小巧低噪APD偏置电源方案

光纤通信系统受益于小巧、低噪声的雪崩光电二极管偏置电源

雪崩光电二极管（APD）由于具有高灵敏度和高内部增益，成为长距离光纤通信系统的首选光电探测器。APD的一个重要特性是，当在其两端施加高电压反向偏置（30V至90V）时，其内部增益达到最佳。然而，如果雪崩光电二极管的灵敏度因噪声偏置电源而受损，则高增益将毫无意义。

传统上，这种低噪声偏置电源需要定制电路，而这又带来了另一个问题：较大的空间需求。凌力尔特公司的LT1930A🟥2.2兆赫升压型DC/DC转换器采用5引脚SOT‐23封装，解决了雪崩光电二极管偏置电压的问题，并且以适合大多数光纤应用的紧凑型封装实现。

LT1930A、电容‐二极管倍压器和外部数模转换器可提供高达90V的偏置电压，从而通过数模转换器实现简便的温度补偿，以优化内部增益。通过在2.2兆赫的开关频率下运行该集成电路，可以使用小巧且低成本的电容器和电感器，使电路占用空间小于0.5平方英寸2。LT1930A的恒定频率PWM操作使输出噪声保持较低水平，并易于滤波。

图503.1展示了一种高电压、低噪声雪崩光电二极管偏置电源，其工作输入范围为2.6V至6.3V。由处理器驱动的数模转换器可将输出在30V至90V之间调节，以补偿与温度相关的雪崩光电二极管增益波动。LT1930A包含一个35伏开关，可通过电容‐二极管倍压器产生105伏输出。

为了消除内部基准和误差放大器的噪声，采用两个串联的0.15pF钽质反馈电容。串联连接可确保反馈电容具有足够的耐压等级。陶瓷反馈电容在1千赫兹以下的温度变化和低频振动下会产生压电响应，该响应会被LT1930A的内部误差放大器放大。除非该频段内的噪声可以接受，否则不应使用此类电容。为了保护开关引脚免受负电压摆动的影响，将一个钳位二极管接地。在反馈（FB）引脚处也放置了一个相同的二极管，并串联一个1k欧姆电阻，以保护器件免受负载突然短路的影响，这种短路会迫使反馈电容的负端达到输出电压的负值。其余所有电容器均可使用小型且能够承受稳压器高电压的陶瓷电容。

图503.2显示了5V输入下50V输出的交流耦合噪声。开关噪声小于200uVP–P，相比大多数雪崩光电二极管偏置解决方案，可实现更高的灵敏度和动态范围。示波器测量带宽为100赫兹至10兆赫兹，所有探头电缆均为同轴，并特别注意接地。

结论

LT1930AA满足了雪崩光电二极管反向偏置电压的所有严格要求，消除了对定制雪崩光电二极管偏置电源的需求。

LT1930AA解决方案不仅为雪崩光电二极管提供了行业内最干净的输出，而且占用的空间仅为其他解决方案的一小部分。