DE2749455A1

DE2749455A1 - Photodetektor

Info

Publication number: DE2749455A1
Application number: DE19772749455
Authority: DE
Inventors: Elihu Craig Thomson
Original assignee: Electronics Corp of America
Current assignee: Electronics Corp of America
Priority date: 1976-11-04
Filing date: 1977-11-04
Publication date: 1978-05-11
Also published as: DE2749455C2; FR2370268B1; NL187780B; CA1101941A; NL7712151A; US4110608A; NL187780C; FR2370268A1; BE860507A; GB1587280A

Description

10196 (ECA)

U.S. Serial No: 75,9SO

Piled: November 4, 1976 2 7 4 9 A 5

ELECTRONICS CORPORATION OF AMERICA Cambridge, Massachusetts,V.St.ν.A.

Phot odet ekt or

Es besteht wachsender Bedarf an Photodetektoren, die auf schnell wechselnde Beleuchtung ansprechen, während sie relativ hohe Beträge gleichförmiger oder sich langsam ändernder Beleuchtung ignorieren. Diese Forderung entstand mit der Entwicklung von Leuchtdioden (LED), die anders als Glühlampen auf schnell variierende Ströme hin ihr Ausgangslicht praktisch sofort ändern können, andererseits aber sehr wenig kontinuierliches Licht abzugeben vermögen. Diese Eigenschaften lassen sich, wie bereits geschehen, mit Vorteil in Lichterfassungssystemen ausnutzen, indem man den Leuchtdiodenstrom mit hoher Geschwindigkeit moduliert und die Modulation mit einem empfindlichen Detektor fühlt, der auf gleichförmiges Licht nicht anspricht. Das heißt, man steuert die Leuchtdiode mit starken Stromimpulsen an, die

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jeweils nur kurz dauern und nicht sehr dicht aufeinanderfolgen, so daß der Mittelwert der Leistung niedrig bleibt. In solchen Systemen braucht man einen Photodetektor, der bei sich schnell ändernder Beleuchtung ein hohes Ausgangssignal liefert und eine gleichförmige Beleuchtung so weit wie möglich ignoriert, während er gleichzeitig als zweipoliges Element wirkt, so daß die Verdrahtung mit einer Fühleinrichtung; dieses Typs genauso einfach sein kann wie mit mehr elementaren Fühlern, etwa mit Phototransistoren und Photowiderständen. Gemäß dem Stand der Technik können solche elementaren Fühler dazu verwendet werden, die Beleuchtung in ein entsprechendes elektrisches Analogsignal umzuwandeln, wozu aber die spätere Abtrennung und relative Verstärkung der Modulationskomponente notwendig ist. Eine solche bekannte Anordnung hat Jedoch Nachteile, weil der Verstärker im allgemeinen fern von der Signalquelle liegt und an seinem Eingang alle die auf der Signalzuleitung aufgefangenen Rausch- und Störkomponenten empfängt. Außerdem erscheint das unverstärkte Signal am Fühler gewöhnlich mit hoher Impedanz, so daß Kabelverluste mehr ins Gewicht fallen, was besonders für hohe Modulationsfrequenzen oder den Impulsbetrieb gilt.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines zweipoligen Photodetektors, der hohe Frequenzen, wie sie durch kurz dauernde Impulse gebildet werden, selektiv an der Quelle verstärkt und ein starkes Modulationssignal mit relativ niedriger Impedanz liefert, das ohne wesentlichen Verlust über lange Kabelstrecken an einen von der Fühleinrichtung entfernten Ort übertragen werden kann. Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß eine Photodiode vorgesehen, die auf einen Strom/Spannungs-Umsetzer arbeitet, der mit einem Ausgangsverstärker gekoppelt ist, so daß jede sich schnell ändernde Signalkomponente relativ zum stationären Pegel des Beleuchtungssignals verstärkt wird und den Klemmen der Einrichtung mit relativ niedriger Impedanz zugeführt wird.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine perspektivische Darstellung einer typischen

