淺析怎樣為互阻抗放大器電路選擇組件

　在高精度光電轉(zhuǎn)換應(yīng)用中，我們經(jīng)常使用光電二極管和互阻抗放大器將光信號轉(zhuǎn)換為電信號，并將其放大。如圖1所示，通過R1的光電流可在放大器輸出端產(chǎn)生電壓，實現(xiàn)電流電壓轉(zhuǎn)換。這是最簡單、最常用的光電轉(zhuǎn)換電路。本文將介紹如何在已有光電二極管的情況下選擇放大器，如何在已有放大器的情況下選擇光電二極管，以及如何優(yōu)化反饋電阻器R1及補(bǔ)償電容器C1。
　　
　　圖1：最簡單的常用光電轉(zhuǎn)換電路
　　圖2是開環(huán)增益（Aol）、互阻抗（電流至電壓 I-V）增益以及整個頻率下的噪聲增益。根據(jù)圖2，在互阻抗電路設(shè)計過程中，我們必須考慮零點(diǎn)、極點(diǎn)以及放大器GBW（fc），以滿足系統(tǒng)要求。
　　
　　圖2：互阻抗放大器的頻率響應(yīng)
　　硅光電二極管、PIN二極管和APD二極管是三種典型的光電二極管。硅光電二極管專為高精度光度測定領(lǐng)域設(shè)計，因為它們具有高靈敏度與低暗電流。PIN二極管能夠以低偏置電壓提供大帶寬，一般用于高速光度測定與光通信。APD二極管具有高內(nèi)部增益機(jī)制、快速時間響應(yīng)以及紫外至近紅外區(qū)的高靈敏度，主要用于高速遠(yuǎn)距離光通信系統(tǒng)。
　　硅光電二極管的主要規(guī)范有光譜響應(yīng)、光靈敏度、暗電流、終端電容、分流電阻、響應(yīng)時間以及噪聲等效功率。運(yùn)算放大器規(guī)范也很重要。在本應(yīng)用中，我們更關(guān)注放大器的偏置電流、失調(diào)、GBW、噪聲、輸入電容以及輸出軌。選擇運(yùn)算放大器時，首先應(yīng)選擇JFET或CMOS放大器。JFET與CMOS輸入放大器具有極低的偏置電流，非常適合光電轉(zhuǎn)換。
　　在光電二極管規(guī)范確定后，如何選擇放大器、R1和C1：
　　在本部分中，我們將探討在指定了系統(tǒng)帶寬（BW0）和光電二極管特征（光電二極管結(jié)點(diǎn)電容Cd和光電二極管分流電阻Rsh）的情況下如何選擇組件。目標(biāo)是選擇放大器、反饋電阻器和補(bǔ)償電容器?，F(xiàn)在我們已知的參數(shù)有BW0、Cd和Rsh。在光電轉(zhuǎn)換過程中，輸出噪聲可影響電路靈敏度。光電二極管在應(yīng)用中的最大輸出電流由輸入光學(xué)功率以及光電二極管規(guī)范決定。因此，我們可通過在開始進(jìn)行計算或測量來確定光電二極管的最大輸出電流Iomax。