從核心開始

圖 1 顯示了一個標準的高精度 TIA 電路，使用低皮安輸入偏置電流和 mV 輸入失調電壓放大器，光電二極管 （PD） 上的電壓為零。

圖 1. 標準高精度

為了精確，圖 1 的放大器具有超低的輸入偏置電流和失調電壓。為了通過低于最小 I PD來降低電流誤差，MAX9613 的額定輸入偏置電流為 1pA （典型值）。為盡可能保持光電二極管響應的線性度，MAX9613 失調電壓為 150mV （最大值） 超低。

由于周圍的實際電容和寄生電容，此 TIA 可能會不穩定。但希望通過您從本博客系列中獲得的新設計專業知識，您將能夠設計出這種令人不快的情況。

在圖 1 中，信號增益等于反饋網絡和光電二極管寄生電阻的組合。信號增益公式（公式 1）為：

V OUT / I PD ≈ （R F || C F ） 1

在等式 1 中，如果假設 C F是開路，則該跨阻電路的估計直流增益為 R F。

對等式 1 的進一步檢查得出極點頻率（等式 2）等于：

? P = 1 / （2 p R F x C F ） 等式。2

信號頻率響應在 R F和 f P處表現出更高頻率的直流響應（圖 2）。

圖 2. TIA 信號頻率響應。

在圖 2 中，信號在放大器的反相側獲得。TIA 的直流增益等于 V OUT /I PD。方便的是，該增益等于反饋電阻 R F。隨著頻率的增加，增益保持穩定，直到達到拐角頻率，其中 R F和 C F形成一個低通濾波器。

這就是 TIA 信號響應的故事，但我們還沒有談到交流域中的穩定性或電路振鈴。圖 1 有兩個基本領域，我們將使用它們來進一步闡明 AC 穩定性響應：

1） 運算放大器電路，其中將包括所有運算放大器寄生效應。

2） 光電二極管，具有所有光電二極管寄生效應。

這兩個區域中的元件和寄生電容和電阻將構成階躍響應特性。在我們即將進行的評估中，我們將了解放大器和光電二極管的寄生電容如何對電路的穩定性產生重大影響。

審核編輯：郭婷