1、I/V轉換用TIA還是直接電阻

一般來說在低頻的信號時，可以不用TIA的，只有在信號頻率很高的時候用TIA，原因是這樣的

由于SENSOR的輸出電容會和I/V轉換的電阻構成低通濾波，影響了信號的帶寬，但是在用TIA后，cf的電容按?Cf >=?√Cs/(pi*GBP*Rf)的關系可以選擇的很小，這樣信號的帶寬就變大了。

2、APD的光電接收電路如下圖所示，APD的光電流較SiPM是小很多的，所以需要TIA來做跨阻放大，一般RF電阻要5k到10k左右，光電流一般也就幾十uA，這個跨阻放大主要是對Cf大小的選擇，Cf的選擇主要考慮下面的兩點。

3、從放大器的穩定性考慮Cf的選擇

上圖中Ccm電容為放大器的共模電容，Cdiff為差模電容，Cd為光電接收的寄生電容，當我們沒有加補償電容Cf時的噪聲增益曲線如下圖所示。

?上圖中的極點和零點的來源如下圖所示：

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放大器的總輸入電容Cs與Rf和Cf構成了一個零點，導致在1/β上產生零點，就是在Aol*β上產生了極點，從閉合的速度來看，Fcl=-20dB-20dB =-40dB，-40dB的閉合速度肯定是不穩定的。

因為輸入的電容都是不可避免的，所以只能通過在1/β上增加一個極點來做補償，那么可以在反饋上增加Cf電容，Cf電容的選擇可以根據下面的方式計算。

?上面已經推出fp=1 / (2*pi*Rf*Cf) = √GBP/(4*pi*Rf*Cs) ，這里變成4*pi*Rf*Cs是因為乘了一個玻爾茲曼常數。

?得到：Cf >=?√Cs/(pi*GBP*Rf)

這里有個地方需要理解一下，就是TIA的增益和帶寬的關系，比如輸入信號的頻率為1k，放大器的帶寬的20M，那么Rf電阻最大可以選擇多大？是20M / 1K =20K 嗎？

這樣理解肯定是錯誤的
首先輸入的電容是不可避免的，那么肯定要加Cf電容的，Cf與Rf構成低通濾波，Rf選擇的越大，電路的帶寬就會越小，雖然Rf越大，電容可以選擇的更小，但是比如電阻增大2倍，電容只減小了0.707倍，這樣帶寬就減小了0.707倍，并沒有維持不變，所以Rf一直增加，帶寬也會變小，但是可以選擇GBP越大的放大器，這樣Cf就可以選擇的更小，那么Rf值也可以選擇的更大。
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4、Decompensated類型放大器的Cf選擇

Decompensated 放大器指的是非單位增益穩定的放大器，這種放大器的最小增益都不是1，比如OPA855的最小增益就是7V/V，增益補償的放大器和普通放大器的比較如下圖所示：

所以噪聲的增益也要滿足這個最小增益，也就是

Gain= 1 + Cs/Cf，當最小增益為7V/V時，1 + Cs/Cf > 7

總結

以上是生活随笔為你收集整理的光电接收的TIA设计的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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