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körperlichen Anordnung der Erfindung mit dem dazugehörigen Stromkreis;

Fig. 2 ist ein Schaltbild für die Anordnung nach Fig. 1 und zeigt die Einzelheiten des zweipoligen Photodetektors;

Fig. 3 ist ein Schaltbild einer abgewandelten Ausführungsform, die eine kürzere Ansprechzeit als die Anordnung nach Fig. 2 hat;

Fig. 4 zeigt das Schaltbild einer weiteren Ausgestaltun^, die eine zusätzliche selektive Wechselstromverstärkung bringt;

Fig. 5 ist das Schaltbild einer Ausführungsform, die mit Transistoren entgegengesetzten Leitungstyps arbeitet.

Die Fig. 1 zeigt eine typische Anordnung, in der ein Photodetektor 11 verwendet wird. Der Photodetektor 11 ist gewöhnlich in einem geeigneten hermetisch abgedichteten Gehäuse eingeschlossen, das ein transparentes Fenster für den Einlaß der zu erfassenden einfallenden Strahlung aufweist. Wie in Fig. 1 zu erkennen, ist der Detektor 11 ein Zweipolelement, das als einzige Verbindung zu seinem Inneren zwei Zuleitungen 12 aufweist. Solche Elemente werden in einer Vielzahl unterschiedlicher Anordnungen verwendet; die Fig. 1 zeigt als Beispiel eine typische Anwendungsart, bei der das Element 11 in bestimmter Weise bezüglich eines durch die Linse 13 dargestellten optischen Systems angeordnet ist, um Strahlung von aner bestimmten Quelle zu empfangen, die als Leuchtdiode (LED) 14 dargestellt ist. Es sei hier vorausgesetzt, daß die auf die photoempfindliche Einrichtung innerhalb des Elements 11 treffende Lichtenergie moduliert oder impulsförmig ist, so daß sie hochfreguente Komponenten enthält. Dies kann entweder durch Modulation der Lichtquelle 14 oder dadurch erreicht werden, daß der Lichtweg zwischen der Quelle 14 und dem Fhotodetektor 11 unterbrochen wird, etwa durch Durchgang lichtsperrender Materialien oder Objekte zwischen der Quelle 14 und dem Detektor 11. Zur Mo-

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dulation des auf den Detektor 11 fallenden Lichts können auch andere Anordnungen dienen, z.B. Vorrichtungen, die mit reflektiertem Licht zum Lesen eines Strichcodes arbeiten. Solche und ähnliche Einrichtungen gehören alle zum Anwendungsgebiet der Erfindung.

Bei Anwendungen der in Fig. 1 gezeigten Art sind die Klemmen oder Anschlüsse 12 des Photodetektors 11 im allgemeinen über ein Kabel 15 mit einer Last 16 verbunden, wobei die gesamte Einrichtung aus einer Gleichstromquelle 17 gespeist wird. Die von der Quelle 17 erzeugte Gleichspannung liegt dabei in Reihe mit dem Lastväderstand 16 an den beiden Anschlüssen des Photodetektors Wie weiter unten noch erläutert wird, erscheint an den Anschlüssen 12 ein hoher Signalpegel mit niedriger Impedanz, so daß die Länge des Kabels 15 groß sein kann.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform der Erfindung liegt ein Strahlungsfühler wie z.B. eine Photodiode 21 in Sperrrichtung vorgespannt zwischen Basis und Emitter eines Transistors Q,., zwischen dessen Kollektor und Basis ein Rückkopplungswiderstand R^ geschaltet ist. Diese Anordnung bildet einen einfachen Strom/Spannungs-Umsetzer für die Photodiode 21, der mit nur einem Transistor arbeitet. Wenn diese Anordnung in der in Fig. 1 dargestellten Weise in Reihe mit einem Widerstand (z.B. dem Lastwiderstand 16) des Werts R-^ an eine Stromquelle wie die Batterie 17 angeschlossen ist, dann fließt im Transistor Q^ Basisstrom, wenn R-^ kleiner ist als Rj₁. Der Kollektor von Q- führt dann Strom, und seine Spannung fällt ab, bis der durch den Widerstand R„ fließende Strom auf nur denjenigen Wert abgesunken ist, der die Leitfähigkeit des Transistors Q,. zur Aufrechterhaltung dieses Werts einstellt. Normalerweise ist der Transistor Q^ nahezu gesättigt. In diesem Zustand führt eine Beleuchtung der Photodiode 21 dazu, daß sich der darin fließende Photostrom ändert und somit Strom von der Basis des Transistors Q^. weggelenkt wird, so daß die Kollektorspannung von Q- auf einen neuen Wert ansteigt, wobei die Differenz gleich ist dem Strom in der Pl otodiode 16 multipliziert mit dem Widerstandswert von R^. Die Spannung Vq am

