光电二极管及其放大电路设计PDF电子书下载

第1章 光电二极管 1

1.1光电效应 2

1.2光电二极管模拟电路 4

1.3光电二极管的变体 7

1.3.1 PIN光电二极管 8

1.3.2雪崩光电二极管 9

1.4位置敏感光电二极管 11

1.4.1基本的横向光电二极管 12

1.4.2横向光电二极管模型 14

1.4.3双横向光电二极管 15

1.4.4四横向光电二极管 17

参考文献 20

第2章 基本放大器 21

2.1线性度 22

2.2偏置 24

2.2.1利用补偿电阻减小偏置 25

2.2.2利用T型反馈网络减小偏置误差 26

2.3带宽 29

参考文献 32

第3章 带宽与稳定性 33

3.1固有的响应极限 34

3.1.1寄生电容的响应极限 34

3.1.2运算放大器的带宽响应限制 35

3.2相位补偿要求 38

3.2.1 L-C等效谐振和相位补偿 38

3.2.2基本电路反馈分析 40

3.3相位补偿 44

3.3.1基本相位补偿 44

3.3.2相位裕度分析 46

3.3.3相位裕度分析的典型例子 47

3.3.4通常情况下的相位裕度分析 49

3.3.5相位补偿电容的选择 51

3.4电流-电压转换器的带宽优势 53

3.5相位补偿的可选方案 56

3.5.1光电二极管放大器的二阶响应 56

3.5.2把二阶系统结果用到光电二极管放大器上 59

3.5.3选择相位补偿进行峰值限制 60

3.5.4实现精确的相位补偿 62

参考文献 64

第4章 宽带光电二极管放大器 65

4.1光电二极管的偏置 66

4.1.1偏置的影响 66

4.1.2光电二极管偏置和电流-电压转换器 67

4.2偏置的改善 69

4.2.1偏置电压的滤波 70

4.2.2偏置引起误差的共模抑制 72

4.3自举光电二极管 74

4.3.1基本自举光电二极管放大器 74

4.3.2自举放大器的带宽分析 76

4.3.3相位补偿自举放大器 77

4.4自举电路和电流-电压转换器的结合 80

4.4.1基本组合及其要求 80

4.4.2一个实际的缓冲器解决方案 83

4.4.3组合的带宽分析 86

参考文献 88

第5章 噪声 89

5.1总体的噪声效应 90

5.1.1噪声密度和噪声增益 91

5.1.2噪声增益峰 92

5.1.3总均方根输出噪声 95

5.2运算放大器的输入噪声电压效应 96

5.2.1 e noe噪声部分的直观推导 97

5.2.2 E noe分析的简化 98

5.2.3 E noe的组成 100

5.3噪声效应的结合 102

5.3.1噪声分析总结 102

5.3.2对于主要噪声效应的识别 106

参考文献 109

第6章 降噪 111

6.1利用反馈电容C f降噪 112

6.1.1 C f的噪声增益降低 112

6.1.2 C f情况下的噪声分析 115

6.2噪声带宽与信号带宽 116

6.3使用复合放大器降噪 117

6.3.1复合放大器的噪声带宽降低 117

6.3.2复合放大器的噪声增益降低 120

6.3.3优化复合噪声与带宽 122

6.3.4复合情况下的噪声分析 123

6.3.5与有源滤波器电路方案的比较 126

6.4相位补偿解耦降噪 127

6.4.1解耦的噪声增益降低 127

6.4.2解耦情况下噪声与带宽的优化 129

6.4.3解耦情况下的噪声分析 132

参考文献 134

第7章 高增益光电二极管放大器 135

7.1使用反馈T型网络 136

7.1.1反馈T型产生的增益和噪声 136

7.1.2 T型的噪声电压响应优化 140

7.1.3 T型的阻抗噪声响应优化 141

7.1.4 T型方案的噪声分析 144

7.2增加一个电压放大器 147

7.2.1优化双放大器的带宽与噪声的关系 148

7.2.2带宽与噪声优化的设计 150

7.2.3双放大器方案的噪声分析 153

7.3增加电压增益 157

7.3.1电压增益方案 157

7.3.2优化单放大器的带宽与噪声 159

7.3.3单放大器方案的噪声分析 162

7.4增加电流增益 164

7.4.1电流增益方案 165

7.4.2优化电流增益的带宽与噪声关系 168

7.4.3电流增益方案的噪声分析 170

参考文献 172

第8章 减少电源噪声耦合 173

8.1电源旁路要求 175

8.1.1噪声耦合机制 175

8.1.2噪声耦合频率响应 177

8.1.3电源耦合与频率稳定性 179

8.1.4振荡条件 180

8.2选择基本旁路电容 182

8.2.1旁路谐振 183

8.2.2旁路谐振的直观分析 184

8.2.3旁路选择 185

8.3选择次级旁路电容 187

8.3.1旁路电容自身谐振 187

8.3.2双重旁路电容 190

8.3.3双重旁路的选择 191

8.4旁路方案 193

8.4.1双重旁路谐振的消谐 194

8.4.2选择消谐电阻 197

8.5电源去耦 199

8.5.1去耦方案 199

8.5.2选择去耦元件 202

参考文献 203

第9章 减小外部噪声效应 205

9.1降低静电耦合 206

9.1.1静电屏蔽 206

9.1.2差动输入的电流-电压转换器 207

9.1.3差动输入连接的其他噪声效应 210

9.1.4差动输入光电二极管放大器的替代方案 216

9.1.5差动输入替代方案的其他噪声影响 217

9.2降低磁耦合以及射频干扰 219

9.2.1磁屏蔽 219

9.2.2电路中磁耦合的降低 220

9.3复合耦合噪声影响的降低 225

9.4磁场产生的最小化 225

参考文献 228

第10章 位置敏感光电二极管放大器 229

10.1直接位移监测放大器 230

10.1.1使用差动光电二极管放大器单轴监测 230

10.1.2差动光电二极管放大器噪声的降低 232

10.1.3不同的光电二极管连接方式 234

10.1.4差动光电二极管连接方式的替代方案 235

10.1.5二维方向上的测量 237

10.2归一化的监测放大器 239

10.2.1差动光电二极管放大器的归一化 240

10.2.2归一化的简化 242

10.2.3归一化的差动光电二极管放大器的简化 245

10.3归一化的数字方案 247

10.3.1阵列信号的处理 247

10.3.2确定逻辑输出水平 249

参考文献 251

名词解释 253