基于APD的光電探測(cè)器電路研究與設(shè)計(jì)

若輸入端信號(hào)電流為Is，則信噪比為：

2 光電探測(cè)器電路設(shè)計(jì)
綜上所述，需要設(shè)計(jì)一個(gè)高增益的光電探測(cè)器電路。為了使光電探測(cè)器能高精度地檢測(cè)及傳送微弱信號(hào)，一個(gè)重要的措施就是選擇具有抗強(qiáng)干擾的低噪聲前置放大器。該前級(jí)部分由雪崩光電二極管(APD)與前置放大器組成，這也是光電探測(cè)器電路的核心部分，其器件選用高性能、低噪聲放大器來(lái)實(shí)現(xiàn)電路匹配，并將電流轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)數(shù)倍的放大。理論上看，前置放大器倍數(shù)可以設(shè)計(jì)得很大，但由于會(huì)引入熱噪聲而限制電路的信噪比，因此前置信號(hào)也不能放得過(guò)大。在前置放大器后再加人運(yùn)算放大器，這樣就不會(huì)造成信噪比下降，并保證了光電探測(cè)器電路的放大倍數(shù)。其中，低噪聲放大器對(duì)整個(gè)接收系統(tǒng)的性能指標(biāo)起著關(guān)鍵作用，設(shè)計(jì)出性能好的放大器可以帶來(lái)10 dB的噪聲改善。為降低放大器的噪聲，應(yīng)選用高跨導(dǎo)(gm)低噪聲結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管。由于選用APD作為光電轉(zhuǎn)換器，要克服噪聲的影響，應(yīng)注意減少寄生效應(yīng)，如寄生電容效應(yīng)等。要最大限度地降低極間電容的影響，應(yīng)注意裝配工藝設(shè)計(jì)，減小APD的輸出電容Co和放大器的輸入電容Ci。其優(yōu)點(diǎn)是適合高速應(yīng)用，并能大大降低探測(cè)器的極間電容C，極間電容的降低對(duì)光電轉(zhuǎn)換電路噪聲的降低將有重大的意義。