Эта фотодиодная схема работает?

Оли использовал эту схему

в ответ, и это также всплывает на изображениях Google тоже. Но работает ли это? Если это произойдет, теоретическое объяснение будет приветствоваться.

В соответствии с этим фотодиод действительно генерирует ток, даже когда на нуле имеется нулевое напряжение; это ток короткого замыкания . Обратите внимание, что эталонное направление на диаграмме вопроса противоположно диода, поэтому выходное напряжение равно:I S $I_S$$I_{SC}$

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

Я нашел выше здесь .

Резонный вопрос: как можно создать ток при нулевом напряжении ?

Помните, что в области истощения есть внутреннее поле Е, даже когда клеммы диода закорочены вместе. Вкратце, светоизлучающие EHP вблизи области обеднения разделяются E-полем, что приводит к накоплению заряда на сторонах P и N (так образуется ). Короткое замыкание позволяет току восстановить баланс заряда.$V_{OC}$

отредактировано после ответа Альфреда

Классический инвертирующий усилитель выглядит так:

Фотодиод создаст ток, который вызовет падение напряжения на резисторе. Операционный усилитель с отрицательной обратной связью попытается сделать оба входа равными, поэтому инвертирующий вход будет иметь напряжение 0 В, а ток через резистор создаст положительное выходное напряжение.

Почему я думал, что другая схема не будет работать? Если диод создает ток, можно предположить падение напряжения. Тогда напряжение на инвертирующем входе будет выше нуля, и операционный усилитель, пытаясь исправить это, увидит, что его выходной сигнал полностью опустится до отрицательной шины.

Однако график Альфреда показывает, что выходной сигнал может быть уменьшен до 0 В. Для этого необходимо, чтобы напряжение на диоде снижалось до нуля, пока еще есть ток. Вот еще один график из этого документа , который подтверждает ответ Альфреда:

Схема в вашем ответе использует фотоэлектрический эффект для усиления фототока, создаваемого диодом с трансимпедансным усилителем.

Схема в вашем вопросе основана на фотоэлектрическом эффекте, но направление тока неверно (рассмотрим солнечный элемент с одним диодом), и это имеет смысл только с конечным усилением (то есть с резистором, включенным последовательно с катодом). Существует также подразумеваемый источник фототока параллельно с диодом.

Насколько эффективен фотодиод в качестве фотоэлектрического источника, я не знаю, но подозреваю, что не очень.

РЕДАКТИРОВАТЬ

Если подумать, R1 не нужен, поскольку даже если диод закорочен, фототок все равно будет течь (опять же, рассмотрите возможность закорачивания солнечного элемента).

Я получил идею схемы ниже от p253 circuit J, "Art of Electronics", версия 1989 года. Замечание по применению Sharp также использует резистор на + Vin для операционного усилителя и фототранзистора, но не объясняет, что он делает.

Я проверил схему ниже с и без нижнего резистора: я не увидел никакого эффекта, когда вытащил короткое замыкание через нижний резистор: даже не изменилось усиление. Я тестирую импульсы с очень низким уровнем освещенности, используя обычные диоды 850 нм и 830 нм в качестве «фотодиодов». Я получил намного лучшее обнаружение, когда «фотодиод» был перевернут из диаграмм на этой странице. Это, вероятно, важно только при слабом освещении (менее 1 мВт / см ^ 2). Когда диод был ориентирован, как показано на этой странице, выходные данные не были инвертированы, в отличие от всех комментариев. Возможно, производители фотодиодов заявляют, что ориентация противоположна той, что есть на самом деле. Конденсатор от 0,0001 до 0,0047 мкФ на резисторе обратной связи помог уменьшить выбросы импульсов, но усугубил выбросы при очень низких уровнях освещенности.

Использование обратного смещения 880 нм фототранзистора с операционным усилителем (рис. 13 на остром замечании по применению) с 830 нм диодом, подающим свет, работал примерно в 10 раз лучше при низких уровнях освещения, чем простой светодиод 830 нм в качестве детектора, если импульсы были больше чем около 1 мс, и если был использован конденсатор через резистор обратной связи. Кажется, что возможно определение 0,01 мВт / см ^ 2.

Операционный усилитель - JFET для очень низких входных токов.

Не уверен, что это поможет, но я только что проверил схему ниже на макете, и она работает нормально. Чувствительность невелика, для регистрации чего-либо требуется достаточное количество света, а реакция не линейная, но она определенно измеряет, сколько света светит белый светодиод. Сопротивление влияет на чувствительность, большее сопротивление = более чувствительное - я настраивал его до тех пор, пока он не стал таким, каким я хотел, где-то около 100k-300k, я думаю.

Максимальное напряжение на выходе составляет около 4 В, но я думаю, что это ограничение LM358.