Largura de Banda do Amplificador de Transimpedância

Fórmula

Descrição

Um amplificador de transimpedância (TIA) converte a corrente de um fotodíodo ou sensor em tensão usando uma resistência de realimentação Rf. O condensador de realimentação Cf é necessário para a estabilidade, porque a capacitância do fotodíodo e Rf criam um polo que pode causar oscilação. A largura de banda a −3 dB do TIA depende do produto ganho-largura de banda (GBW) do amp-op, da resistência de realimentação e da capacitância de realimentação. Um Rf mais elevado dá mais ganho (V = I × Rf), mas reduz a largura de banda. Este é o compromisso fundamental ganho-largura de banda no projeto de TIA.

Variáveis

• f_3dB — Largura de banda a −3 dB do amplificador (Hz)
• GBW — Largura de banda de ganho unitário do amp-op (Hz)
• Rf — Resistência de realimentação de transimpedância (Ω)
• Cf — Condensador de realimentação para estabilidade (F)

Notas Práticas

Para uma resposta de Butterworth (máxima planura), defina Cf = √(Cd/(2π × GBW × Rf)), onde Cd é a capacitância de entrada total (fotodíodo + parasita). A largura de banda resultante é f_3dB = √(GBW/(2π × Rf × Cd)). Aplicações típicas de TIA: recetores de fibra ótica (Rf = 5-50 kΩ, BW = 100 MHz − 10 GHz), espetroscopia (Rf = 1-100 MΩ, BW = 1-100 kHz), detetores de partículas (Rf = 100 kΩ − 10 MΩ).