Забыл отметить - я считал для случая наличия на фотодиоде отрицательного смещения. Если Вы его пользуете без смещения - вполне может эффективная емкость фотодиода вырасти во много раз, и посадить быстродействие. При однополярном питании можно посадить + операционника на смещение и тем самым создать отрицательное смещение на диоде.

Да, в самом деле, видимо этим и объяснялось снижение быстродействия при включении ФД в схему ТИ-усилителя без смещения. Ведь, по сути, отличие этого режима от "обычного", обратносмещённого - только в поддержании нулевого смещения. Для линейности это - хорошо, но не для быстродествия. Всё остальное - аналогично: ток ФД определяется освещённостью, выходное напряжение - сопротивлением резистора, через который он течёт. То есть, для ФД, как источника тока, именно он является "нагрузкой", определяющим постоянную времени. Тогда для расчёта быстродействия должна быть применима формула из DS, разве нет?

Как раз в режиме без смещения нелинейность гораздо больше. Поле в переходе сопоставимо с полями, создаваемыми носителями заряда, и наблюдается куча чудес, связанных с этим. При подаче смещения в зоне перехода появляется приличное электрическое поле и носители переходят из режима диффузии в режим дрейфа.
При точном расчете быстродействия ТИ надо брать входное сопротивление, а оно равно сопротивлению обратной связи, деленному на коэффициент усиления ОУ на данной частоте. Для 10 Кгц это типично 1000, если GBW ОУ около 10 Мгц. Поэтому RC получается очень небольшим.

Немного не в тему, но может быть полезно.
Отражённый под углом от диэлектрических поверхностей свет сильно поляризован. При определённой пространственной ориентации источников засветки и лазера можно попробовать их разделить с помощью поляризатора, повёрнутого на нужный угол.


Вообще-то запирающее смещение подавать не обязательно, если на входе усилка реализован режим КЗ. Для усилителей с ООС режим проводимости (со смещением), однако, всё же является предпочтительным, так, как барьерная ёмкость перехода в нём меньше, и устойчивость системы датчик/усилитель лучше.
Ещё нужно учесть, что характер входного сопротивления даже на 10 кГц будет комплексным, поэтому, для уменьшения реактивной его составляющей, желательно брать ОУ пошустрее.

При использовании диода без смещения появляется куча эффектов второго поряка. В частоности в i слое pin диода может идти рекомбинация, емкость очень сильно модулируется. Опять же не бывает ОУ с точно нулевым входным. В точной схеме смещение обязательно.

Согласен. Для p-i-n диода это очевидно, для p-n - в меньшей степени. Но и при приложении запирающего напряжения могут быть отрицательные явления - например, дробовой шум тока утечки P-N перехода.

Я бы это назвал уже эффектом третьего порядка. Я пока не встречался с ситуацией, чтобы при удовлетворительном токе утечки не удовлетворял его дробовой шум. Оптические шумы в таких ситуациях много больше.

А какие эффектам можно было бы присвоить "второй порядок", при условии, что диод работает на КЗ?

А всяческим побочным эффектам при среднем и большом фототоке, например снижение чувствительности с ростом тока, ухудшения динамических характеристик и т.д. Причем они у каждого типа диода свои. Поскольку на малых токах и относительно низких частотах ими можно пренебречь, я бы отнес их ко второму порядку.

Да, в такой трактовке это понятно.
Иными словами, я бы назвал это эффектами, связанными с объёмным сопротивлением полупроводника. Которое несущественно при малых уровнях фототока.

Вы имеете в виду прямое смещение?
И что Вы называете "режимом КЗ"? В чём его отличие от режима проводимости в усилителе с ООС? Стал запутываться...

Фотодиод может работать в двух режимах: фотогенераторном и проводимости. В фотогенераторном режиме диод сам создаёт фототок и генерирует мощность, поглощаемую входом усилителя. Смещение в этом режиме на него не подаётся. В режиме проводимости ток через диод создаётся внешним источником запирающей переход полярности (обратное смещение), диод только модулирует его в соответствии с освещённостью.
Режим КЗ нужно относить к усилителю, состоит он в том, что его входное напряжение не зависит от входного тока.
В этом смысле, наилучшие, по моему мнению, результаты могут быть получены при комбинации режима проводимости диода и КЗ на входе усилителя.
Включение ФД в фотогенераторном режиме несколько проще схемотехнически, поэтому им также часто пользуются.

А не хотите попробовать подстраивать эту частоту по фазе к частоте сети 50 Гц? Я таким образом давил мерцания от люминесцентных ламп, когда делал телевизионную камеру.

То есть, имеется в виду трансимпедансное включение со смещением, как предлагал DS_?


Но если усреднение производить за 20 мсек, то вроде бы нет смысла подстраивать фазу.

Смысл есть. Если у вас случится 49 Гц, то за 20мс получите +-1/50 уровня засветки.
Помоему, проще частоту повысить.