[其他]电流电压转换型放大器尤其是光接收装置的前置放大器

说明书

本发明涉及一种利用通过电阻的电流反馈实现的转移阻抗放大器，用于将电流输入转换成电压输出。

此种转移阻抗放大器例如在1980年9月20日的月刊“EDN”〔《工程部门通知》〕上第161-164页Y。奈泽尔（Y.Net-zer）所发表的文章中已经阐述。在以PIN型光电二极管为光敏检测器的光接收装置中转移阻抗放大器作为低噪声前置放大器十分适用。

众所周知，在上述那种应用中，转移阻抗放大器的反馈电阻，尽可能地使放大器的噪声输入减小，这一点主要决定于电阻器的噪声电流，而反馈电阻与放大器的输入电容的乘积也应尽可能地小，以获得最宽的频带，这是因为，频带宽度近似地与A/R·C成正比的缘故。这里，A为开环增益，R为反馈电阻值而C为放大器的输入电容。

由此可见，大的反馈电阻虽然能改善噪声特性，然而却减小了带宽，所以制造一个既具有较宽的频带而又有较低的噪声输入的放大器是相当地困难的。

《电子通信》〔《ElectronicsLetters》〕第15卷，第20期，第650-652页介绍了一种转移阻抗放大器，这种放大器具有相当宽的频带，即112兆赫。但由于反馈电阻值小到5.1千欧，所以出现过高的输入噪声，因而灵敏度很低，满足不了对光接收装置的要求。

鉴于上述，本发明的目的即在于提出一种频带既宽输入噪声又低而具有高灵敏度的转移阻抗放大器。

上述目的可由权利要求1中所述来实现;而进一步对放大器特性的改进，则在权利要求2到7中提出。

在权利要求1中提供的解决方法和其附属权利要求中所述的改进，具有下述优点。

按权利要求1中所述的方法实施反馈电阻时，参加构成放大器输入电容的寄生串联电容就能显著减小，可减小到防止放大器产生振荡所需的数值;而从上述第一篇参考文献可知，这种附加在输入电容上的串联电容是会造成频带宽度降低的。

由于导电带是并排于十分靠近电阻带的，故在导电带与电阻带之间的分布并联电容将起作用，以致该反馈电阻器成为一个具有低串联电容而使高频电流反馈也能通过的RC复合网络，因此，在放大器环路中的噪声源得以降低。

由于如权利要求2中所述，每对导电带中比较短的一个是连接到输入端的，故在输入端产生的导电带与接地面积间形成的并联电容比输出端的这类电容小。

因此，附加到放大器的输入电容上的这种会降低频带宽度的并联电容可被保持在最小值。

如权利要求3所述的导电带的矩形伸出使串接的电容能适应不同的应用，尤其是当这些矩形伸出被置于各导电带的内端时更能起到这种作用，这些伸出也会添加不大的并联电容以抵销在反馈电阻附近产生的寄生电容。

如权利要求3中所述，衬底与放大器板和箱保持一定距离，可保证并联电容减少到无妨害的量值，这些并联电容是由于电阻带及与之相连接的导电带，由于放大器板或放大器箱壳的接地面积形成的。

在权利要求5中所述的是减小反馈电阻与放大器板或放大器箱壳间并联电容的另一种可以选用的方案，其中反馈电阻是置于放大器板上的，而放大器板则与放大器箱壳保持一定距离。但此时，必须保证反馈电阻附近的放大器板上不能有导电面出现，因为这种面与反馈电阻间会产生并联电容。从生产的经济性看，则并联电容问题的这种解决法显得比较有利。

如果说权利要求1-5中所述的是单纯由于放大器的反馈网路（又称β网路）的设计和布置所形成的改进，则权利要求6阐述了前置部分V〔图1〕（也称为“μ网路”）的一个较好实施方案，它进一步改善了放大器的噪声性能和频宽。众所周知放大器输入端的栅-阴极具有这样的性质，即它加给放大器的输入电容较小，差动放大器则增大了开环增益，而且根据上述关系，RC乘积没有增加，所以也提供了宽的频带。

在研究报告BMFT-FB-T82-012中第63和64页，题为“波长为1200毫微米的光纤通信系统”〔“Optisches，glasfasergebundenesNachrichtensystembeiWellenlngenum1200nm”〕文章中，阐述了在栅-阴放大极后有一差动放大器的转移阻抗放大器。但是，为了改善噪声而选用了较高阻值（100千欧）的反馈电阻，也没有减少输入电容的措施，因而该放大器的频带宽度相当小（10兆赫）。对传输速率为34兆波特/秒来说该放大器的频宽还是足够的。