[實用新型]雪崩光電二極管探測電路

有效

• 申請號: 201220174724.4
• 申請日: 2012-04-23
• 公開（公告）號: CN202548286U
• 公開（公告）日: 2012-11-21
• 發明（設計）人: 李俊一;張東旭;楊瀟君
• 申請（專利權）人: 北京航天時代光電科技有限公司
• 主分類號: G01R31/26
• 分類號: G01R31/26
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 安麗

技術領域

本實用新型涉及一種雪崩光電二極管探測電路。

背景技術

在光纖通信、光纖傳感等系統中，光不論是作為信息傳輸的載體還是作為某物理量的傳感媒質，要想將信息或某物理量進行處理、記錄和顯示，必須把光信號轉變為電信號，而這一過程由光探測器來完成。基本的光探測器只能產生低量級的電信號，為實現進一步處理，必須對該電信號進行放大。一個光電探測器及其相應的放大電路構成光探測電路，即光接收器。

在高靈敏度、高信噪比光探測電路應用中，雪崩光電二極管(APD)提供了一個低噪聲增益結構。它是利用光生載流子在高電場區內的雪崩效應而獲得光電流增益的，具有靈敏度高、響應快等優點。APD的電流增益用倍增因子M表示，通常定義為倍增的光電流i₁與不發生倍增效應時的光電流i₀之比。倍增因子與PN結上所加的反向偏壓V和PN結的材料有關，可以表示為：

M=i1i0=11-(VVB)n---(1)]]>

式中，V_B為擊穿電壓；V為外加反向偏壓；n為1～3，取決于半導體材料、摻雜分布以及輻射波長。所以，當外加電壓V增加到接近V_B時，M將趨近于無窮大，此時PN結將發生擊穿。應用中，最佳工作電壓不宜超過V_B，否則會不穩定進入擊穿；也不宜太小，會無雪崩倍增效應。

雖然APD具有較大的增益，但其輸出仍然非常微弱，需要進一步對信號進行放大，所需的放大器一般為寬帶放大器，而放大器不但不能提高信號的信噪比，反而在放大信號過程中還會引入噪聲。目前，在光通信中采用的APD探測電路雖然已具有較高的信噪比，但是其信噪比、靈敏度難以滿足實際的光纖傳感需要。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種高靈敏度、高信噪比、寬帶雪崩光電二極管探測電路。

本實用新型包括如下技術方案：

一種雪崩光電二極管探測電路，包括依次連接的雪崩光電二極管電源、雪崩光電二極管、跨阻放大電路和主放大電路，雪崩光電二極管在微弱脈沖光照及雪崩光電二極管電源的作用下產生高速微弱的光電流進入跨阻放大電路，跨阻放大電路輸出小電壓信號進入主放大電路，主放大電路對該信號進行兩級放大并輸出一定幅度的電壓信號；跨阻放大電路包括寬帶低噪放大集成芯片IC1；主放大電路包括寬帶低噪放大集成芯片IC2和IC3。

本實用新型的優點是：

(1)該電路具有比光通信中常用的APD探測電路更高的靈敏度和信噪比；

(2)該電路的結構簡單，成本低廉，可靠性高；適合光通信、光纖傳感等多領域，并已成功應用于10km分布光纖拉曼溫度傳感系統中，使系統達到較高的溫度精度和空間分辨率。

附圖說明

圖1為本實用新型雪崩光電二極管探測電路構成方框圖；

圖2為本實用新型中跨阻放大器原理圖；

圖3為本實用新型探測電路具體電路圖。

具體實施方式