跨导放大器的设计考虑

图 3 示出对应于表 1 中不同光电二极管的频率响应。当全部所需的增益都放置到TIA 级时,信噪比便得以改善,原因是由RF 产生的噪声频谱密度会随着 RF 的平方根而增加,而且信号也会线性增加。

毫无疑问,在设计时必须考虑所有的噪声来源。当分析 TIA 输出的噪声时,必须注意运算放大器噪声电压、反馈电阻器热噪声、输入噪声电流和光电二极管噪声电流都不是全部工作在同一个频率范围。运算放大器的噪声电压将会在噪声增益的零
点和极点之间的区域被放大,而 RF 和 CT的数值越高,则噪声增益的峰值便越早出现,从而对整体输出噪声的贡献亦越大。
通过计算 TIA 输出处所有有贡献的噪声电压之方均根值,便可得出等效的总噪声电压值。
总括来说,总电容 (CT) 对于 TIA 的稳定性起了很重要的作用,CT 愈小那稳定性便愈高,而把 CT 尽量降低有两个方法,一是选择合适的运算放大器,二是施加一个反向偏压给光二极管,但这会引致有过量的电流和噪声出现。本文证实从实验中不同光二极管和补偿方法得出来的测量结果与理论非常吻合。
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