最新APD高压电路的设计汇总

APD偏压电路的最佳设计 - 外文翻译APD偏压电路的最佳设计孙纯生，秦世桥，王兴书，朱冬华1 .国防科技大学光电科学与技术学院，中国长沙4100732 . 海军工程大学装备工程部，中国武汉430033提出了一种基于温度补偿和负载电阻补偿的雪崩光电二极管反向偏压控制方法，并详细的分析了背景光和负载电阻对雪崩光电二极管检测电路的影响。

为雪崩光电二极管偏置电路的设计建立了一种理想的温度补偿和负载电阻补偿模型。

据预测，这种控制方法特别适用于车辆使用的激光测距仪。

实验结果证实，提出的设计可以很大程度的改善测距仪的性能。

雪崩光电二极管的特点是具有很高的量子效率和教大的内部增益，这可以很大程度的降低对前置放大电路性能的要求，并能提高检测电路的信噪比(SNR)。

因此，它具有很广泛的用途，如光纤通信、激光测距仪、微弱信号探测器等。

为了使检测电路能获得最佳检测性能，APD的外部电压需要接近最佳倍增因子时的电压。

于最佳倍增因子是许多因数的复函数，如:外部温度、背景光通量、放大器噪声和系统带宽，因此需要设计一个复杂的反馈控制电路及时的调整雪崩光电二极管的偏压。

当然这就增加了开销。

介绍了一种简单的、避免高开销的方式，就是确保温度补偿的同时给APD偏置电路选择一个合适的负载电阻。

通过这种方式，背景光对雪崩光电二极管检测电路造成的不良影响可在一定程度上得到补偿，并且检测电路抗背景光能力得到了改善。

在这种方法基础上为汽车防撞设计的激光测距仪能很好地满足系统的要求。

APD激光检测电路的主要噪声源包括检测器噪声、负载电阻噪声、放大电路前端噪声，还有背景光电流和信号光电流造成的散粒噪声。

当前的信噪比可以按照下列方程式计算：方程1右边分子部分是光信号电流。

方程1右边分母部分是噪声电流，包括三个方面。

第一项是背景光电流和信号光电流造成的散粒噪声，第二项是检测器噪声，最后一项是负载电阻噪声和跟随放大电路的等效噪声。

在方程中，Ps代表检测器接收到的光信号功率，M是APD的倍增增益，Ro是当M=1时的电流灵敏度，e是电子的电荷量，等于×10-19C，B是检测电路的通频带宽，Pb是检测器收到的背景光功率，FA是APD的过量噪声系数，ids是APD表面漏电流，idb是负载漏电流，K是玻耳兹曼常数，等于× 10-23 JK-1，T 是检测器负载电阻的温度(K)，Rl是检测器的负载电阻(Ω)，Fn是放大电路的等效输入噪声系数。

1 引言目前，雪崩光电二极管(APD)作为一种高灵敏、能精确接收数据和测量光功率的光探测器件广泛应用于光纤传感、光纤通信网络中。

它借助于内部强电场作用产生雪崩倍增效应，具有极高的内部增益(可达102～104量级)。

然而，APD随温漂的变化严重影响其增益的稳定性．甚至引起测量精度的恶化。

理论上可以证明APD的增益是其偏压V和温度T的函数，二者共同决定APD工作时的增益，而且在维持APD增益比较恒定的条件下，其偏压和温度之间存在一定的关系。

因此。

可以控制APD的偏压使之随温度按一定的规律改变。

这样就可以维持APD增益基本恒定，保证其正常工作。

这就是对APD温度漂移的偏压补偿原理。

由此可知．施加在APD上的偏置电压必须能够精确受控是保证光纤系统性能的首要要求。

本文针对该要求。

采用ADL5317器件。

给出了一种具有高精度、宽动态范围的APD 偏压控制／光功率监测功能的核心电路。

2 引脚排列及功能ADL5317是ADI公司率先在业界推出的一款片上集成雪崩光电二极管(APD)偏置电压控制和光电流监测功能的器件。

ADL5317的主要特性如下：通过3V线性偏置控制电路，在6 V～75 V范围内精确设置雪崩二极管(APD)偏置电压；在106范围(5 nA一5 mA)内以5：1的比率监测光电流，其线性误差仅为0．5％；允许使用固定的高电压转换电路，降低传统APD偏置设计中对电源解耦和低通滤波的要求；过流保护和过热保护。

