[發(fā)明專利]用于雪崩光電二極管的溫度補償電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910053659.2
• 申請日: 2009-06-23
• 公開（公告）號: CN101593786A
• 公開（公告）日: 2009-12-02
• 發(fā)明（設計）人: 楊斌;皋魏;席剛;周正仙;仝芳軒
• 申請（專利權）人: 上海華魏光纖傳感技術有限公司
• 主分類號: H01L31/107
• 分類號: H01L31/107;G05F1/567
• 代理公司: 上海思微知識產(chǎn)權代理事務所
• 代理人: 鄭 瑋

技術領域

本發(fā)明涉及一種光通信技術領域的基本電路，具體涉及一種用于高精 度雪崩光電二極管(APD)的偏壓控制溫度補償電路。

背景技術

目前，APD作為一種高靈敏、能精確接收數(shù)據(jù)和測量光功率的光探測 器件廣泛應用于光纖傳感、光纖通信網(wǎng)絡中。它借助于內(nèi)部強電場作用產(chǎn) 生雪崩倍增效應，具有極高的內(nèi)部增益(可達10～100量級)。然而，APD 隨溫漂的變化嚴重影響其增益的穩(wěn)定性，甚至引起測量精度的惡化。理論 上可以證明APD的增益是其偏壓V和溫度T的函數(shù)，二者共同決定APD 工作時的增益，而且在維持APD增益比較恒定的條件下，其偏壓和溫度之 間存在一定的關系。因此，可以控制APD的偏壓使之隨溫度按一定的規(guī)律 改變。這樣就可以維持APD增益基本恒定，保證其正常工作。這就是對 APD溫度漂移的偏壓補償原理。

由此可知，施加在APD上的偏置電壓必須能夠精確受控是保證光纖系 統(tǒng)性能的首要要求。本設計針對該要求采用高壓控制器件及相關輔助電路 設計。給出了一種具有高精度的APD偏壓控制/光探測功能的核心電路。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種用于雪崩光電二極管的溫度 補償電路，它可以使APD雪崩光電二極管的恒增益工作溫度范圍：-0℃～ +50℃，增益控制精度高于0.5％。

為了解決以上技術問題，本發(fā)明提供了一種用于雪崩光電二極管的 溫度補償電路，包括：

高精度溫度傳感模塊，用于將APD的管芯溫度轉(zhuǎn)換成模擬電壓信號， 其輸入端連接APD光探測模塊，其輸出端連接APD偏壓控制單元；

所述的APD偏壓控制單元，用于將所述高精度溫度傳感模塊輸出的電 壓信號轉(zhuǎn)換成控制所述APD的偏壓信號；

及所述的APD光探測模塊，用于反饋管芯溫度，并受所述偏壓信號控 制使所述APD的增益恒定，其輸入端連接所述的APD偏壓控制單元，其輸 出端連接所述的高精度溫度傳感模塊。

本發(fā)明利用高壓控制器件組成APD偏壓控制單元及相關輔助電路模 塊設計了一種實用的高精度APD偏壓控制溫度補償電路，使APD雪崩光電 二極管的恒增益工作溫度范圍：-0℃～+50℃，增益控制精度高于0.5％。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細說明。

圖1是本發(fā)明的總體電路結(jié)構(gòu)圖；

圖2是本發(fā)明的APD偏壓控制單元的電路結(jié)構(gòu)圖。

具體實施方式

請參閱圖1，本發(fā)明揭示了一種用于雪崩光電二極管的溫度補償電 路，包括：高精度溫度傳感模塊，APD偏壓控制單元，APD光探測模塊。

高精度溫度傳感模塊用高精度溫度傳感器(精度±0.1℃)以把APD 光探測模塊的管芯溫度轉(zhuǎn)換成模擬電壓信號V_T；VT與APD偏壓控制單元 的高壓控制輸入端相連接，APD偏壓控制單元的高壓輸出端V_G分別連接到 APD光探測器的偏置電壓輸入腳，這樣就形成了對APD光探測器的閉環(huán)溫 度補償控制。

本發(fā)明的用于雪崩光電二極管的溫度補償電路的APD偏壓控制單元 一個優(yōu)選實施例，其中高精度溫度傳感模塊的輸出依序連接APD偏壓控制 單元的溫度反饋控制電路輸入端、RC濾波電路(圖中未示，增加該塊電 路可起到限流保護和降低輸出電壓紋波的作用，另一種實施方式可將RC 濾波電路設置在所述的高壓調(diào)理電路之后，其輸出端連接所述的APD光探 測模塊)、高壓調(diào)理電路，溫度反饋控制電路輸出端與RC濾波電路的輸 入端相連，其輸出端與高壓調(diào)理電路的輸入端相接，溫度反饋控制電路由 高精度溫度傳感器與相應補償電路構(gòu)成。其中，溫度反饋控制電路，用于 將APD的溫度采集模擬電壓轉(zhuǎn)換為溫度控制電壓；高壓調(diào)理電路，用于將 所述溫度反饋控制電路輸出的溫度控制電壓轉(zhuǎn)換為可控制APD偏壓的高 壓信號。高壓電源模塊，用于為所述的高壓調(diào)理電路提供高壓電源。