[其他]電流電壓轉(zhuǎn)換型放大器尤其是光接收裝置的前置放大器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 101985000002973
• 申請日: 1985-04-20
• 公開（公告）號: CN85102973B
• 公開（公告）日: 1988-03-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 萊因哈德·格克;曼弗雷德·艾克爾
• 申請（專利權(quán)）人: 國際標(biāo)準(zhǔn)電氣公司
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會專利代理部
• 代理人: 王棟令;劉暉

具有電流電壓轉(zhuǎn)換的放大器，尤其可作為光接收裝置的前置放大器，在通常的設(shè)計(jì)中，問題是如何獲得較寬頻帶而又有高靈敏度。本發(fā)明對轉(zhuǎn)移阻抗放大器類的反饋電阻和高阻抗放大器類的負(fù)載電阻采用專門結(jié)構(gòu)和布置，使問題基本解決，后者具有高阻值和極低的串、并電容，電阻器由沉積在一襯底上的電阻帶（１）和導(dǎo)電帶（２、３）組成，導(dǎo)電帶平行于電阻帶延伸，且兩者以終端相接，為減小并聯(lián)電容，襯底布置在離放大器箱和放大器板一定距離處。

本發(fā)明涉及一種利用通過電阻的電流反饋實(shí)現(xiàn)的轉(zhuǎn)移阻抗放大器，用于將電流輸入轉(zhuǎn)換成電壓輸出。

此種轉(zhuǎn)移阻抗放大器例如在1980年9月20日的月刊“EDN”〔《工程部門通知》〕上第161-164頁Y。奈澤爾（Y.Net-zer）所發(fā)表的文章中已經(jīng)闡述。在以PIN型光電二極管為光敏檢測器的光接收裝置中轉(zhuǎn)移阻抗放大器作為低噪聲前置放大器十分適用。

眾所周知，在上述那種應(yīng)用中，轉(zhuǎn)移阻抗放大器的反饋電阻，盡可能地使放大器的噪聲輸入減小，這一點(diǎn)主要決定于電阻器的噪聲電流，而反饋電阻與放大器的輸入電容的乘積也應(yīng)盡可能地小，以獲得最寬的頻帶，這是因?yàn)椋l帶寬度近似地與A/R·C成正比的緣故。這里，A為開環(huán)增益，R為反饋電阻值而C為放大器的輸入電容。

由此可見，大的反饋電阻雖然能改善噪聲特性，然而卻減小了帶寬，所以制造一個既具有較寬的頻帶而又有較低的噪聲輸入的放大器是相當(dāng)?shù)乩щy的。

《電子通信》〔《Electronics Letters》〕第15卷，第20期，第650-652頁介紹了一種轉(zhuǎn)移阻抗放大器，這種放大器具有相當(dāng)寬的頻帶，即112兆赫。但由于反饋電阻值小到5.1千歐，所以出現(xiàn)過高的輸入噪聲，因而靈敏度很低，滿足不了對光接收裝置的要求。

鑒于上述，本發(fā)明的目的即在于提出一種頻帶既寬輸入噪聲又低而具有高靈敏度的轉(zhuǎn)移阻抗放大器。

上述目的可由權(quán)利要求1中所述來實(shí)現(xiàn);而進(jìn)一步對放大器特性的改進(jìn)，則在權(quán)利要求2到7中提出。

在權(quán)利要求1中提供的解決方法和其附屬權(quán)利要求中所述的改進(jìn)，具有下述優(yōu)點(diǎn)。

按權(quán)利要求1中所述的方法實(shí)施反饋電阻時，參加構(gòu)成放大器輸入電容的寄生串聯(lián)電容就能顯著減小，可減小到防止放大器產(chǎn)生振蕩所需的數(shù)值;而從上述第一篇參考文獻(xiàn)可知，這種附加在輸入電容上的串聯(lián)電容是會造成頻帶寬度降低的。

由于導(dǎo)電帶是并排于十分靠近電阻帶的，故在導(dǎo)電帶與電阻帶之間的分布并聯(lián)電容將起作用，以致該反饋電阻器成為一個具有低串聯(lián)電容而使高頻電流反饋也能通過的RC復(fù)合網(wǎng)絡(luò)，因此，在放大器環(huán)路中的噪聲源得以降低。

由于如權(quán)利要求2中所述，每對導(dǎo)電帶中比較短的一個是連接到輸入端的，故在輸入端產(chǎn)生的導(dǎo)電帶與接地面積間形成的并聯(lián)電容比輸出端的這類電容小。

因此，附加到放大器的輸入電容上的這種會降低頻帶寬度的并聯(lián)電容可被保持在最小值。

如權(quán)利要求3所述的導(dǎo)電帶的矩形伸出使串接的電容能適應(yīng)不同的應(yīng)用，尤其是當(dāng)這些矩形伸出被置于各導(dǎo)電帶的內(nèi)端時更能起到這種作用，這些伸出也會添加不大的并聯(lián)電容以抵銷在反饋電阻附近產(chǎn)生的寄生電容。

如權(quán)利要求3中所述，襯底與放大器板和箱保持一定距離，可保證并聯(lián)電容減少到無妨害的量值，這些并聯(lián)電容是由于電阻帶及與之相連接的導(dǎo)電帶，由于放大器板或放大器箱殼的接地面積形成的。

在權(quán)利要求5中所述的是減小反饋電阻與放大器板或放大器箱殼間并聯(lián)電容的另一種可以選用的方案，其中反饋電阻是置于放大器板上的，而放大器板則與放大器箱殼保持一定距離。但此時，必須保證反饋電阻附近的放大器板上不能有導(dǎo)電面出現(xiàn)，因?yàn)檫@種面與反饋電阻間會產(chǎn)生并聯(lián)電容。從生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性看，則并聯(lián)電容問題的這種解決法顯得比較有利。