ADL5317采用3 mm*3 mm的16引脚LFCSP封装，其引脚排列如图1所示。

各引脚功能描述如表1所列。

3 内部结构及工作原理ADL5317的内部结构如图2所示。

其内部包括电流监测电路、偏置控制电路、GARD 电路、VCLH电路、过流和过热保护电路。

3．1 电流监测电路ADL5317的核心部分是一个具有电压跟随性质的精密电流衰减电路，为监测电路输入端提供精确偏置。

该电路采用了结型场效应管输入形式的放大器．驱动监测电路的两极，同时保持V APD端电压的稳定度及非常低的漏电流。

电子技术• Electronic TechnologyAPD 偏压的自适应电路设计文/朱斌本文介绍了雪崩光电二极管摘 偏压、增益、温度三者之间的关系。

要 设计出基于PIC 单片机的自适应 ■调节电路，介绍了电路的具体设计方案、硬软件实施方法，并在 理论分析的基础上进行了验证及 改进。

实验表明，该电路电压偏 差小于0. 5V,可满足工程化应用。

图1：电路设计方案原理框图【关键词】APD 偏压自适应电路设计1引言雪崩光电二极管(avalanche photodiode ,APD)具有体积小、灵敏度高、响应速度快等 特点，特别是在内部雪崩倍增时可将信号倍增 上百倍，且倍增后的噪声仅与运放本底噪声水平相当，从而极大地提髙了系统的信噪比，被 广泛应用于光纤通信、激光测距、星球定向和军事测控等领域。

APD 工作时的信噪比(SNR)为：2q(I p + I DA )BM !F + 2qI DS (J)式(1)中：M 为APD 的雪崩增益，I ”为M=1时的光电流，和输入光信号功率成正 比，I da 为参与倍增的暗电流，I ds 为不参与倍 增的暗电流，B 为带宽，F 为过剩噪声系数，K 为波尔兹曼常数，T 为绝对温度，陽为负载， q 为输入光信号功率。

通过式(1)可以看出， 在APDI 作时随着雪崩增益M 的增大，信噪 比也逐渐增加；M 继续增大信噪比反而会变 小，故存在一个最优雪崩倍增因子Mp ：M | 2KT |小式(2)中，x 为APD 的过剩噪音指数，其大小取决于APD 的结构和制作材料的不同。

从式(2)中可知，APD 的最佳雪崩增益与温度、 输入信号光功率、器件自身的暗电流及负载大 小等有关。

其中温度的影响最为突出，温度的变化是影响最佳雪崩增益的关键因素。

因使用环境的不同，APD 不总是工作在一个恒温的 状态。

当温度变化时，最优雪崩倍增因子也随 之发生改变。

根据作者在理论和实验的研究中 发现，当APD 增益比较恒定时，其偏压Vb 与 温度T 之间存在一定的线性关系，该线性关系为:V b = ^L(0.51T-lI.98)+V BK ⑶式(3)中，Pp 是入注光功率，I ］是APD 的量子效率，V br 是PN 结的反向击穿电压。

滨松apd引脚定义-概述说明以及解释1.引言1.1 概述滨松APD（Avalanche Photodiode）是一种高性能的光电二极管器件，广泛应用于光通信、光测量、光谱分析等领域。

