光电二极管及其放大电路设计

第1章 光电二极管

1.1 光电效应

1.2 光电二极管模拟电路

1.3 光电二极管的变体

1.3.1 PIN光电二极管

1.3.2 雪崩光电二极管

1.4 位置敏感光电二极管

1.4.1 基本的横向光电二极管

1.4.2 横向光电二极管模型

1.4.3 双横向光电二极管

1.4.4 四横向光电二极管

参考文献

第2章 基本放大器

2.1 线性度

2.2 偏置

2.2.1 利用补偿电阻减小偏置

2.2.2 利用T型反馈网络减小偏置误差

2.3 带宽

参考文献

第3章 带宽与稳定性

3.1 固有的响应极限

3.1.1 寄生电容的响应极限

3.1.2 运算放大器的带宽响应限制

3.2 相位补偿要求

3.2.1 L-C等效谐振和相位补偿

3.2.2 基本电路反馈分析

3.3 相位补偿

3.3.1 基本相位补偿

3.3.2 相位裕度分析

3.3.3 相位裕度分析的典型例子

3.3.4 通常情况下的相位裕度分析

3.3.5 相位补偿电容的选择

3.4 电流一电压转换器的带宽优势

3.5 相位补偿的可选方案

3.5.1 光电二极管放大器的二阶响应

3.5.2 把二阶系统结果用到光电二极管放大器上

3.5.3 选择相位补偿进行峰值限制

3.5.4 实现精确的相位补偿

参考文献

第4章 宽带光电二极管放大器

4.1 光电二极管的偏置

4.1.1 偏置的影响

4.1.2 光电二极管偏置和电流一电压转换器

4.2 偏置的改善

4.2.1 偏置电压的滤波

4.2.2 偏置引起误差的共模抑制

4.3 自举光电二极管

4.3.1 基本自举光电二极管放大器

4.3.2 自举放大器的带宽分析

4.3.3 相位补偿自举放大器

4.4 自举电路和电流一电压转换器的结合

4.4.1 基本组合及其要求

4.4.2 一个实际的缓冲器解决方案

4.4.3 组合的带宽分析

参考文献

第5章 噪声

5.1 总体的噪声效应

5.1.1 噪声密度和噪声增益

5.1.2 噪声增益峰

5.1.3 总均方根输出噪声

5.2 运算放大器的输入噪声电压效应

5.2.1 □噪声部分的直观推导

5.2.2 □分析的简化

5.2.3 □的组成

5.3 噪声效应的结合

5.3.1 噪声分析总结

5.3.2 对于主要噪声效应的识别

参考文献

第6章 降噪

6.1 利用反馈电容C，降噪

6.1.1 Cf的噪声增益降低

6.1.2 Cf情况下的噪声分析

6.2 噪声带宽与信号带宽

6.3 使用复合放大器降噪

6.3.1 复合放大器的噪声带宽降低

6.3.2 复合放大器的噪声增益降低

6.3.3 优化复合噪声与带宽

6.3.4 复合情况下的噪声分析

6.3.5 与有源滤波器电路方案的比较

6.4 相位补偿解耦降噪

6.4.1 解耦的噪声增益降低

6.4.2 解耦情况下噪声与带宽的优化

6.4.3 解耦情况下的噪声分析

参考文献

第7章 高增益光电二极管放大器

7.1 使用反馈T型网络

7.1.1 反馈T型产生的增益和噪声

7.1.2 T型的噪声电压响应优化

7.1.3 T型的阻抗噪声响应优化

7.1.4 T型方案的噪声分析

7.2 增加一个电压放大器

7.2.1 优化双放大器的带宽与噪声的关系

7.2.2 带宽与噪声优化的设计

7.2.3 双放大器方案的噪声分析

7.3 增加电压增益

7.3.1 电压增益方案

7.3.2 优化单放大器的带宽与噪声

7.3.3 单放大器方案的噪声分析

7.4 增加电流增益

7.4.1 电流增益方案

7.4.2 优化电流增益的带宽与噪声关系

7.4.3 电流增益方案的噪声分析

参考文献

第8章 减少电源噪声耦合

8.1 电源旁路要求

8.1.1 噪声耦合机制

8.1.2 噪声耦合频率响应

8.1.3 电源耦合与频率稳定性

8.1.4 振荡条件

8.2 选择基本旁路电容

8.2.1 旁路谐振

8.2.2 旁路谐振的直观分析

8.2.3 旁路选择

8.3 选择次级旁路电容

8.3.1 旁路电容自身谐振

8.3.2 双重旁路电容

8.3.3 双重旁路的选择

8.4 旁路方案

8.4.1 双重旁路谐振的消谐

8.4.2 选择消谐电阻

8.5 电源去耦

8.5.1 去耦方案

8.5.2 选择去耦元件

参考文献

第9章 减小外部噪声效应

9.1 降低静电耦合

9.1.1 静电屏蔽

9.1.2 差动输入的电流一电压转换器

9.1.3 差动输入连接的其他噪声效应

9.1.4 差动输入光电二极管放大器的替代方案

9.1.5 差动输入替代方案的其他噪声影响

9.2 降低磁耦合以及射频干扰

9.2.1 磁屏蔽

9.2.2 电路中磁耦合的降低

9.3 复合耦合噪声影响的降低

9.4 磁场产生的最小化

参考文献

第10章 位置敏感光电二极管放大器

10.1 直接位移监测放大器

10.1.1 使用差动光电二极管放大器单轴监测

10.1.2 差动光电二极管放大器噪声的降低

10.1.3 不同的光电二极管连接方式

10.1.4 差动光电二极管连接方式的替代方案

10.1.5 二维方向上的测量

10.2 归一化的监测放大器

10.2.1 差动光电二极管放大器的归一化

10.2.2 归一化的简化

10.2.3 归一化的差动光电二极管放大器的简化

10.3 归一化的数字方案

10.3.1 阵列信号的处理

10.3.2 确定逻辑输出水平

参考文献

名词解释

光电技术是一个高科技行业，光电二极管是光通信接收部分的核心器件。《光电二极管及其放大电路设计》系统地讨论了光接收及放大电路的设计和解决方案中的带宽、稳定性、相位补偿、宽带放大电路、噪声抑制等问题。本书专业性强，系统架构由简到难，理论与实践相结合，具有较强的应用性、资料性和可读性。本书适合光信息科学与技术、电子科学与技术、光通信相关专业的高校师生及研发人员使用。