Transimpedance amplifier
மின்னணுவியலில், டிரான்ஸிம்பிடன்ஸ் பெருக்கி (டிஐஏ) என்பது மின்னோட்டத்திலிருந்து மின்னழுத்த மாற்றியாகும், இது ஒன்று அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட செயல்பாட்டு பெருக்கிகளுடன் பிரத்தியேகமாக செயல்படுத்தப்படுகிறது. கெய்கர்-முல்லர் குழாய்கள், ஃபோட்டோ மல்டிபிளையர் குழாய்கள், ஆக்ஸிலரோமீட்டர்கள், ஃபோட்டோ டிடெக்டர்கள் மற்றும் பிற வகையான சென்சார்களின் தற்போதைய வெளியீட்டைப் பயன்படுத்தக்கூடிய மின்னழுத்தத்திற்கு அதிகரிக்க டிஐஏ பயன்படுத்தப்படலாம். மின்னோட்டத்திலிருந்து மின்னழுத்த மாற்றிகள் மின்னழுத்த பதிலை விட நேரியல் மின்னோட்ட பதிலைக் கொண்ட சென்சார்களுடன் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. ஃபோட்டோடியோட்களின் விஷயத்தில் இது பொருந்தும், அங்கு தற்போதைய பதில் பரந்த அளவிலான ஒளி உள்ளீட்டில் 1 சதவீதத்திற்கும் அதிகமான நேரியல் அல்லாத தன்மையைக் கொண்டிருப்பது வழக்கத்திற்கு மாறானது அல்ல. டிரான்ஸிம்பிடன்ஸ் பெருக்கி ஃபோட்டோடியோடுக்கு குறைந்த மின்மறுப்பை வழங்குகிறது மற்றும் செயல்பாட்டு பெருக்கியின் வெளியீட்டு மின்னழுத்தத்திலிருந்து அதை தனிமைப்படுத்துகிறது. அதன் எளிமையான வடிவத்தில் ஒரு டிரான்ஸிம்பிடன்ஸ் பெருக்கி ஒரு பெரிய மதிப்புள்ள பின்னூட்ட மின்தடையைக் கொண்டுள்ளது, Rf. பெருக்கியின் ஆதாயம் இந்த மின்தடையத்தால் அமைக்கப்படுகிறது, மேலும் பெருக்கி ஒரு தலைகீழ் உள்ளமைவில் இருப்பதால்,-Rf மதிப்பைக் கொண்டுள்ளது. டிரான்ஸிம்பிடன்ஸ் பெருக்கிகளின் பல்வேறு உள்ளமைவுகள் உள்ளன, ஒவ்வொன்றும் ஒரு குறிப்பிட்ட பயன்பாட்டிற்கு பொருத்தமானது. அவை அனைத்திற்கும் பொதுவான ஒரு காரணி ஒரு சென்சாரின் குறைந்த அளவிலான மின்னோட்டத்தை மின்னழுத்தமாக மாற்ற வேண்டிய அவசியம். ஆதாயம், அலைவரிசை, அதே போல் மின்னோட்டம் மற்றும் மின்னழுத்த ஆஃப்செட்டுகள் பல்வேறு வகையான சென்சார்களுடன் மாறுகின்றன, இதற்கு டிரான்ஸிம்பிடன்ஸ் பெருக்கிகளின் வெவ்வேறு உள்ளமைவுகள் தேவைப்படுகின்றன. டிசி செயல்பாடு படம் 1 இல் காட்டப்பட்டுள்ள சுற்றுவட்டத்தில் ஃபோட்டோடியோட் (மின்னோட்ட ஆதாரமாக காட்டப்பட்டுள்ளது) ஆப்-ஆம்பின் தரை மற்றும் தலைகீழ் உள்ளீட்டிற்கு இடையில் இணைக்கப்பட்டுள்ளது. ஆப்-ஆம்பின் மற்ற