Transimpedanzverstärker

Ein Transimpedanz-Verstärker (TIA) ist ein Strom-Spannungswandler, der verwendet wird, um den Stromausgang verschiedener Sensortypen auf eine proportionale Spannung zu verstärken. Transimpedanz-Verstärker werden mit Sensoren verwendet, die ein lineareres Stromverhalten als das Spannungsverhalten haben.

Transimpedanz-Verstärker werden auch als Strom-Spannungswandler oder I-V-Wandler bezeichnet.

Passiv oder aktiv?

Passive Strom-Spannungswandler verwenden nur passive Bauelemente. Es gibt jedoch Einschränkungen bei diesen Verstärkern, da die Stromquelle und die Ausgangslast ideal für den ordnungsgemäßen Betrieb sein müssen. Der Ausgangslastwiderstand muss nahezu unendlich sein. Der Strom von der Stromquelle muss unabhängig von der Spannung sein, und die Stromquelle muss einen unendlichen Innenwiderstand haben. Da diese Bedingungen praktisch unmöglich zu erreichen sind, werden passive Strom-Spannungswandler selten eingesetzt.
Aktive Strom-Spannungswandler basieren auf aktiven Elementen wie einem bipolaren Sperrschichttransistor (BJT), Feldeffekttransistor (FET) oder einem Operationsverstärker (Opamp). Die häufigste Kombination ist die Verwendung eines Transimpedanz-Verstärkers mit einem Operationsverstärker.

Welche typischen Anwendungen gibt es für den Transimpedanz-Verstärker?

Es gibt eine Vielzahl von möglichen Anwendungen für Transimpedanz-Verstärker aufgrund der Menge der alltäglichen Elektronik, die wir verwenden. Ein Transimpedanz-Verstärker ermöglicht fortschrittlichere Schaltkreise wie Servomechanismen und Luxmeter.

Wie hoch ist die Genauigkeit des Transimpedanz-Verstärkers?

Die Genauigkeit kann von vielen Aspekten des Signals abhängen, beispielsweise von seinem Zustand, seiner Hysterese oder Linearität. Außerdem haben die Betriebstemperatur und die Umgebungsbedingungen einen Einfluss auf die Genauigkeit. Dies kann durch den Einsatz von zusätzlichen Stromkreis-integrierten Elementen wie z. B. Rauschfiltern verbessert werden.