7.1. Фотоприемники с операционным усилителем
Так
как усиление лавинных диодов небольшое,
они используются в совокупности с
операционными усилителями. Тем не менее,
применение лавинных фотодиодов позволяет
поднять чувствительность приема по
сравнению с p-i-n
диодами.
Специально
разработанные микросхемы, решающие
задачу преобразования токового сигнала
в напряжение, получили название
трансимпедансных усилителей. Это те же
микросхемы, что используются для решения
аналогичной задачи с фотодиодами, но
для лавинных диодов в соответствии с
их характеристиками они более
широкополосные (см., например, [ 6 ]).
7.2. Шумовые свойства фотоприемников на основе фотодиодов
Лавинный
фотодиод является датчиком излучения
и определяет исходный уровень шумов в
системе регистрации.
При
низких уровнях сигнала шумы ЛФД
определяются дробовым шумом и током
утечки IУТ.
Он складывается из двух составляющих
IУТ
= IУТпов
+ IТ
· М,
где
IУТпов
– ток утечки по поверхности; IТ
– ток утечки материала подложки; М –
коэффициент усиления.
Полный
шумовой ток в отсутствии сигнала (сигнал
маленький)
(
iДР)
2
= [2 · e
· (IУТпов
+ IТ
· М2
· F)
· Δf],
где
e – заряд электрона; Δf – полоса приема;
F
– коэффициент избыточного шума.
При
более высоком уровне сигнала происходит
переход к режиму ограничения дробового
шума фотонов. Чувствительность ЛФД
становится ограниченной дробовым шумом
сигнала
(
iДР)
2
= [2 · e
· (IУТпов
+ (IТ
· М2
+ S
· PС
· М2)·
· F)
· Δf],
где
S
– внутренняя крутизна ватт-амперной
характеристики ЛФД при М = 1; PС
– мощность сигнала, F
– коэффициент избыточного шума.
Как
видно из приведенных соотношений, ЛФД
генерирует избыточный шум, описываемый
коэффициентом F.
Он является следствием статистической
природы лавинного процесса и зависит
от коэффициента ионизации, вызванной
носителями.
Список использованных источников
1.
Волоконно-оптические системы связи. /
Р.Фриман. – М.:Техносфера, 2006. –496 с. ,
С.128.
Найти
в Интернете и ознакомиться:
2.
Datasheet ЛФД
типа
S5343 Hamamatsu.
3.
Datasheet
датчика температуры AD589.
4.
Datasheet
операционного усилителя AD
8541.
5.
Описание фотодиода ФД-24К.
6.
Datasheet операционного усилителя MAX-3275.
7.
На сайте www.fti-optronic.ru
посмотрите фотоприемники, используемые
для линий связи.