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Kollektor von Q₁ ist daher analog dem Strom in der Photodiode 21.

Der restliche Teil der Schaltung enthält einen Emitterwiderstand R, für den Transistor Q. und einen ohmisch/kapazitiven Spannungsteiler, bestehend aus einem zwischen die eine Klemme und ein Ende des Buckkopplungswiderstands R^ geschalteten Widerstand R₁ sowie einem Widerstand R₂ und einem Kondensator C, die parallel zum Transistor Q₁ und seinem Emitterwiderstand R* geschaltet sind. Quer zu den Ausgangsklemmen 12 ist ein Ausgangstransistor Q₂ geschaltet, dessen Basis mit dem Emitter des Transistors Q₁ verbunden ist. Der Ausgangstransistor Q₂ liefert somit Signale an die Klemmen 12 und wird vom Emitter des Transistors Q₁ angesteuert. Seine Verstärkung wird durch den Betrieb des Spannungsteilers R₁, R₂ und C beeinflußt, der eine frequenzselektive Eigenschaft hat, wie es noch erläutert werden wird·

Nachstehend sei die Arbeitsweise der Schaltung nach Fig. 2 beschrieben. Wegen des zwischen Basis und Emitter des Transistors Q₂ liegenden Widerstands IU muß im Transistor Q₁ ein Mindeststrom fließen, um die Basis-Emitter-Lückenspannung des Transistors Q₂ zu überwinden, so daß der Transistor gezwungen ist, mit einem vorbestimmten Wert an Kollektor-Emitter-Stroa zu arbeiten. Die sich aufgrund einer stationären oder gleichförmigen Beleuchtung einstellende Ausgangsspanung Vq ist lediglich eine Wiedergabe des Spannungswerts Yq erhöht um einen kleinen konstanten Zusatzwert, der sich in der weiter unten angeführten Weise ausdrucken läßt. Bei fehlender Beleuchtung veranlaßt der Rückkopplungswiderstand R_f den Transistor Q₁, genug Kollektorstrom zur Erregung der Basis des Transistors Q₂ zu ziehen, worauf der Transistor Q₂ seinerseits Kollektorstrom zieht, bis die Spannung Tq einen Wert bekommt, bei dem sich die Spannung am Widerstand H* selbständig auf einem niedrigen Wert hält· Der Basisstrom im Transistor Q₂ ist viel kleiner als der Strom im Widerstand IU, und die Werte der beiden Widerstände R, und S^ werden kleiner als der Wert des Widerstands R_f dimensioniert· Unter diesen Umständen ist für die Bedingung R₁-R₅ der Spannungsabfall am Widerstand R₁ ein Spiegelbild des Span-

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nvmgsabfalls des Widerstands R, (etwa 0,6 Volt), so daß die " Spannung V'_Q proportional dem Strom in der Photodiode 21 plus einem Festbetrag von 0,6 Volt ist. Dies gilt nur für den Fall, daß im Widerstand Rp kein Strom fließt, d.h. bei stationärer oder sich langsam ändernder Beleuchtung, wenn es keinen Ladestrom am Kondensator C gibt.

