[其他]電流電壓轉換型放大器尤其是光接收裝置的前置放大器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 85102973
• 申請日: 1985-04-20
• 公開（公告）號: CN85102973B
• 公開（公告）日: 1988-03-16
• 發(fā)明（設計）人: 萊因哈德·格克;曼弗雷德·艾克爾
• 申請（專利權）人: 國際標準電氣公司
• 主分類號: H01C7/00
• 分類號: H01C7/00
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進委員會專利代理部
• 代理人: 王棟令,劉暉

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

此種轉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，在上述那種應用中，轉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盡可能地小，以獲得最寬的頻帶，這是因為，頻帶寬度近似地與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?shù)乩щy的。

《電子通信》〔《ElectronicsLetters》〕第15卷，第20期，第650-652頁介紹了一種轉移阻抗放大器，這種放大器具有相當寬的頻帶，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移阻抗放大器。

上述目的可由權利要求1中所述來實現(xiàn);而進一步對放大器特性的改進，則在權利要求2到7中提出。

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

按權利要求1中所述的方法實施反饋電阻時，參加構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。

由于導電帶是并排于十分靠近電阻帶的，故在導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復合網(wǎng)絡，因此，在放大器環(huán)路中的噪聲源得以降低。

由于如權利要求2中所述，每對導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。

如權利要求3所述的導電帶的矩形伸出使串接的電容能適應不同的應用，尤其是當這些矩形伸出被置于各導電帶的內(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電帶，由于放大器板或放大器箱殼的接地面積形成的。

在權利要求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電面出現(xiàn)，因為這種面與反饋電阻間會產(chǎn)生并聯(lián)電容。從生產(chǎn)的經(jīng)濟性看，則并聯(lián)電容問題的這種解決法顯得比較有利。

如果說權利要求1-5中所述的是單純由于放大器的反饋網(wǎng)路（又稱β網(wǎng)路）的設計和布置所形成的改進，則權利要求6闡述了前置部分V〔圖1〕（也稱為“μ網(wǎng)路”）的一個較好實施方案，它進一步改善了放大器的噪聲性能和頻寬。眾所周知放大器輸入端的柵-陰極具有這樣的性質(zhì)，即它加給放大器的輸入電容較小，差動放大器則增大了開環(huán)增益，而且根據(jù)上述關系，RC乘積沒有增加，所以也提供了寬的頻帶。

在研究報告BMFT-FB-T82-012中第63和64頁，題為“波長為1200毫微米的光纖通信系統(tǒng)”〔“Optisches，glasfasergebundenesNachrichtensystembeiWellenlngenum1200nm”〕文章中，闡述了在柵-陰放大極后有一差動放大器的轉移阻抗放大器。但是，為了改善噪聲而選用了較高阻值（100千歐）的反饋電阻，也沒有減少輸入電容的措施，因而該放大器的頻帶寬度相當小（10兆赫）。對傳輸速率為34兆波特/秒來說該放大器的頻寬還是足夠的。