உள்ளீடும் தரையுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது. இது ஃபோட்டோடியோடுக்கு குறைந்த மின்மறுப்பு சுமையை வழங்குகிறது, இது ஃபோட்டோடியோட் மின்னழுத்தத்தை குறைவாக வைத்திருக்கிறது. ஒளிமின்னழுத்தம் ஒளிமின்னழுத்த முறையில் வெளிப்புற சார்பு இல்லாமல் செயல்படுகிறது. ஆப்-ஆம்பின் அதிக ஆதாயம் ஃபோட்டோடியோட் மின்னோட்டத்தை ஆர்எஃப் வழியாக பின்னூட்ட மின்னோட்டத்திற்கு சமமாக வைத்திருக்கிறது. இந்த சுய-சார்பு ஒளிமின்னழுத்த முறையில் ஒளிமின்னழுத்தம் காரணமாக உள்ளீட்டு ஆஃப்செட் மின்னழுத்தம் மிகவும் குறைவாக உள்ளது. இது பெரிய வெளியீடு ஆஃப்செட் மின்னழுத்தம் இல்லாமல் ஒரு பெரிய ஆதாயத்தை அனுமதிக்கிறது. இந்த உள்ளமைவு ஃபோட்டோடியோட்களுடன் பயன்படுத்தப்படுகிறது, அவை குறைந்த ஒளி அளவுகளுடன் ஒளிரும் மற்றும் நிறைய ஆதாயம் தேவைப்படுகின்றன. ஒரு டிரான்ஸிம்பிடன்ஸ் பெருக்கியின் டிசி மற்றும் குறைந்த அதிர்வெண் ஆதாயம் சமன்பாட்டால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது, எனவே ஆதாயம் பெரியதாக இருந்தால், ஆப்-ஆம்பின் தலைகீழ் அல்லாத உள்ளீட்டில் உள்ள எந்த உள்ளீட்டு ஆஃப்செட் மின்னழுத்தமும் ஒரு வெளியீட்டு டிசி ஆஃப்செட்டை ஏற்படுத்தும். ஆப்-ஆம்பின் தலைகீழ் முனையத்தில் உள்ளீட்டு சார்பு மின்னோட்டம் இதேபோல் வெளியீட்டு ஈடுசெய்யும் விளைவை ஏற்படுத்தும். இந்த விளைவுகளைக் குறைக்க, டிரான்ஸிம்பிடன்ஸ் பெருக்கிகள் பொதுவாக ஃபீல்ட்-எஃபெக்ட் டிரான்சிஸ்டர் (FET) உள்ளீட்டு ஆப்-ஆம்ப்களுடன் வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன, அவை மிகக் குறைந்த உள்ளீட்டு ஆஃப்செட் மின்னழுத்தங்களைக் கொண்டுள்ளன. படம் 2 இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, ஒளிச்சேர்க்கை முறையில் செயல்படும் ஃபோட்டோடியோடுடன் ஒரு தலைகீழ் டி. ஐ. ஏ பயன்படுத்தப்படலாம். ஃபோட்டோடியோடின் கேத்தோடில் ஒரு நேர்மறை மின்னழுத்தம் ஒரு தலைகீழ் சார்பைப் பயன்படுத்துகிறது. இந்த தலைகீழ் சார்பு குறைப்பு பகுதியின் அகலத்தை அதிகரிக்கிறது மற்றும் சந்திப்பு கொள்ளளவைக் குறைக்கிறது, அதிக அதிர்வெண் செயல்திறனை மேம்படுத்துகிறது. அதிக அலைவரிசை தேவைப்படும் இடங்களில் டிரான்ஸிம்பிடன்ஸ் ஃபோட்டோடயோட் பெருக்கியின் ஃபோட்டோகண்டக்டிவ் உள்ளமைவு