इसके अलावा, जब आपके पास प्रतिनिधि हों, तो योजनाबद्ध को आपके उत्तर में संपादित किया जाना चाहिए। 2. मुझे आपके द्वारा बताए गए आंकड़े में विन और डायोड के बीच कोई संबंध नहीं दिखता है, इसलिए यह अभी भी स्पष्ट नहीं है कि आप किस बारे में बात कर रहे हैं। यदि आप एक योजनाबद्ध दिखाते हैं कि आपका क्या मतलब है और Imgur या इसी तरह की सेवा पर अपलोड करें, तो हम आपके उत्तर को छवि इनलाइन लगाने के लिए संपादित कर सकते हैं।

— फोटॉन

ठीक है, योजनाबद्ध मेरी मूल पोस्ट में जोड़ा गया।

— स्काउट रॉबर्ट्स

यह समझने में बहुत आसान है कि आप अभी क्या सुझाव दे रहे हैं। लेकिन अभी भी फोटोडायोड (जो ओपी के बारे में पूछ रहा था) में 0 पूर्वाग्रह है। और फीडबैक पथ में केवल 9.4 MOhm होने की तुलना में क्या लाभ है?

— फोटॉन

0

यकीन नहीं होता कि यह मदद करता है, लेकिन मैंने अभी नीचे ब्रेडबोर्ड पर सर्किट का परीक्षण किया है और यह ठीक काम करता है। संवेदनशीलता महान नहीं है, कुछ भी दर्ज करने के लिए प्रकाश की एक निष्पक्ष बिट की आवश्यकता होती है और प्रतिक्रिया रैखिक नहीं होती है लेकिन यह निश्चित रूप से मापता है कि सफेद रंग का कितना प्रकाश उस पर चमक रहा है। प्रतिरोध संवेदनशीलता को प्रभावित करता है, अधिक प्रतिरोध = अधिक संवेदनशील - मैंने इसे तब तक ट्विक किया जब तक कि मैं यह कैसे चाहता था, कहीं न कहीं 100k-300 के आसपास मुझे लगता है।

आउटपुट में वोल्टेज 4v के आसपास अधिकतम होता है, लेकिन मुझे लगता है कि यह LM358 सीमा है।

— चार्ली स्किलबेक
स्रोत