Bande Passante d'un Amplificateur de Transimpédance

Formule

Description

Un amplificateur de transimpédance (TIA) convertit le courant d'une photodiode ou d'un capteur en tension à l'aide d'une résistance de contre-réaction Rf. Le condensateur de contre-réaction Cf est nécessaire à la stabilité, car la capacité de la photodiode et Rf créent un pôle susceptible de provoquer des oscillations. La bande passante à −3 dB du TIA dépend du produit gain-bande passante (GBW) de l'amplificateur opérationnel, de la résistance de contre-réaction et de la capacité de contre-réaction. Un Rf plus élevé donne plus de gain (V = I × Rf) mais réduit la bande passante. C'est le compromis fondamental gain-bande passante dans la conception d'un TIA.

Variables

• f_3dB — Bande passante à −3 dB de l’amplificateur (Hz)
• GBW — Produit gain-bande passante de l’amplificateur opérationnel (Hz)
• Rf — Résistance de contre-réaction de transimpédance (Ω)
• Cf — Condensateur de contre-réaction pour la stabilité (F)

Notes pratiques

Pour une réponse de Butterworth (maximalement plate), réglez Cf = √(Cd/(2π × GBW × Rf)), où Cd est la capacité d'entrée totale (photodiode + parasites). La bande passante résultante est f_3dB = √(GBW/(2π × Rf × Cd)). Applications TIA typiques : récepteurs à fibre optique (Rf = 5-50 kΩ, BP = 100 MHz − 10 GHz), spectroscopie (Rf = 1-100 MΩ, BP = 1-100 kHz), détecteurs de particules (Rf = 100 kΩ − 10 MΩ).