Ancho de banda del amplificador de transimpedancia

f3dB = √(GBW / (2π × Rf × Cf))

Respuesta rápida

Esta calculadora resuelve f_3dB = √(GBW / (2π × Rf × Cf)) para Ancho de banda de −3 dB. Con GBW del amplificador operacional 22 MHz, Resistencia de realimentación 10 kΩ, Condensador de realimentación 100 pF, el resultado es 1.871 MHz. Resuelve en 3 direcciones, así que introduces los valores que tienes y obtienes el que necesitas.

Calculadora

Ancho de banda de −3 dB (MHz)
—

Fórmula

f_3dB = √(GBW / (2π × Rf × Cf))

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).

Símbolos y unidades

Símbolo Significado Unidad por defecto Unidades aceptadas
f Ancho de banda de −3 dB MHz Hz, kHz, MHz, GHz
GBW GBW del amplificador operacional MHz Hz, kHz, MHz, GHz
Rf Resistencia de realimentación kΩ mΩ, Ω, kΩ, MΩ
Cf Condensador de realimentación pF pF, nF, µF, mF, F

Paso a paso

  1. 1. Datos conocidos: GBW del amplificador operacional 22 MHz, Resistencia de realimentación 10 kΩ, Condensador de realimentación 100 pF
  2. 2. La relación: f_3dB = √(GBW / (2π × Rf × Cf))
  3. 3. Sustituir: GBW = 22 MHz, Rf = 10 kΩ, Cf = 100 pF
  4. 4. Resultado: Ancho de banda de −3 dB = 1.871 MHz

Ejemplos resueltos

Rango mínimo

Datos: GBW del amplificador operacional 0.22 MHz, Resistencia de realimentación 100 Ω, Condensador de realimentación 1 pF

Resultado: Ancho de banda de −3 dB = 18.71 MHz

Rango bajo

Datos: GBW del amplificador operacional 2.2 MHz, Resistencia de realimentación 1 kΩ, Condensador de realimentación 10 pF

Resultado: Ancho de banda de −3 dB = 5.917 MHz

Típico

Datos: GBW del amplificador operacional 22 MHz, Resistencia de realimentación 10 kΩ, Condensador de realimentación 100 pF

Resultado: Ancho de banda de −3 dB = 1.871 MHz

Rango alto

Datos: GBW del amplificador operacional 0.22 GHz, Resistencia de realimentación 100 kΩ, Condensador de realimentación 1 nF

Resultado: Ancho de banda de −3 dB = 0.5917 MHz

Rango máximo

Datos: GBW del amplificador operacional 2.2 GHz, Resistencia de realimentación 1 MΩ, Condensador de realimentación 10 nF

Resultado: Ancho de banda de −3 dB = 0.1871 MHz

Resolver para cada variable

Resolver Ancho de banda de −3 dB

GBW del amplificador operacional 0.22 MHz, Resistencia de realimentación 100 Ω, Condensador de realimentación 1 pF → 18.71 MHz

Resolver Resistencia de realimentación

Ancho de banda de −3 dB 100 kHz, GBW del amplificador operacional 0.22 MHz, Condensador de realimentación 1 pF → 3.501 MΩ

Resolver Condensador de realimentación

Ancho de banda de −3 dB 100 kHz, GBW del amplificador operacional 0.22 MHz, Resistencia de realimentación 100 Ω → 35.01 nF

Cómo varía Ancho de banda de −3 dB con GBW del amplificador operacional

GBW del amplificador operacional (entrada) Ancho de banda de −3 dB (resultado)
4.84 MHz 0.3989 MHz
12.1 MHz 0.6308 MHz
24.2 MHz 0.8921 MHz
36.3 MHz 1.093 MHz
48.4 MHz 1.262 MHz
72.6 MHz 1.545 MHz
96.8 MHz 1.784 MHz
0.1936 GHz 2.523 MHz
0.3388 GHz 3.338 MHz
0.484 GHz 3.989 MHz

El mismo resultado en otras unidades

Unidad Valor
Hz 1871000
kHz 1871
MHz 1.871
GHz 0.001871

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Preguntas frecuentes

¿Cómo se calcula Ancho de banda del amplificador de transimpedancia?

Usa f_3dB = √(GBW / (2π × Rf × Cf)). Con GBW del amplificador operacional 22 MHz, Resistencia de realimentación 10 kΩ, Condensador de realimentación 100 pF, Ancho de banda de −3 dB resulta 1.871 MHz.

¿Cuál es la fórmula de Ancho de banda del amplificador de transimpedancia?

La fórmula es f_3dB = √(GBW / (2π × Rf × Cf)). Un amplificador de transimpedancia (TIA) convierte la corriente de un fotodiodo o sensor en tensión usando una resistencia de realimentación Rf.

¿Cómo se obtiene Resistencia de realimentación conociendo los demás valores?

Despeja Resistencia de realimentación: con Ancho de banda de −3 dB 100 kHz, GBW del amplificador operacional 0.22 MHz, Condensador de realimentación 1 pF, Resistencia de realimentación es 3.501 MΩ.

¿Cómo se obtiene Condensador de realimentación conociendo los demás valores?

Despeja Condensador de realimentación: con Ancho de banda de −3 dB 100 kHz, GBW del amplificador operacional 0.22 MHz, Resistencia de realimentación 100 Ω, Condensador de realimentación es 35.01 nF.

¿Qué unidades usa Ancho de banda del amplificador de transimpedancia?

Ancho de banda de −3 dB se muestra en Hz, kHz, MHz, GHz. Los valores se guardan internamente en unidades base del SI, así que puedes mezclar prefijos sin convertir a mano.

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