Ancho de banda del amplificador de transimpedancia

Fórmula

Descripción

Un amplificador de transimpedancia (TIA) convierte la corriente de un fotodiodo o sensor en tensión usando una resistencia de realimentación Rf. El condensador de realimentación Cf es necesario para la estabilidad porque la capacitancia del fotodiodo y Rf crean un polo que puede causar oscilación. El ancho de banda de −3 dB del TIA depende del producto ganancia-ancho de banda del amplificador operacional (GBW), la resistencia de realimentación y la capacitancia de realimentación. Una Rf más alta da más ganancia (V = I × Rf) pero reduce el ancho de banda. Este es el compromiso fundamental ganancia-ancho de banda en el diseño de TIA.

Variables

• f_3dB — Ancho de banda de −3 dB del amplificador (Hz)
• GBW — Ancho de banda de ganancia unitaria del amplificador operacional (Hz)
• Rf — Resistencia de realimentación de transimpedancia (Ω)
• Cf — Condensador de realimentación para estabilidad (F)

Notas prácticas

Para una respuesta Butterworth (máximamente plana), establezca Cf = √(Cd/(2π × GBW × Rf)), donde Cd es la capacitancia de entrada total (fotodiodo + parásita). El ancho de banda resultante es f_3dB = √(GBW/(2π × Rf × Cd)). Aplicaciones típicas de TIA: receptores de fibra óptica (Rf = 5-50 kΩ, BW = 100 MHz − 10 GHz), espectroscopia (Rf = 1-100 MΩ, BW = 1-100 kHz), detectores de partículas (Rf = 100 kΩ − 10 MΩ).