日期：2023-05-20
光緩沖器中前置放大器電路的主要任務是將光電探測器電流信號直接轉換為幅度至少為 50 mV 的電壓信號，該電壓信號可以通過后續的緩沖階段進一步整形。可用于將電流信號轉換為電壓信號的最基本的電子元件是電阻器。流經電阻器的電流的光變化會導致電阻器上存在的電壓發生變化，因此該信號可以被電壓放大器放大. 在此處顯示的電路中，其應用有兩種變體，具體而言，Rb 值較大或 Rb 值較小。
光敏二極管一、調整電壓
在第一種情況下，光電探測器產生的電流的微小變化也會對電壓產生較大的調整。這種類型的光電二極管電路具有高靈敏度和低噪聲，但是這會以時間一致性 RbCT 的高值導致電路的限制頻率最小化為代價。在極端情況下，光電二極管的暗電流會產生電壓升高到如此之高，以至于光電二極管被永久填充，并且輻射檢測也不可行。加上一個很小的電阻Rb，情況就發生了逆轉，系統將有一個很寬的帶寬，前置放大器：a) 開環，b) 跨阻放大器折衷的解決方案也是實踐中最常用的解決方案是跨阻放大器電路，簡稱 TIA。在這種情況下，電阻器處于反饋回路中，關閉電壓放大器電路。該光電二極管電路被認為是最佳解決方案，因為它允許相對較高的工作頻率和較大的增益系數。
光敏二極管二、電壓放大器
可以看出，在跨阻放大器的情況下，光電二極管電容以及前置放大器電路的輸入電容的影響小于 Kura(Ku-開環電壓增益)。這允許 TIA 電路具有相同的帶寬，電阻 Rf 比 Rb 小得多。如果 Rf=Rb，跨阻放大器將具有比同等開環放大器更寬的帶寬。由于提供的優勢，選擇 TIA 電路對光學緩沖器進行更多分析 在正常的光學緩沖器電路中，前置放大器的輸出信號被饋送到電壓放大器和/或比較器，這提高了邊緣質量并建立了幅度，然后到屏障輸出端的邏輯電路，將數字信號設置為預定要求。光學緩沖器的這些最后階段肯定不會在本文的其余部分進行研究，因為它們的風格是次要的，而且眾所周知的解決方案具有可接受的標準。
光敏二極管三、與激光二極管集成
在審查安全和安保功能時，不得不提到集成光電二極管。下圖顯示了實際激光二極管的內部框架。該圖清楚地表明，二極管的小結構放在一個相當大的散熱器上。一個普通的激光二極管在 2 個相反的方向上輻射。背面，微弱的通量落在根深蒂固的光電二極管上。隨手可得的激光二極管通常有 3 個(很少有 4 個)引線。人們更頻繁地遇到激光二極管和光電二極管連接的各種方案。在沒有目錄的情況下，您可以使用 5V 電壓源和 450W 電阻通過實驗確定引出線(發現激光二極管的末端)，并采取前面所述的必要預防措施。
光敏二極管四、精確數據
該內置光電二極管的電流(反向)與發射的光功率成正比。全輸出功率下的電流為 0.02…2mA，具體取決于元件類型——詳情請參閱目錄。光電二極管用于將激光功率保持在給定水平。將這種光電二極管放置在反饋電路中足以獲得保持恒定光輸出功率的系統。實際上可以使用任何 BC 晶體管。提供以下方面的精確數據：結晶硅、熱生長二氧化硅、LPCVD 多晶硅、氮化硅(低損耗和化學計量)以及氧化物(LTO、PSG、BSG、BPSG)、PECVD 氮氧化物以及薄膜金屬，以提高預測質量的模擬。
光敏二極管五、硅光電二極管光譜響應
描述了具有設計定義的光譜響應的硅光電探測器。為此，通常利用微加工現代技術以及集成硅光電探測器的兩個特性。首先，利用吸收系數的波長依賴性。二、多層干涉濾光片的真相在 pn 結處是通過處理硅晶片開發的。由于 1.12 eV 的間接帶隙和 3.4 eV 直接躍遷的可能性，硅的復折射率 n * = n – jk 在光譜的顯著部分依賴于波長，這使得材料高度吸收紫外線輻射，并且對于超過 800 nm 的波長實際上也像透明材料一樣。這種機制允許設計顏色傳感器以及在 IR 或 UV 陣列中具有辨別響應的光電二極管。具有薄膜表面堆疊的事件光到體積硅的傳輸依賴于波長。與硅中傳統微電子工藝所需的兼容性將理想材料的范圍限制為傳統上用于集成電路制造的硅兼容材料。
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