25
2.8. Rangkaian Transimpedansi Amplifier
Rangkaian Transimpedansi Amplifier merupakan jenis rangkaian yang mampu mengubah energi cahaya ke dalam bentuk tegangan elektrik. Pada
rangkaian ini, fotodioda digunakan untuk menangkap energi cahaya dan mengubahnya ke dalam arus yang lemah. Arus tersebut bersifat proporsional
dengan tingkat pencahayaan dari sumber cahaya. Kemudian sebuah preamplifier akan mengubah arus dari fotodioda ke dalam bentuk tegangan.
Dalam penggunaannya, sebuah rangkaian Transimpedansi Amplifier dapat dibedakan menjadi dua mode, yaitu mode photovoltaic dan mode
fotokonduktif. Fotodioda yang dikonfigurasikan ke dalam mode photovoltaic
memiliki tegangan bias nol tidak disambungkan dengan sumber tegangan. Dalam mode ini, respon cahaya terhadap arus dimaksimalkan untuk
sensitivitas cahaya dan linearitas, sehingga cocok untuk aplikasi sensor yang mana lebih mengutamakan tingkat keperesisian. Sedangkan untuk fotodioda
yang dikonfigrasikan ke dalam mode fotokonduktif memiliki tegangan bias balik. Dalam mode ini, fotodioda dioptimalkan untuk respon yang cepat
terhadap sumber cahaya. Aplikasi tersebut sangat ideal jika digunakan dalam saluran komunikasi digital [20].
26
Perbedaan kedua mode rangkaian dapa dilihat pada gambar berikut:
a b
Gambar 2.16 Skema rangkaian transimpedansi amplifier a mode photovoltaic b mode fotokonduktif. [20]
Pada gambar 2.16 a dapat dilihat bahwa fotodioda dikonfigurasikan pada mode photovoltaic. Pada rangkaian tersebut, ketika cahaya menyinari
fotodioda, hal ini menyebabkan arus dioda mengalir dari katoda ke anoda. Karena impedansi masukan dari inverting input opamp sangat tinggi, arus
yang dihasilkan oleh fotodioda akan mengalir melalui resistor feedback R
F
. Sehingga didapat fungsi pengkonversi dari arus-ke-tegangan yaitu sebesar
[20]:
+,
=
-.
6
27
2.9. Rangkaian Fotokonduktif
Rangkaian fotokonduktif merupakan rangkaian yang bisa digunakan pula untuk mengamati dan mengolah besaran optik menjadi besaran elektrik.
Umumnya pada rangkaian ini fotodioda dipasang secara reverse bias dan disambungkan pada sumber tegangan pada katodanya. Pada mode reverse
bias ini, arus bocor yang terjadi antara P-N junction sangatlah kecil. Arus bocor ini bisa diperbesar apabila P-N junction diberikan energi panas. Energi
panas ini bisa saja didapat dari cahaya yang masuk dalam fotodioda. Dengan demikian, rangkaian fotokonduktif akan menghasilkan arus bila fotodioda
yang dipasang mendapat sinar masukan.
Gambar 2.17 Skema rangkaian fotokonduktif [22] Pada rangkaian di atas, arus bocor yang dihasilkan fotodioda bisa
diamati sebagai tegangan dengan meletakan resistor R
L
R
Load
antara anoda fotodioda dengan ground. Tegangan keluaran dari rangkaian berdasarkan
refrensi nomor [22] dapat dirumuskan sebagai:
28
4 = × ℜ ×
7
7 Di mana P adalah daya optik dari sinar laser dan ℜ adalah
responsitivitas dari fotodioda.
2.10. Power Meter
Kategori