பயன்படுத்தப்படுகிறது. நிலைத்தன்மையை மேம்படுத்த பொதுவாக பின்னூட்ட மின்தேக்கி Cf தேவைப்படுகிறது. அலைவரிசை அகலம் மற்றும் நிலைத்தன்மை ஒரு இடைநிலை பெருக்கியின் அதிர்வெண் பதில் பின்னூட்ட மின்தடையத்தால் நிர்ணயிக்கப்பட்ட ஆதாயத்திற்கு நேர்மாறான விகிதாசாரமாகும். டிரான்ஸிம்பிடன்ஸ் பெருக்கிகள் பயன்படுத்தப்படும் சென்சார்கள் பொதுவாக ஒரு ஆப்-ஆம்பியர் கையாளக்கூடியதை விட அதிக கொள்ளளவைக் கொண்டுள்ளன. சென்சாரை மின்னோட்ட ஆதாரமாகவும், மின்தேக்கி சிஐ ஆகவும் வடிவமைக்க முடியும். ஆப்-ஆம்பின் உள்ளீட்டு முனையங்களில் உள்ள இந்த கொள்ளளவு, இதில் ஆப்-ஆம்பின் உள் கொள்ளளவு அடங்கும், பின்னூட்டப் பாதையில் குறைந்த-பாஸ் வடிப்பானை அறிமுகப்படுத்துகிறது. இந்த வடிப்பானின் குறைந்த-பாஸ் பதிலை பின்னூட்டக் காரணியாக வகைப்படுத்தலாம்ஃ இந்த குறைந்த-பாஸ் வடிகட்டி பதிலின் விளைவைக் கருத்தில் கொள்ளும்போது, சுற்றுவட்டத்தின் மறுமொழி சமன்பாடு பின்வருமாறு மாறுகிறதுஃ ஆப்-ஆம்பின் திறந்த-லூப் ஆதாயம் எங்கே. குறைந்த அதிர்வெண்களில் பின்னூட்டக் காரணி β பெருக்கி பதிலில் சிறிய விளைவை ஏற்படுத்துகிறது. பெருக்கி பதில் இலட்சியத்திற்கு நெருக்கமாக இருக்கும்ஃ வளைய ஆதாயம் இருக்கும் வரைஃ ஒற்றுமையை விட மிகப் பெரியது. இழப்பீடு இல்லாத ஒரு டிரான்ஸிம்பிடன்ஸ் பெருக்கியின் போட் பிளாட்டில், உச்சத்துடன் தட்டையான வளைவு, I-to-V ஆதாயம் என்று பெயரிடப்பட்டுள்ளது, இது டிரான்ஸிம்பிடன்ஸ் பெருக்கியின் அதிர்வெண் பதில் ஆகும். ஆதாய வளைவின் உச்சநிலை ஈடுசெய்யப்படாத அல்லது மோசமாக ஈடுசெய்யப்பட்ட டிரான்ஸிம்பிடன்ஸ் பெருக்கிகளுக்கு பொதுவானது. ஏ. ஓ. எல் என்று பெயரிடப்பட்ட வளைவு பெருக்கியின் திறந்த-சுழல் பதில் ஆகும். பின்னூட்டக் காரணி, ஒரு பரஸ்பரமாக திட்டமிடப்பட்டுள்ளது, 1/β என பெயரிடப்பட்டுள்ளது. படத்தில். 4 1/β வளைவு மற்றும் AOL ஆகியவை அதிர்வெண் அச்சுடன் ஒரு ஐசோசிலஸ் முக்கோணத்தை உருவாக்குகின்றன. இரண்டு பக்கங்களும் சமமான ஆனால் எதிர் சரிவுகளைக் கொண்டுள்ளன, ஏனெனில் ஒன்று முதல் வரிசை துருவத்தின் விளைவாகும், மற்றொன்று முதல் வரிசை பூஜ்ஜியத்தின் விளைவாகும். ஒவ்வொரு சாய்வும் 20 டி. பி/தசாப்த அளவைக் கொண்டுள்ளது, இது 90 டிகிரி கட்ட மாற்றத்துடன் தொடர்புடையது. பெருக்கியின் 