Wenn nun die Beleuchtung an der Photodiode 21 plötzlich ansteigt, wird ein gewisses Maß an Basisstrom vom Transistor Q^ weggelenkt, was dazu führt, daß der Transistor Q^ weniger Basisstrom bekommt und seine Kollektorspannung ansteigt. Nun steigt bei einer derartigen raschen Signaländerung die Spannung Vq nur soweit an, wie es der Spannungsteiler R^/Rp erlaubt, weil sich die Spannung am Kondensator C nicht sofort ändern kann. Die Ausgangsspannung Vq steigt an, bis die Spannung Vq ausreicht, den neuen Strombedarf der Photodiode 21 zu befriedigen, wobei Vq aber auf einen Wert gleich Vq multipliziert mit dem Verhältnis (R^+RpVRp beschränkt ist. Auf Frequenzen alao, für die der Kondensator G eine niedrige Impedanz darstellt, wirkt der Transistor Q^ als Verstärker mit einem Verstärkungsfaktor (R,. +R-VRq» während sein Verstärkungsfaktor für niedrige Frequenzen und für Gleichstrom gleich 1 ist.

Da die Transistoren Q^. und Qg einen rückkopplungsgeregelten Verstärker bilden, ist die Ausgangsimpedanz niedrig, d.h. die Größe V¹Q widersteht Jedem Versuch, sie von außen zu ändern. Wenn beispielsweise der Lastwiederstand niedriger gemacht werden würde, dann hätten die Spannungen V'_o und V₀ das Bestreben anzusteigen, was zu einem höheren Basisstrom im Transistor Q. und einem höheren Kollektorstrom im Transistor Qo führen würde. Die Rückkopplung in Verbindung mit der hohen Stromverstärkung der Transistoren Q_x. und Qo bewirkt also, daß die Ausgangs spannung V Ό relativ stabil gegenüber LastStromänderungen ist.

Eine modifizierte Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 3 dargestellt· Bei dieser Ausführungsform ist die Photodiode 21 direkt zwischen Basis und Emitter des Transistors Q,. geschaltet.

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Hierbei muß der Photodiodenstrom durch den Widerstand R' fließen, der deswegen einen niedrigeren Widerstandswert nls der Widerstand R^ in Fig. 2 hat. Der Vorteil dieser Schaltung besteht darin, daß die Ansprechzeit der Photodiode 21 kürzer ist, weil sie keine Gegenkopplung vom Basis-Emitter-Übergang des zweiten Transistors Qp erfährt.

Die Fig. 4 zeigt eine Erweiterung der Verstärkung auf zwei Stufen. Für jede Stufe der Verstärkung ist ein gesonderter ohmisch/kapazitiver Spannungsteiler vorgesehen. Für den Transistor Qp besteht der Spannungsteiler aus den Widerständen R- und R2 und dem Kondensator C., die wie in der Schaltung nach Fig. 2 angeordnet sind. Für den Transistor Q, sind die Widerstände R^ und Rc und der Kondensator C₂ zwischen die Ausgangsklemmen 12 geschaltet, wobei der Widerstand R,- und der Kondensator C₂ parallel zum Transistor Q₂ und seinen Emitterwiderstand Rß liegen. Hiermit wird eine noch höhere Verstärkung unter Beibehaltung der Zweipoligkeit erzielt. Wie zu erkennen ist, vereinigt die Schaltung nach Fig. 4-die Merkmale der beiden in Flp;· ? und 3 dargestellten Schaltungen. Für Gleichströme arbeitenι die Transistoren Q^ und Q₂ in derselben Weiso wie im Falle der Fig. 2. Im Ruhezustand werden die von den Transistoren Q^, Q₂ und Von der Photodiode 21 geleiteten Ströme in einen Widerstand R^ und die Basis eines Transistors Q, gelenkt, wenn die Basis-Emitter-Lückenspannung des Transistors Q, überwunden ist. Der Trarisisi;Öi'Qp leitet daher, bis der Spannungsabfall am Widerstand R- auf e'iheri Wert abgesunken ist, der gerade noch ausreicht» den xmι Tfansistbi? Qx zur Aufrechterhaltung seiner Leitfähigkeit erforderlichen Strom zu unterhalten. Die Ausgangsspannung ϊ"₀ der Schaltung nach Fig- ^ ist somit ein Produkt des Stroms in der Photodiode 21 und des Widerstandswerts von R_f plus einem kleinen festen ,^Wr.nnüngsabfall im Widerstand R₃ zur Aufrechterhaltung des Vorstroms in R- und einem weiteren kleinen festen Spannungsabfall in R_g zur Mithilfe bei der Aufrechter haltung des Vorstroms in R_c.

