光電探測器電路用于對光電轉換器件輸出的微弱電壓或電流信號進(jìn)行放大、處理和整形輸出。對于不同探測用途而采用的光電轉換器件不同，與之配合使用的光電探測器電路性能也因此而不同。如果用來(lái)進(jìn)行光電轉換，則重點(diǎn)考慮的是器件的光電轉換效能和匹配方式。這里介紹一種用雪崩光電二極管(APD)與光電探測器電路匹配使用的最佳方法。針對如何提高光電信號前置放大器信噪比這一關(guān)鍵問(wèn)題，進(jìn)行了分析和實(shí)踐。在設計電路過(guò)程中，除了電路結構的考慮外，對工藝的考慮也是必須的。由于電路結構設計、工藝設計考慮周全，設計的光電探測器電路信噪比高。這里還介紹通過(guò)用自制的噪聲發(fā)生器對光電探測器電路進(jìn)行定量的分析，測算出探測器的增益和信噪比。該研究是設計滿(mǎn)足各種光電信號轉換電路的一個(gè)重要步驟。
本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/169478.htm1 器件的選擇
1．1 提高APD的光電轉換效能
雪崩光電二極管(Aualanche Photo Diode，APD)的光電轉換效能主要是對信號有倍增作用，它比一般光電二極管的功率電平所產(chǎn)生的響應高幾十或幾百倍。倍增與偏壓有關(guān)，反偏壓越大，倍增G也越大，如圖1所示。一旦電壓達到某個(gè)值，APD會(huì )被擊穿，此電壓就是雪崩電壓VB。設置APD的工作點(diǎn)一般略小于VB，如圖2所示。
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未調制時(shí)，由平均光通量P0所產(chǎn)生的散粒噪聲引起的電流波動(dòng)Ic可表示為： 
由于熱噪聲和放大器內部產(chǎn)生的噪聲引起的電流波動(dòng)Ib為： 對噪聲源模型的特征和噪聲進(jìn)行分析。當信號光強度取最大振幅值Pmax時(shí)，電流值Jsmax為： 
利用這些公式可以計算由光信號變換成電信號時(shí)的信噪比為： 
因為光電檢測器內部阻抗很大，可看作電流源，所以若檢測器的負載阻抗大的話(huà)，則Ib2就下降，結果使得SNR增加，所以一般負載電阻取得較大，但不能太大。若加大負載電阻，則放大器輸入端的時(shí)間常數CR對頻帶的限制增強，高頻信號成分受到抑制，而這兩方面的需求卻是互相制約，互相矛盾的。然而，Ib2的減小所引起SNR的增加與高頻信號衰減所引起SNR下降可得到補償。要放大頻率在10 MHz范圍內的信號，光電檢測器與APD配合使用的前置放大器件選用輸入阻抗大的結型場(chǎng)效應管較為有利，上述分析就為設計光電探測器電路系統奠定了選擇關(guān)鍵器件的基礎。
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