Optoelektroniczny przetwornik E/U operujący w 77K

W pracy przedstawiono wyniki badań zachowania fotodiody BPW34S w temperaturze z zakresu od 77 K do 300 K Przedstawiono zmiany wybranych parametrów wzmacniaczy operacyjnych BiFET w niskiej temperaturze. Zaproponowano rozwiązanie kriogenicznego przetwornika E/U (natężenie oświetlenia/napięcie) pracującego w temperaturze z zakresu od 77 K do 300 K, z użyciem fotodiody BPW34S i wzmacniacza TL081 wykonanego w technologii BiFET. Porównano wyniki badań temperaturowych kriogenicznego przetwornika E/U z wynikami badań nad pracą scalonego czujnika optoelektronicznego OPT101 w temperaturach z zakresu od 77 K do 300 K. Pokazano pracę skonstruowanego przetwornika E/U mogącego operować w 77 K.

The paper presents the results of performance tests of a BPW34S photodiode in the temperature range from 77 K to 300 K (Fig. 2). Also the results of tests of a BiFET operational amplifier are presented: the open loop gain and gain bandwidth of TL081 in the temperature range from 77 K to 300 K (Fig. 4). There is introduced a cryogenic light to voltage converter operating within the above mentioned temperature range. (Fig. 5). In the cryogenic light to voltage converter there are used the BPW34S photodiode and TL081 BiFET operational amplifier. The stand for testing characteristics of electric parameters of electronic elements in low temperatures is shown in the block diagram (Fig. 7) and the photo (Fig. 9). It was proved that the cryogenic light to voltage converter could operate in temperature range 77 K to 300 K with a relative error less than 6% (Tab. 1) (Fig. 8). Finally, the results of low temperature tests of the designed converter with the results of tests of the optoelectronic sensor OPT101 are compared (Fig. 10, 11). There is also presented the spectral sensitivity of the tested light sensors (Fig. 12). The presented solutions can be used in devices working in temperature of 77 K in e.g. high-temperature superconductivity equipment.