Wenn nun in der Schaltung nach Fig. M- die Beleuchtung der Photodiode 21 plötzlich ansteigt, wird "Basisstrom vom Transistor Q^ weggelenkt, wodurch dann auch die Transistoren Q₂ und Q, weniger

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Basisstrom erhalten. Die Ausgangsspannung V'_Q steigt rasch auf einen Wert an, bei dem die Spannung Vq ausreichend hoch wird, um den gestiegenen Strombedarf zu befriedigen. Wegen der dynamischen Spannungsteilerwirkung der Elemente R,., I?2» R^, Rr wird die Ausgangsspannung V¹'₀ jedoch auf ein wesentliches Vielfaches von V_Q beschränkt. Wenn R^ viel grüßer ist als Rc und wenn R^. viel größer ist als Rp und R₁- (was normalerweise der Fall sei), dann gilt für die Ausgangsspannung näherungsweise die Beziehung

Wechselssignalkomponenten werden also durch zweistufige Verstärkung verstärkt, während der Gleichstromwert der Beleuchtung die Ausgangsspannung nur mit einem Verstärkungsfaktor von 1 ändert. Typische Kennwerte für die Elemente der Schaltung sind in der Fig. 4- eingetragen.

Die Fig. 5 zeigt eine andere Ausführungsform eines ''Lastverstärkers", der durch den die Grundlage bildenden Strom/Spannungs-Umsetzer angesteuert wird. Diese Ausführungsform unterscheidet sich γόη den vorstehend beschriebenen Anordnungen hauptsächlich darin, daß der Transistor Q¹^ ein pnp-Transistor ist, der vom Kollektor npn-Transistors Q- angesteuert wird, während bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ein npn-Transistor vom Emitter des Transistors Q,, angesteuert wurde. Ein eingefügter 1OOK-Widerstand Rn hat den Zweck, einen Anfangsstrom (Dunkelstrom) zu ziehen, damit der Kollektor des Transistors Q^ nicht auf einer unerwünscht niedrigen Spannung arbeitet. Ein Nachteil der Schaltung nach Fig. 5 besteht darin, daß der Transistor Q'₂ im wesentlichen ein Emitterfolger ist, d.h. sein Emitter folgt dem Kollektor des Transistors Q^₁ so daß die Kollektor-Emitter-Spannung den gleichen Ausschlag wie die Ausgangsspannung nimmt. In dieser Verbindungsart ist der Einfluß der Kollektor-Basis-Kapazität infolge des Miller-Effekts wesentlich größer,und die Anordnung spricht langsamer an als andere Ausführungsformen.

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Die verschiedenen beschriebenen Schaltungsanordnungen können alle innerhalb des Gehäuses des Photodetektors 11 untergebracht werden, womit sich der Detektor direkt an die Stelle herkömmlicher Photofühler setzen läßt, die nur zwei Anschlüsse aufweisen. Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und erläuterten Ausführungsformen beschränkt, vielmehr sind verschiedene weitere
Abwandlungen und Ausgestaltungen im Rahmen des Erfindungsgedankens möglich.