它利用电荷增强效应，可以产生比普通光电二极管更高的电流增益。

滨松APD的引脚定义是指器件上各个引脚的功能和用途。

了解滨松APD的引脚定义对于正确使用和连接器件至关重要。

一般情况下，滨松APD有三个主要的引脚，分别是阳极（Anode）、阴极（Cathode）和控制极（Control Gate）。

阳极用于接收光信号，阴极用于提供滨松APD工作所需的正向电压，控制极则用于控制APD的工作状态。

在连接滨松APD时，需要注意的是阳极通常需要连接到正向供电电源，并经过合适的电流放大电路进行信号处理。

阴极则需连接到负向供电电源，以提供正向偏置电压，使APD能够正常工作。

控制极的连接通常与驱动电路相连，用于控制APD的工作状态，如打开或关闭放大增益。

除了上述的三个基本引脚，滨松APD还可能包含其他引脚，如参考电压引脚、温度补偿引脚等，这些引脚的具体定义和使用需根据具体型号和规格书来确定。

综上所述，滨松APD的引脚定义对于确保器件正常工作和正确连接至关重要。

在使用滨松APD时，应仔细查阅相关的型号手册或规格书，了解具体型号的引脚定义和使用说明，并按照要求正确连接各个引脚，以确保器件的性能和可靠性。

1.2 文章结构文章结构部分的内容可以按照以下方式编写：文章结构：本文将按照以下结构展开对滨松APD引脚定义的介绍。

首先在引言部分，我们将对整篇文章进行概述，包括背景和目的。

接下来，在正文部分的第一个要点中，我们将详细介绍滨松APD引脚的定义和功能。

在第二个要点中，我们将进一步探讨APD引脚的使用注意事项和相关应用场景。

最后，在结论部分，我们将对本文的主要内容进行总结，并展望滨松APD 引脚可能的未来发展方向。

通过以上文章结构，读者可以清晰地了解到本文的布局和内容安排。

输出高压的小型升压转换器输出高压的小型升压转换器有许多器件需要高压电源，如雪崩二极管(APD)的偏置电源、压电传感器(PZT)、真空荧光屏(VFD)以及微机电系统(MEMS)等。

本应用笔记介绍了三种从低输入电压产生高压输出的结构(图1a、图1b和图1c)。

下面将针对其功率密度和电路尺寸，分别讨论这些结构的优点和缺点。

在应用笔记结尾部分，列举了一些实验数据，以对比基于变压器和基于电感的解决方案。

图1a-1c. 从低输入电压产生高压输出的高压DC-DC转换器的三种结构在许多APD应用(75V)中，高压偏置电源要求从3V电源产生。

这种需求将面临以下难点： 高压MOSFET在3V低压栅极驱动下无法工作。

高压MOSFET较大的漏源电容需要消耗电感中的能量，将其漏极电压提升至输出电压。

导致的能损会高达1/2 fswitch×CDSVOUT ²。

高压MOSFET比低电压型号的体积更大、价格更高。

在开关电源IC中，很少具有内置的高压功率MOSFET。

极端情况下的占空比会导致过短的关断时间或很低的开关频率。

较低的开关频率又会造成更高的纹波，并需要较大的磁性元件。

图1c的电路通过采用一个自耦变压器，解决了上述难题。

由于MOSFET上的峰值电压降低了，从而能够采用MAX1605内部的28V MOSFET。

整个电路(比8引脚的DIP封装还小)能够装配在一块6mm x 8.5mm的双面板上(图2)。

图2. 采用MAX1605，该6mm x 8.5mm的DC-DC转换器将2.5V升压至75V。

顶层和底层的电路布局如图所示。

工作原理工作原理将标准的升压和回扫DC-DC转换器结合起来，就构成了图1c所示的混合电路。

这种组合结构将次级绕组的回扫电压叠加到输入电压和初级绕组的回扫电压之上(标准的回扫转换器仅利用了次级端产生的回扫电压)。

与标准的升压转换器相比，这种结构通过限制LX端电压，利用低压MOSFET产生了较高的输出电压。

矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。

如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。

㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。

(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。

如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。

对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。

二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。

2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。

㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。

2、矿产品价格稳定性及变化趋势。

三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。

2、矿区矿产资源概况。

3、该设计与矿区总体开发的关系。

㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。

2、矿床开采技术条件及水文地质条件。