180 டிகிரி கட்ட தலைகீழ் இதனுடன் சேர்க்கப்படும்போது, இதன் விளைவாக ஃபை இடைமறிப்பில் ஒரு முழு 360 டிகிரி ஆகும், இது கோடு செங்குத்து கோட்டால் குறிக்கப்படுகிறது. அந்த இடைமறிப்பில், AOLβ = 1 இன் வளைய ஆதாயத்திற்கு 1/β = AOL. 360 டிகிரி கட்ட மாற்றம் அல்லது நேர்மறையான பின்னூட்டம் மற்றும் ஒற்றுமை ஆதாயம் காரணமாக அதிர்வெண் ஃபை இல் அலைவு ஏற்படும். இந்த விளைவுகளைத் தணிக்க, டிரான்ஸிம்பிடன்ஸ் பெருக்கிகளின் வடிவமைப்பாளர்கள் பின்னூட்ட மின்தடையத்துடன் இணையாக ஒரு சிறிய மதிப்புள்ள ஈடுசெய்யும் மின்தேக்கியை (மேலே உள்ள படத்தில் Cf) சேர்க்கின்றனர். இந்த பின்னூட்ட மின்தேக்கியைக் கருத்தில் கொள்ளும்போது, ஈடுசெய்யப்பட்ட பின்னூட்டக் காரணி ஆகிறது பின்னூட்ட மின்தேக்கி பூஜ்ஜியத்தை உருவாக்குகிறது, அல்லது மறுமொழி வளைவில் விலகல், அதிர்வெண்ணில் இது Ci ஆல் உற்பத்தி செய்யப்படும் துருவத்தை அதிர்வெண்ணில் எதிர்க்கிறது பின்னூட்டப் பாதையில் இழப்பீடு மின்தேக்கியைக் கொண்ட ஒரு டிரான்ஸிம்பிடன்ஸ் பெருக்கியின் போட் பிளாட் படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளது. 5, ஒரு பரஸ்பரமாக திட்டமிடப்பட்ட ஈடுசெய்யப்பட்ட பின்னூட்டக் காரணி, 1/β, ஃபைக்கு முன் உருண்டு செல்லத் தொடங்குகிறது, இது இடைமறிப்பில் சாய்வைக் குறைக்கிறது. வளைய ஆதாயம் இன்னும் ஒற்றுமை, ஆனால் மொத்த கட்ட மாற்றம் ஒரு முழு 360° அல்ல. அலைவுக்கான தேவைகளில் ஒன்று இழப்பீட்டு மின்தேக்கியைச் சேர்ப்பதன் மூலம் அகற்றப்படுகிறது, எனவே சுற்று ஸ்திரத்தன்மையைக் கொண்டுள்ளது. இது ஆதாய உச்சநிலையையும் குறைக்கிறது, இது ஒரு தட்டையான ஒட்டுமொத்த பதிலை உருவாக்குகிறது. இழப்பீட்டு மின்தேக்கியின் மதிப்பைக் கணக்கிட பல முறைகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. மிகப் பெரிய மதிப்பைக் கொண்ட ஒரு இழப்பீட்டு மின்தேக்கி பெருக்கியின் அலைவரிசையைக் குறைக்கும். மின்தேக்கி மிகவும் சிறியதாக இருந்தால், அலைவு ஏற்படலாம். கட்ட இழப்பீட்டின் இந்த முறையின் ஒரு சிரமம் மின்தேக்கியின் விளைவாக வரும் சிறிய மதிப்பு, மேலும் மதிப்பை மேம்படுத்துவதற்கு பெரும்பாலும் தேவைப்படும் மறு செய்கை முறை. அனைத்து நிகழ்வுகளுக்கும் வேலை செய்யும் மின்தேக்கி மதிப்பைக் கணக்கிடுவதற்கான