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Claims

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Patentansprüche

/ 1. Photodetektor mit zwei Anschlüssen, gekennzeichnet durch:

einen Ausgangstransistör (z.B. Q₂ in Pig. 2 und 3), dessen Kollektor-Emitter-Strecke zwischen den beiden Anschlüssen (12) liegt;

einen Spannungsteiler, der zwei Widerstände (R^, R₂) und einen Kondensator (C) enthält, die in Reihe zueinander zwischen die beiden Anschlüsse (12) geschaltet sind;

eine photoempfindliche Einrichtung, die ein auf einfallende Strahlung ansprechendes Element (21) und einen Strom/Spannungs-Umsetzer (Q,,, R^) enthält, um ein der einfallenden Strahlung entsprechendes Apannungssignal zu erzeugen;

eine Schaltungsanordnung, die den Strom/Spannungs-Umsetzer mit dem Spannungsteiler verbindet, um den Ausgangstransistor so anzusteuern, daß die sich zeitlich ändernden Komponenten des vom Ausgangstransistor an eine mit den besagten Anschlüssen verbundene Last (Rj₁) gelieferten Spannungssignals gegenüber dessen Mittelwert verstärkt wird.
2. Photodetektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die photoempfindliche Einrichtung eine auf Strahlung ansprechende Photodiode (21) enthält, die einen der Stärke der einfallenden Strahlung analogen Strom bildet.
3. Photodetektor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Transistor (Q^) vorgesehen ist und daß die Photodiode (21) in Reihe mit einem Rückkopplungswiderstand (R_f) parallel zur Kollektor-Emitter-Strecke des zweiten Transistors liegt und daß die Basis des zweiten Transistors an den Verbindungspunkt zwischen der Photodiode und dem Rückkopplungswiederstand angeschlossen ist.

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4-, Photodetektor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die aus dem zweiten Transistor und aus der Photodiode (21) in Reihe mit dem Rückkopplungswiderstand (R^.) bestehende Parallelschaltung parallel zu der Reihenschaltung des Kondensators (C) mit einem der Widerstände (Rp) ^^es Spannungsteilers (R₁, R₂, C)angeordnet ist.
5. Photodetektor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgangstransistor (Qo) mit seiner Basis an den Emitter des zweiten Transistors (Q₁) angeschlossen ist und daß zwischen den Emittern beider Transistoren ein Widerstand (Rv) angeordnet ist.
6. Photodetektor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die aus der Photodiode (21) und dem Rückkopplungswiderstand (R^) gebildete Reihenschaltung mit ihren Enden direkt an die .hnden der Kollektor-Emitter-Strecke des zweiten Transistors (Q₁) angeschlossen ist (Fig. 3).
7. Photodetektor nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die aus der Photodiode (21) und dem Rückkopplungswiderstand (R^) bestehende Reihenschaltung über den zwischen den Emittern der beiden Transistoren liegenden Widerstand (R^ ) parallel an die Kollektor-Emitter-Strecke des zweiten Transistors (Q₁) angeschlossen ist (Pig. 2 ).
8. Photodetektor nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Spannungsteiler vorgesehen ist, der aus zwei Widerständen (R^, Rc) und einem Kondensator (Cp) besteht, die in Reihe zueinander zwischen die beiden Anschlüsse geschaltet sind; daß ein dritter Transistor (Q₂) vorgesehen ist, dessen Kollektor-Emitter-Strecke über einen Widerstand (Rg) parallel an die Reihenschaltung des besagten Kondensators mit einem der Widerstände des zweiten Spannungsteilers geschaltet ist und daß der zweite Transistor (Q₁) den dritten Transistor (Q₂) ansteuert und der dritte Transistor den Ausgangstransistor (Q^) ansteuert (Pig. 4).

