Stap 2: De fundamentele transimpedantie-versterker
Lay-out
Vervolgens zullen we analyseren wat de oorzaken van de circuit wet Iphoto = Vphoto * R. In de bovenstaande foto zien we de fotodiode aan de linkerkant aan de negatieve kant op grond en aan de positieve kant aan op de ingang van de inverting/(-) van de opamp aangesloten. We zien ook een draad die de uitgang van de opamp verbinden met haar inbreng van (-), met een weerstand van waarde Rf in serie. Dus, ongeacht welke onderdelen zijn gekoppeld aan de opamp, it's gonna de uitgangsspanning zo ingesteld dat de input (-) op de dezelfde spanning als het (+) invoer. Als het (+) input is aangesloten op de grond, de spanning aan de (-) ook gelijk moet zijn aan 0V. Dergelijke een plek in onze schakeling die een elektrische potentiaal van 0V heeft heet een "virtueel grond."
Circuit wet
Om te zoeken naar een circuit wet, zullen we moeten om bij te houden waar het gaat om de huidige. Zoals besproken, is de geïnduceerde photocurrent gericht zodat het wordt verplaatst van de negatieve kant van de terminal naar de positieve einde. Verhuizen langs naar de kruising van de inverterende ingang, wordt het duidelijk dat als, volgens gouden regel #1, de opamp trekt en biedt geen stroom, de huidige alles moet doorlopen van de draad met de weerstand. Maar deze weerstand volgt de wet van Ohm, V = IR, en dus zou er een spanningsval over de weerstand gelijk aan Vdrop = Iphoto * Rf. Deze spanningsval vereist om dit verschil in de punten naar rechts en links van de weerstand. Aangezien de (-) moet blijven van een virtueel grond (bij 0V), zou de opamp de spanning bij haar vermogen om het bereiken van deze spanningsval te kunnen instellen. Afhankelijk van de richting van de stroom, zou de uitgangsspanning hebben het tegengestelde teken zodat deze spanningsval optreden. Dus ons circuit recht ontstaat: Vout =(-Iphoto) * Rf. Deze wet bevat in het bijzonder hoe de "winst" van onze schakeling wordt gegeven door de gekozen waarde van onze weerstand Rf. rekening mee dat het wijzigen van de afdrukstand van de fotodiode het teken van de uitgangsspanning omgekeerde zal.
