La figure 1 ci-contre montre les connections de base exigées pour actionner l'OPT301. Les applications avec des alimentations de grandes impédances peuvent nécéssiter la présence de condensateurs de découplage situés près des deux pattes d'alimentations.
Fonctionnement
En absence de lumière, la tension de sortie est de 0 volt et
augmente avec l'augmentation de l'illumination.
Le courant de sortie Id est proportionnel à la puissance radiante
ou au flux tombant sur la photodiode. Le courant ou la tension de sortie
est donnée dans la courbe "Reponse spectrale normalisée".
La tension de sortie est donnée grace au produit du courant par
la résistance interne de rétoaction (Id.Rf). La résistance
interne de rétroaction est de 1MW±2%. A l'aide de cette
résistance, la reponse spectrale est d'environ 0,4V/mW à
la longueur d'onde 650nm qui correspond au rouge évident.
Pour obtenir une autre tension à cette longueur d'onde, on peut
placer une résistance externe. Pour des valeurs de résistance
inférieure à 1MW, il faut placer un condensateur externe
(Cext) en parralèle avec la résistance (voir figure 2).
Positionnement de la source lumineuse
Le fonctionnement de l'OPT301 est testé a 100% pour une illumination
totale de la photodiode y compris l'ampli-op. Bien que tout les amplificateurs
de courant soient sensibles à la lumière, les circuits de
l'ampli-op de l'OPT301 sont concus pour réduire au maximum cet
effet (Les jonctions sensitive sont protégées avec du métal).En
outre, le secteur de la photodiode est trés grand par rapport au
circuit de l'ampli-op, rendant ces effets négligeables.Si votre
source de lumière est focalisée pour un petit secteur, soyez
sur qu' elle arrivera sur la photodiode. Si une source de lumière
étroitement focalisée devait manquer le secteur de la photodiode
et tomber sur les circuits ampli-op,l'OPT301 ne fonctionnerait pas correctement.
Le grand secteur de la photodiode (2.29 x 2.29 mm) permet le positionnement
facile des sources de lumière étroitement focalisées.
Le secteur de la photodiode est facilement visible (il apparait très
foncée comparée aux circuits actifs environnants.
L'angle d'incidence de la source lumineuse affecte également la
sensibilité de la photodiode. Cet effet est montré dans
la courbe de performance typique "Réponse x Angle incident".
Pour de petits angles, la perte de sensibilité est simplement due
à la faible quantité de lumière recue par le secteur
de la photodiode (proportionnelle au cosinus de l'angle).Avec un angle
incident grand, la lumière est reflétée et éparpillée
par les côtés du boitier.Les erreurs
foncées
Le courant d'erreur foncées d'une
photodiode est le courant circulant dans la photodiode lorsque celle-ci
n'est pas illuminée.L'idéal serait que dans cette situation
le courant soit nul, ainsi que la tension de sortie de l'OPT301. L'OPT301
de manière générale
présente des erreurs foncées basses: 2mV. La source d'erreur
dominante est la tension de compensation d'entrée de l'ampli-op.
Le courant d'erreurs foncées et le courant de polarisation d'entrée
doublent pour chaque 10°C au-dessus de 25°C. A 70°C le courant
d'erreur peut être approximativement de 100pA. Ceci produirait une
tension d'offset de 1mV avec RF = 10MW. L'OPT301 a une performance meilleure
avec une résistance de rétroaction de 100MW ou plus dans
de température ambiante. La tension de sortie foncée (condition
dans que n'y a pas de l'illumination) peut être mise à zéro
avec le circuit supplémentaire montré dans la figure 3.
Quand il est utilisé avec résistance de rétroaction
très grande, une minime perte de courant (courant d'évasion)
dans la plaque de circuit peut dégrader la performance de l'OPT301.
Néanmoins,réaliser avec soin le projet (design) de la plaque
de circuit et utiliser des procédures de montage correctes aideront
à atteindre une bonne performance.
Dynamique de réponse
L'étude de la dynamique de réponse
permet de mettre en évidence deux paramètres importants:
la fréquence de coupure et la largeur de la bande passante.
En utilisant une résistance électrique interne de 1MW, la
dynamique de reponse de la combinaison photodiode/amp op peut être
interprété comme celle d'un simple circuit R/C avec une
fréquence de coupe (-3dB) de 4kHz. Celui-ci produit un temps de
montée de 90ms (10%
à 90%).La réponse dynamique n'est pas limitée par
le "Slew Rate" de l'ampli-op. La reponse pour un petit signal
est la même que pour un grand signal.
La réponse dynamique variera avec la valeur de la résistance
électrique de rétroaction. Cet effet est montré dans
une courbe de performance typique "Capacité de Réponse
de la Tension de Sortie x Fréquence". À travers de
cette courbe nous nous appercevont que nous pouvons augmenter la largeur
de bande de l'OPT301.
Performance de bruit
La performance de bruit de l'OPT301 est déterminée
par les caractéristiques d'amp op conjointement avec les composants
de rétroaction et de la capacité de la photodiode. La courbe
de performance typique "Bruit de la Tension de Sortie x Mesure de
la Largeur de Bande "montre comment le bruit varie avec Rf et avec
la largeur de bande mesurée. Le bruit peut être réduit
en filtrant la sortie avec une fréquence éguale à
la bande passante du signal.
Le bruit de sortie augmente proportionnelement à la racine carrée
de la résistance interne de rétroaction (Rf) alors que le
gain augmente linéairement avec la valeur de cette résistance.
La performance de bruit dans un détecteur photoélectrique
est quelques fois caractérisée par la Puissance Effective
de Bruit ("Noise Effective Power", NEP).
Celle-ci est la puissance radiante qui produirait un signal de sortie
égale au niveau de bruit. La Puissance Effective de Bruit (NEP)
a l'unité de la puissance radiante (watts). La courbe de performance
typique "Pouvoir Accomplit de Bruit x Mesure de la Largeur de Bande"
montre comment la NEP varie avec Rf et avec la mesure de la bande passante.
