[實用新型]雪崩光電二極管偏壓保護裝置及電路

有效

• 申請號: 200820117325.8
• 申請日: 2008-06-04
• 公開（公告）號: CN201256288Y
• 公開（公告）日: 2009-06-10
• 發明（設計）人: 張琦
• 申請（專利權）人: 中興通訊股份有限公司
• 主分類號: H02H7/20
• 分類號: H02H7/20
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 尚志峰;吳孟秋

技術領域

本實用新型涉及到雪崩光電二極管(Avalanche?Photon?Diode，簡稱為APD)領域，更具體地，涉及到一種APD偏壓保護裝置及電路。

背景技術

通訊電路中，普遍采用APD作為光信號接收單元。APD是利用雪崩倍增效應使光電流得到倍增的高靈敏度光檢測器。APD在工作時需要高反向偏壓，即較高的偏置電壓，從而在PN結內部形成一個高電場區，光生的電子-空穴對在高電場區中被加速，獲得足夠的能量，并在高速運動中與晶格上的原子發生碰撞，使晶格中的原子電離，不斷產生新的電子-空穴對，稱為二次電子-空穴對，二次電子-空穴對在經過高電場區時又被加速，又可能碰撞晶格中的原子使其產生電離效應，激發出更多的電子-空穴對，這樣經過多次碰撞-電離-更多的電子空穴對-加速運動-碰撞電離的結果，使APD器件內部載流子數目迅速增加，反向電流迅速加大，形成雪崩效應。合適的偏壓是APD器件發生雪崩效應的必然條件。

同時，要保證APD正常工作并具有較高的靈敏度，光生電流就不能過大，否則會燒毀。APD接收機的輸入光功率和倍增系數都會影響光生電流的大小。當接收機的輸入光功率較大時，產生的光生電流也會較大；即使輸入光功率一定，溫度變化也有可能導致光生電流由于倍增系數的增大而超出閾值。圖1是一典型的APD光檢測器的增益系數隨溫度和反向偏壓變化的關系曲線。如圖1所示，當反向偏壓增大時，增益系數增高；而當溫度從23℃提高到100℃時，在一定的反向偏壓作用下，增益系數M值下降。

所以，輸入光功率過大和溫度變化都可能會導致APD管芯燒毀，因此，需要對APD進行有效保護。另外，APD的價格較為昂貴，它的損毀會提高整體APD電路的維護成本。

實用新型內容

為了克服現有技術中對APD過流保護的不足，本實用新型提供了一種APD偏壓保護裝置及電路。

根據本實用新型實施例的一方面，提供了一種雪崩光電二極管偏壓保護裝置，包括供電單元和雪崩光電二極管，還包括反饋部，其中，反饋部的輸入端連接至供電單元的輸出端；反饋部的第一輸出端連接至供電單元的輸入端；反饋部的第二輸出端連接至APD的輸入端。

優選地，上述反饋部包括采樣電阻、電流監控單元和判決反饋單元；其中，采樣電阻的第一端分別連接至供電單元和電流監控單元的輸入端；采樣電阻的第二端分別連接至雪崩光電二極管和電流監控單元的輸入端；電流監控單元的輸出端連接至判決反饋單元的輸入端；判決反饋單元的輸出端連接至供電單元的輸入端。

優選地，上述供電單元為直流電路單元或直流升壓電路單元，并具有第二輸入端。

優選地，所述雪崩光電二極管偏壓保護裝置，包括：DC/DC升壓電路單元、采樣電阻、電流監控單元、雪崩光電二極管、判決反饋單元，其中，采樣電阻連接于DC/DC升壓電路的輸出端和雪崩光電二極管的輸入端之間；采樣電阻的兩端分別連接至電流監控單元；電流監控單元的輸出端連接至判決反饋單元的輸入端，且判決反饋單元的輸出端連接至DC/DC升壓電路單元。

上述技術方案具有以下優點或有益效果：通過對APD接收機偏壓提供過載保護，從而防止APD管芯燒毀、提高APD接收機的安全性、降低維修成本。

本實用新型的其它特征和優點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本實用新型而了解。本實用新型的目的和其他優點可通過在所寫的說明書、權利要求書、以及附圖中所特別指出的結構來實現和獲得。

附圖說明

附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與本實用新型的實施例一起用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的限制。在附圖中：

圖1是根據現有技術的一種典型APD光檢測器的雪崩增益系數隨溫度變化的曲線圖；

圖2是根據本實用新型實施例的APD偏壓保護裝置的結構示意圖；

圖3是根據本實用新型實施例的APD偏壓保護裝置的結構框圖；

圖4是根據本實用新型實施例的APD偏置電路中控制端電壓V_Control與輸出電壓V_APD的關系圖。

具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型的優選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優選實施例僅用于說明和解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。