前回までにフォトダイオードの出力を電流電圧変換する回路、やや広帯域のものを必要とする場合の例を紹介しました。シミュレーションでは様子は分かったということで回路設計したり、評価をしたりするわけですが、フォトダイオードのような電流源の場合のオペアンプ動作の評価、特に広帯域では結構難しいのではないでしょうか。
そういうジェネレータってありますかね？
あるかも知れませんが、この場を借りてネットワークアナライザが電圧出力しか持っていない場合の簡易評価方法を紹介します。
次の回路図です。
？？？
ただの反転増幅器では？
そうです。そうはそうなんですが、入力抵抗を見て下さい。33KΩ の抵抗を 3 つ直列につないでいます。合計 99KΩ、約 100KΩ ということで、-1/10（-20dB）の反転増幅器ということになります。これはどういう意味かというと、電流電圧変換回路としてのオペアンプの動作は 100 ％ 帰還、つまりゲイン 1 の増幅器としての動作になります。普通に -1 の反転増幅器だと 50% 帰還です。ですので周波数特性をできるだけ実際に近づけようとすると帰還量を 100 % に近づけたいので、入力抵抗を大きくした反転増幅器で代用するわけです。帰還抵抗が 10KΩ に対して、入力抵抗が 100KΩ ですから約 90% 帰還まあいいか、ということです。気になる人はもっと増やせばいいわけです。
では、なぜ 33KΩ を 3 つ？ということですが、実際の抵抗器はそれ自身にインダクタンス成分やらキャパシタンス成分を持っています。ですのでその影響を少なくするべく、3 つつないで高抵抗の替わりにしています。
この方法は二十数年前に会社の先輩から教わった方法ですが、確かに 100KΩ 一本より余計な特性が現れづらかったと思います。
ただその後部品はチップに替わり、抵抗自身の特性や実装の状態も変わってきたでしょうから、本当にこうすべきかどうかは分かりません。
高抵抗一本でやってみて、どうも特性が暴れると思ったらこちらも使ってみて下さい。
そういうジェネレータってありますかね？
あるかも知れませんが、この場を借りてネットワークアナライザが電圧出力しか持っていない場合の簡易評価方法を紹介します。
次の回路図です。
？？？
ただの反転増幅器では？
そうです。そうはそうなんですが、入力抵抗を見て下さい。33KΩ の抵抗を 3 つ直列につないでいます。合計 99KΩ、約 100KΩ ということで、-1/10（-20dB）の反転増幅器ということになります。これはどういう意味かというと、電流電圧変換回路としてのオペアンプの動作は 100 ％ 帰還、つまりゲイン 1 の増幅器としての動作になります。普通に -1 の反転増幅器だと 50% 帰還です。ですので周波数特性をできるだけ実際に近づけようとすると帰還量を 100 % に近づけたいので、入力抵抗を大きくした反転増幅器で代用するわけです。帰還抵抗が 10KΩ に対して、入力抵抗が 100KΩ ですから約 90% 帰還まあいいか、ということです。気になる人はもっと増やせばいいわけです。
では、なぜ 33KΩ を 3 つ？ということですが、実際の抵抗器はそれ自身にインダクタンス成分やらキャパシタンス成分を持っています。ですのでその影響を少なくするべく、3 つつないで高抵抗の替わりにしています。
この方法は二十数年前に会社の先輩から教わった方法ですが、確かに 100KΩ 一本より余計な特性が現れづらかったと思います。
ただその後部品はチップに替わり、抵抗自身の特性や実装の状態も変わってきたでしょうから、本当にこうすべきかどうかは分かりません。
高抵抗一本でやってみて、どうも特性が暴れると思ったらこちらも使ってみて下さい。