[实用新型]一种带温度补偿的雪崩二极管偏置高压电路

说明书

本实用新型公开了一种带温度补偿的雪崩二极管偏置高压电路，包括偏置高压发生电路以及与偏置高压发生电路连接的温度补偿电路，偏置高压发生电路和温度补偿电路分别连接电源电压VCC，并经偏置高压发生电路输出满足雪崩二极管在整个工作温度范围内的最大反向偏置高压要求的电压VH1，经温度补偿电路输出电压VH2和偏置电压VBIAS，温度补偿电路包括反向偏置高压监控电路、温度补偿参考电压发生电路、放电降压电路以及运算放大器U1，在温度发生变化时，通过温度补偿参考电压发生电路使Vref+电压与Vref‑电压建立在一个动态相等的平衡状态。本实用新型结构简单，不需要专门的温度传感器，也不需要单片机和相应的算法，单纯依靠硬件电路即可实现温度补偿。

技术领域

本实用新型涉及光电传感器电路技术领域，具体涉及一种带温度补偿的雪崩二极管偏置高压电路。

背景技术

雪崩二极管(Avalanche diode)是一种常用的光电传感器，利用PN结的雪崩击穿原理(PN节反向电压增大到一定数值时，载流子倍增就像雪崩一样，增加的多而快)，具有高灵敏度和自带光电流增益的特性，广泛用于各种需要将光信号转变为电信号的应用和产品中，例如激光测距仪、激光雷达等。

雪崩二极管使用时需要施加一个方向的偏置电压，不同偏置电压对应不同的增益(光电流的放大倍数)，而且相同增益对应的偏置电压对温度非常敏感，存在一个正的温度系数，即温度上升时对应的相同增益的偏置电压上升。使用雪崩二极管的产品，通常都需要满足宽泛的工作温度范围，同时希望在整个工作温度范围内，保持增益稳定，这就需要偏置高压电路带温度补偿功能。目前，解决这一问题主要包括两类方案：

方案一：偏置高压电路为雪崩二极管提供固定的反向偏置高压。

此方案的缺点：由于在不同工作温度下反向偏置电压都是固定不变的，因此雪崩二极管的增益是随着工作温度的变化而改变的，从而造成雪崩二极管输出光电流也随工作温度的变化而改变。

方案二：增加温度传感器实时监控雪崩二极管的工作温度，增加偏置高压监控电路，通过单片机(或其它处理器)读取温度传感器和偏置高压。并且结合雪崩二极管温度系数计算不同工作温度下的理想偏置高压，通过单片机控制偏置高压电路输出所需的电压。

此方案的缺点：增加了众多的电子元件，间接提供的成本。系统也更为复杂，涉及硬件、软件、温度传感器和偏置高压的数据读取、计算、偏置高压电路控制。

实用新型内容

为了解决上述技术存在的缺陷，本实用新型提供一种结构简单，不需要专

门的温度传感器，也不需要单片机和相应的算法，单纯依靠硬件电路即可实现温度补偿功能的雪崩二极管偏置高压电路。

本实用新型实现上述技术效果所采用的技术方案是：

一种带温度补偿的雪崩二极管偏置高压电路，包括偏置高压发生电路以及与所述偏置高压发生电路连接的温度补偿电路，所述偏置高压发生电路和所述温度补偿电路分别连接电源电压VCC，并经所述偏置高压发生电路输出满足雪崩二极管在整个工作温度范围内的最大反向偏置高压要求的电压VH1，经所述温度补偿电路输出电压VH2和偏置电压VBIAS，所述温度补偿电路包括反向偏置高压监控电路、温度补偿参考电压发生电路、放电降压电路以及运算放大器 U1，所述反向偏置高压监控电路与所述运算放大器U1的正相输入端连接，在所述运算放大器U1的正相输入端形成Vref+电压，所述温度补偿参考电压发生电路与所述运算放大器U1的反相输入端连接，在所述运算放大器U1的反相输入端形成Vref-电压，所述运算放大器U1的输出端与所述放电降压电路连接，所述放电降压电路与电压VH2和偏置电压VBIAS的电压输出端连接。