低噪声APD偏置电路

最新推荐文章于 2024-12-07 11:42:16 发布

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本文介绍了用于光通信中雪崩光电二极管（APD）的低噪声偏置电路设计，该电路能优化光纤接收器灵敏度，通过控制APD的雪崩增益。电路采用低噪声PWM升压转换器，能根据温度变化和制造工艺进行数字补偿，确保恒定的雪崩增益。详细讨论了电路工作原理、输出电压与控制输入电压的关系，以及如何通过微控制器实现温度补偿和精细电压调节。

低噪声APD偏置电路

APD电源摘要：该电路产生并控制光通信中雪崩光电二极管(APD)的低噪声偏置电压。该可变电压通过控制APD的雪崩增益，优化光纤接收器的灵敏度特性。该电路采用低噪声、固定频率PWM升压转换器，带有一个工作在非连续电流模式的电感。内部MOSFET的低开关速率降低了高频电压毛刺，降低了噪声。本文给出了完备的电路，建议采用扩展电路。扩展电路采用ADC进行数字控制，允许微控制器读取热敏电阻的值、并根据查找表进行温度补偿。

雪崩光电二极管(APD)被作为接收器探头用于光通信中。APD的高灵敏度和高带宽受到了设计者的广泛认可。APD工作时需要施加一个反向结压，当接收到射线时就会产生电子空穴对。电子空穴对被外加电场收集并转换为电流，电流强度正比于射线强度。

APD工作时施加在器件上的反向偏置电压引发了雪崩效应，雪崩增益可通过改变偏压进行调节。继而通过改变雪崩增益得到最优化的光纤接收器灵敏度。然而，要得到满意的雪崩增益，许多APD需要一个比较高的反向偏压，大多在40V至60V范围，有些甚至要求高达80V。

APD的缺点之一是雪崩增益会随着温度变化而改变，而且还受制造工艺的影响。因此，在一个典型系统中，如果要求APD工作于恒定增益，高压偏置电源必须能够改变，以补偿因温度和制造工艺而造成的雪崩增益变化。要获得恒定的增益，APD电源一般来讲必须具有大约+0.2%/°C的温度系数，大约相当于100mV/°C。