用于宽范围光电二极管的跨阻抗放大器具有苛刻的要求

用于宽范围光电二极管的跨阻抗放大器具有苛刻的要求,第1张

  跨阻型放大器特点

  TIA全称为trans-impedance amplifier. 也就是跨阻型放大器。 在需要电流转电压的应用场合, 如检测微弱光电流信号的场合, 通常需要用到跨阻型放大器。 TI 有一系列的跨阻放大器,如OPA656,OPA657,OPA843,OPA84,LMH6629等等。 TI该产品系列主要的优势在于低噪声, 能支持反馈高增益下宽带应用。 这些特点在微弱光检测的场合是非常关键的。 另外TI的产品是一系列的, 在不同的指标要求如带宽升级时可以很方便地找到pin-pin兼容的产品。

  TIA应用概论

  在TIA应用时, 由于输入信号是电流, 能够应用于这种场合的跨阻放大通常需要具备较低的电流噪声和电压噪声。 比较典型的两个器件是:OPA657(1.6GHz,输入电流噪声1.8 fA/rtHz, 输入电压噪声4.8nV/rtHz), OPA847(3.9GHz, 输入电流噪声2.5pA/rtHz, 输入电压噪声0.85nV/rtHz)。 这两款都是Decompensated放大器。

  Decompensated放大器特点如下:

  Decompensated 放大器指的是非单位增益稳定的放大器, 如OPA657最小稳定增益是7V/V, OPA847则为12V/V.

  其波特图和普通放大器比较如下:

  用于宽范围光电二极管的跨阻抗放大器具有苛刻的要求,用于宽范围光电二极管的跨阻抗放大器具有苛刻的要求 ,第2张

  和单位稳定放大器相比, 其特点如下:

  带宽更宽, 尤其是小信号下的带宽更宽, Slew rate更快, 以及更大的GBW. 另外一般来讲, decompensated 的放大器能够提供更好的电压噪声。

  所以在大增益的跨阻放大且要求一定带宽的场合, 使用decompensated放大器要比单位增益稳定放大器有优势。

  普通二极管在反向电压作用时处于截止状态,只能流过微弱的反向电流,光电二极管在设计和制作时尽量使PN结的面积相对较大,以便接收入射光。光电二极管是在反向电压作用下工作的,没有光照时,反向电流极其微弱,叫暗电流;有光照时,反向电流迅速增大到几十微安,称为光电流。光的强度越大,反向电流也越大。光的变化引起光电二极管电流变化,这就可以把光信号转换成电信号,成为光电传感器件。

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