[实用新型]雪崩光电二极管增益稳定的偏置电压源电路

说明书

本实用新型公开了一种雪崩光电二极管增益稳定的偏置电压源电路，其中偏置电压源电路包括：雪崩光电二极管；电源；升压模块，其连接在电源和雪崩光电二极管的阴极之间，用于将电源电压进行升压后为雪崩光电二极管提供偏置电压；分压反馈模块，其连接在雪崩光电二极管的阴极和地之间，且分压反馈模块的分压节点与升压模块的反馈端相连，分压反馈模块用于在不同环境温度下对偏置电压形成不同的分压，并将分压输入到升压模块的反馈端，升压模块根据反馈端输入的分压调节偏置电压的大小。本实用新型采用随温度变化的分压反馈到升压模块来调节升压模块输出偏置电压的大小，使其根据雪崩光电二极管工作温度的不同而同步变化。

技术领域

本实用新型涉及半导体光检测领域，具体涉及一种雪崩光电二极管增益稳定的偏置电压源电路。

背景技术

雪崩光电二极管(APD)是一种PN结型的光电检测二极管，主要用于微弱信号的检测，其利用了载流子的雪崩倍增效应对微弱光信号进行放大以提高检测的灵敏度，雪崩光电二极管工作时存在一个最佳工作增益，而达到该最佳工作增益的条件是为雪崩光电二极管提供一定的偏置电压，其一般比雪崩光电二极管击穿电压低2V到5V左右，大量实验表明雪崩光电二极管的最佳工作增益偏置电压随温度升高而线性变化。

因此，在实际应用中，环境温度的变化对雪崩光电二极管长时间稳定工作有着重要的影响,而现有的雪崩光电二极管增益稳定的温度补偿方法大多是利用测温传感器测量雪崩光电二极管环境温度，然后利用模数转换 (ADC)对温度采样、数模转换(DAC)或脉冲宽度调制(PWM)加以滤波电路对雪崩光电二极管的偏置电压源进行温度补偿，从而稳定APD增益。这些方法需要额外的温度传感器以及硬件资源ADC、DAC单元或PWM口，且需要灵活而复杂的算法，成本高。另外，从微控制单元(MCU)来的ADC、DAC 或PWM信号往往带有数字杂波，容易对雪崩光电二极管需要的偏置电压造成干扰，致使无法实现雪崩光电二极管的增益稳定。

发明内容

本实用新型主要解决的技术问题是如何不依靠复杂传感器或算法对雪崩光电二极管的偏置电压进行温度补偿。

根据第一方面，一种实施例中提供一种雪崩光电二极管增益稳定的偏置电压源电路,包括：

雪崩光电二极管；

电源；

升压模块，其连接在电源和雪崩光电二极管的阴极之间，用于将电源电压进行升压后为雪崩光电二极管提供偏置电压；

分压反馈模块，其连接在雪崩光电二极管的阴极和地之间，且所述分压反馈模块的分压节点与升压模块的反馈端相连，所述分压反馈模块用于在不同环境温度下对偏置电压形成不同的分压，并将分压输入到升压模块的反馈端，所述升压模块根据反馈端输入的分压调节偏置电压的大小。

进一步地，所述升压模块包括：

电流储能件，所述电流储能件的输入端连接电源，所述电流储能件的输出端连接到雪崩光电二极管的阴极；

电压储能件，所述电压储能件连接在雪崩光电二极管的阴极和地之间，用于给雪崩光电二极管提供偏置电压；

可控升压单元，其输入端与电源连接，反馈端与分压反馈模块的分压节点相连，可控升压单元的输出端与电流储能件的输出端相连，可控升压单元的输入端与电流储能件的输入端相连，用于根据所输入反馈电压的大小对电源电压进行升压，并将升压后的电压转换为电流储存在电流储能件中。

进一步地，所述升压模块还包括电压放大模块，所述电压放大模块连接在可控升压单元的输出端和电流储能件的输出端之间，用于将升压后的电压再转换为电流储存在电流储能件中。

进一步地，所述电压放大模块包括场效应管或三极管，所述场效应管或三极管包括用于控制场效应管或三极管导通/关断的控制极、第一极和第二极，可控升压单元的输出端分别与控制极和第一极连接，第二极与电流储能件的输出端连接。