反転増幅器の帰還抵抗について

質問

現在、フォトダイオードにより発生した出力を反転増幅器で増幅させようとしています。

回路的には、Vo=-(R2/R1)ViのR1にあたるところにフォトダイオードを使用していて、
R2と並列でバイパスコンデンサを使用しています。

今、R2で使用している抵抗は100kΩなのですが、フォトダイオードに照射される光が非常に弱い光のため、
うまく増幅させることができません。

ここで質問なのですが、反転増幅器の帰還抵抗R2は
どこまで大きい抵抗を使うことができるか教えてもらいたいです。

ちなみに使用しているオペアンプはLM358Nです。

回答の方お待ちしています！！

回答No.1

anachrockt · ベストアンサー

その回路は，トランス・インピーダンス・アンプと言って，注意事項はここにあります．
http://focus.tij.co.jp/jp/lit/an/jaja098/jaja098.pdf

R2をどこまで大きくできるかは，規格表の'Input Bias Current'（入力バイアス電流）IBから計算します．
LM358Nの場合は，規格表の'Input Bias Current'は，全温度範囲（0～70℃）で-500nA最大です．
http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/LM358-D.PDF
出力誤差Voerrは，
Voerr=IB×R2
から，
|-500nA×100kΩ|=0.05V
と大きくなります．
TIの資料で推奨されていたOPA656では，±1800pA（0～70℃）です．
http://focus.tij.co.jp/jp/lit/ds/symlink/opa656.pdf
出力誤差は，
|±1800pA×100kΩ|=0.00018V
と小さくなります．
R2を大きくするときは，IBの小さいオペアンプを選ばないと出力電圧誤差が大きくなります．
実験用なら，IBの小さいCMOSオペアンプを使用すると，基板の絶縁抵抗によるリーク電流がIBより大きくなるから，R2を空中配線してリーク電流を防止すれば，GΩ以上の抵抗が使用できます（1GΩ=1000MΩ）．
ここの9ページ「FIGURE 10. 空中結線」を参照してください．
http://www.national.com/JPN/ds/LM/LMC662.pdf

お礼

質問して短時間しかたってないにも関わらず
非常に丁寧な回答ありがとうございます！！

空中配線やOPA656への変更など検討してみます！

随所にpdfファイルをはってくれたりと
ホントに丁寧な回答ありがとうございました！！