[实用新型]雪崩光电二极管探测电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种雪崩光电二极管探测电路。

背景技术

在光纤通信、光纤传感等系统中，光不论是作为信息传输的载体还是作为某物理量的传感媒质，要想将信息或某物理量进行处理、记录和显示，必须把光信号转变为电信号，而这一过程由光探测器来完成。基本的光探测器只能产生低量级的电信号，为实现进一步处理，必须对该电信号进行放大。一个光电探测器及其相应的放大电路构成光探测电路，即光接收器。

在高灵敏度、高信噪比光探测电路应用中，雪崩光电二极管(APD)提供了一个低噪声增益结构。它是利用光生载流子在高电场区内的雪崩效应而获得光电流增益的，具有灵敏度高、响应快等优点。APD的电流增益用倍增因子M表示，通常定义为倍增的光电流i₁与不发生倍增效应时的光电流i₀之比。倍增因子与PN结上所加的反向偏压V和PN结的材料有关，可以表示为：

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

式中，V_B为击穿电压；V为外加反向偏压；n为1～3，取决于半导体材料、掺杂分布以及辐射波长。所以，当外加电压V增加到接近V_B时，M将趋近于无穷大，此时PN结将发生击穿。应用中，最佳工作电压不宜超过V_B，否则会不稳定进入击穿；也不宜太小，会无雪崩倍增效应。

虽然APD具有较大的增益，但其输出仍然非常微弱，需要进一步对信号进行放大，所需的放大器一般为宽带放大器，而放大器不但不能提高信号的信噪比，反而在放大信号过程中还会引入噪声。目前，在光通信中采用的APD探测电路虽然已具有较高的信噪比，但是其信噪比、灵敏度难以满足实际的光纤传感需要。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种高灵敏度、高信噪比、宽带雪崩光电二极管探测电路。

本实用新型包括如下技术方案：

一种雪崩光电二极管探测电路，包括依次连接的雪崩光电二极管电源、雪崩光电二极管、跨阻放大电路和主放大电路，雪崩光电二极管在微弱脉冲光照及雪崩光电二极管电源的作用下产生高速微弱的光电流进入跨阻放大电路，跨阻放大电路输出小电压信号进入主放大电路，主放大电路对该信号进行两级放大并输出一定幅度的电压信号；跨阻放大电路包括宽带低噪放大集成芯片IC1；主放大电路包括宽带低噪放大集成芯片IC2和IC3。

本实用新型的优点是：

(1)该电路具有比光通信中常用的APD探测电路更高的灵敏度和信噪比；

(2)该电路的结构简单，成本低廉，可靠性高；适合光通信、光纤传感等多领域，并已成功应用于10km分布光纤拉曼温度传感系统中，使系统达到较高的温度精度和空间分辨率。

附图说明

图1为本实用新型雪崩光电二极管探测电路构成方框图；

图2为本实用新型中跨阻放大器原理图；

图3为本实用新型探测电路具体电路图。

具体实施方式