வெளிப்படையான சூத்திரம் எதுவும் இல்லை. ஒட்டுண்ணி கொள்ளளவு விளைவுகளுக்கு எளிதில் பாதிக்கப்படாத பெரிய மதிப்புள்ள மின்தேக்கியைப் பயன்படுத்தும் இழப்பீட்டு முறையும் பயன்படுத்தப்படலாம். சத்தம் பரிசீலனைகள் பெரும்பாலான நடைமுறை சந்தர்ப்பங்களில், ஒரு டிரான்ஸிம்பிடன்ஸ் பெருக்கியில் சத்தத்தின் மேலாதிக்க ஆதாரம் பின்னூட்ட மின்தடையாகும். வெளியீடு-குறிப்பிடப்பட்ட மின்னழுத்த சத்தம் நேரடியாக பின்னூட்ட எதிர்ப்பின் மீது மின்னழுத்த சத்தம் ஆகும். இந்த ஜான்சன்-நிக்விஸ்ட் சத்தம் ஒரு ஆர்எம்எஸ் வீச்சைக் கொண்டுள்ளது வெளியீட்டு சத்தம் மின்னழுத்தம் விகிதாசாரமாக அதிகரித்தாலும், டிரான்ஸ்மிடென்ஸ் நேரியல் ரீதியாக அதிகரிக்கிறது, இதன் விளைவாக உள்ளீடு-குறிப்பிடப்பட்ட சத்தம் மின்னோட்டம் ஒரு நல்ல சத்தம் செயல்திறனுக்காக, அதிக பின்னூட்ட எதிர்ப்பைப் பயன்படுத்த வேண்டும். இருப்பினும், ஒரு பெரிய பின்னூட்ட எதிர்ப்பு வெளியீட்டு மின்னழுத்த ஊசலாட்டத்தை அதிகரிக்கிறது, இதன் விளைவாக செயல்பாட்டு பெருக்கியிலிருந்து அதிக ஆதாயம் தேவைப்படுகிறது, இது அதிக ஆதாய-அலைவரிசை தயாரிப்புடன் கூடிய செயல்பாட்டு பெருக்கியைக் கோருகிறது. பின்னூட்ட எதிர்ப்பும் எனவே உணர்திறனும் டிரான்ஸிம்பிடன்ஸ் பெருக்கியின் தேவையான இயக்க அதிர்வெண்ணால் வரையறுக்கப்படுகின்றன. ஆப்-ஆம்புடன் TIA க்கான வழித்தோன்றல் பின்னூட்ட மின்தடையின் சத்தம் மின்னோட்டம் சமம். பெருக்கி வைத்திருக்கும் எதிர்மறை உள்ளீட்டில் மெய்நிகர் தரையில் இருப்பதால். எனவே நாம் ரூட் சராசரி சதுர (ஆர். எம். எஸ்) இரைச்சல் வெளியீட்டு மின்னழுத்தத்தைப் பெறுகிறோம். ஒரு உயர் பின்னூட்ட மின்தடை விரும்பத்தக்கது, ஏனெனில் பெருக்கியின் இடமாற்றமானது எதிர்ப்புடன் நேர்கோட்டில் வளரும், ஆனால் வெளியீட்டு சத்தம் பின்னூட்ட எதிர்ப்பின் சதுர மூலத்துடன் மட்டுமே வளரும். தனித்துவமான டிஐஏ வடிவமைப்பு ஆதாய உறுப்புக்கான புல விளைவு டிரான்சிஸ்டரைப் பயன்படுத்தி தனித்துவமான கூறுகளுடன் ஒரு டிரான்ஸிம்பிடன்ஸ் பெருக்கியையும் உருவாக்க முடியும். மிகக் குறைந்த சத்தம் தேவைப்படும் இடத்தில் இது செய்யப்பட்டுள்ளது. பின் டையோடு ஒளியியல் தொடர்பாடல் ஆதாரங்கள் குறிப்புகள் அனலாக் சுற்றுகள் மின்னணு பெருக்கிகளையும் பார்க்கவும்