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9. Photodetektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Spannungsquelle (17) und eine leitende Lastimpedanz (Kj₁) in Reihe zueinander an die beiden Anschlüsse (i2) angeschlossen sind.
10. Photodetektor mit zwei Anschlüssen, gekennzeichnet durch:

einen Spannungsteiler, der zwei Wiuerstände (R,., R2) ¹^d einen Kondensator (0) enthält, die λα Reihe zueinander zwischen den beiden Anschlüssen (12) liegen;

eine Photodiode (21) und einen Rückkopplungswiderstand (R_f), die in Reihe zueinander parallel an die aus dem Kondensator und einem der Widerstände (R₂) des Spannungsteilers bestehende Serienschaltung geschaltet sind;

einen Transistor (Q^);

eine Reihenschaltung, welche die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors und einen mit dem Emitter verbundenen Emitterwiderstand (Rx) enthält und parallel zur besagten Serienrienschaltung (Rg, 0) liegt;

eine die Photodiode parallel an die Basis-Emitter-Strecke des Transistors legende Sclialirung;

einen AusgangstransistorÖ^b)» ^des?^en Kollektor-Emitter-Strecke zwischen den beiden Anschlüssen (12) liegt;

eine Schaltung, die den Emitterwiderstand (R,) parallel an die Basis-Emitter-Strecke des Ausgangstransistors legt (Figuren 2 und, 5). -ι; ^r ;?
11. Photodetektor mit einer erhöhten Ansprechempfindlichkeit gegenüber Wechselsignalen, gekennzeichnet durch:

zwei Anschlußklemmen

eine Photodiode (21); „.. ,

einen Strom/Spannungs-Umsetzer, der einen von der Photodiode (21) angeateuerten ersten Transistor (Q₁) enthält; einen Ausgangstransistor (Q2 bzw. Qz), der ein Ausgangssignal an die Anschlußklemmen liefert;

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ORIGINAL INSPECTED

eine Wechselsignal-Entkopplungsschaltung, die den ersten Transistor und den Ausgangstransistor enthält und Wechselsignale von der Photodiode unter Verstärkung auf die Anschlußklemmen gibt, während sie von der Photodiode erzeugte Signale, die sich zeitlich nicht ändern, mit einer Verstärkung von ungefähr gleich 1 auf den Ausgang gibt.
12. Photodetektor mit zwei Anschlußklemmen, gekennzeichnet durch:

einen Ausgangstransistor (Q^), dessen Kollektor-Emitter-Strecke mit den beiden Anschlußklemmen (12) verbunden ist;

einen ersten Spannungsteiler mit zwei Widerständen (R^, Rc) und einem Kondensator (Cp), die in Reihe zueinander zwischen die beiden Anschlußklemmen geschaltet sind;

einen ersten Transistor (Qo), dessen Kollektor-Emitter-StreGke in Reihe mit einem Emitterwiderstand (Rg) parallel zu der aus dem Kondensator und dem einen Widerstand (Rc) des ersten Spannungsteilers gebildeten Serienschaltung liegt;

eine Verbindung zwischen der Basis des Ausgangstransd stors und dem Emitter des ersten Transistors;

einen zweiten Spannungsteiler mit zwei Widerständen (R^ _f Ro) und einem Kondensator (CL)₁ die in Reihe zueinander parallel zur Kollektor-Emitter-Strecke und zum Emitterwiderstand des ersten Transistors geschaltet sind;

einen zweiten Transistor (Qy,), dessen Kollektor-Emitter-Strecke in Reihe mit einem zugehörigen Emitterwiderstand (R,) parallel zum Kondensator und einem der Widerstände (Rp) des zweiten Spannungsteilers geschaltet ist;

eine Verbindung zwischen der Basis des ersten Transistors und dem Emitter des zweiten Transistors;

eine Photodiode (21) und einen Widerstand (R_f), die in Reihe zueinander parallel zur Kollektor-Emitter-Strecke des zweiten Transistors geschaltet sind;

eine Verbindung zum Anlegen der Stromsignale der Photodiode an die Basis des zweiten Transistors (Fig. 4).

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