PIN光电二极管的噪声分析
目录1课程设计题目 (1)2课程设计目的 (1)3课程设计时间 (1)4课程设计环境 (1)5课程设计任务和要求 (2)6课程设计原理 (2)6.1原理简介 (2)6.2 PIN光电二极管简述 (3)6.3设计原理 (4)7课程设计过程及调试、结果 (5)7.1设计所用器件简介 (5)7.2器件的参数设置 (7)7.3 设计布局图 (8)7.4调试结果图 (9)7.5 调试结果分析 ..............................................................................................错误!未定义书签。
8课程设计过程中遇到的问题、解决方法.............................................错误!未定义书签。
9课程设计体会.......................................................................................................错误!未定义书签。
参考文献 .....................................................................................................................错误!未定义书签。
1课程设计题目IN光电二极管的噪声分析2课程设计目的本课程为“光纤通信”必修课程的后续设计实践课程，主要提供学生在一种通用设计平台上进行光纤通讯系统设计的系统训练，要求学生掌握一种光通信系统设计软件（如OptiSystem）的使用，要求学生熟悉基本知识、培养思维和表达能力及合作精神、提高光网络构建和分析能力，形成利用设计软件工具对设计任务进行总体布置的能力。
3课程设计时间周（2014年6月23日-2014年6月27日）4课程设计环境OptiSystem软件OptiSystem是一款创新的光通讯系统模拟软件包，它集设计、测试和优化各种类型宽带光网络物理层的虚拟光连接等功能于一身，从长距离通讯系统到 LANS和MANS都使用。
OptiSystem可以帮助用户规划、测试和模拟几乎传输层所有的光纤系统，包括局域网、城域网和广域网，也提供了从组件到系统各个层面的传输层光通信系统设计和规划，并仿真出分析结果和应用。
OptiSystem是一个基于实际光纤通讯系统模型的系统级模拟器具有强大的模拟环境和真实的器件和系统的分级定义。
它的性能可以通过附加的用户器件库和完整的界面进行扩展，而成为一系列广泛使用的工具。
本次课程设计采用的是对64Bit操作系统的支持Optisystem7.0。
5课程设计任务和要求于OptiSystem软件完成PIN光电二极管的噪声分析的仿真设计，分析各类噪声源及其影响，增强研究问题解决问题的动手能力。
6课程设计原理6.1原理简介（1）系统噪声噪声是一种随机性的起伏量，它表现为无规则的电磁场形式，是电信号中一种不需要的成分，干扰实际系统中信号的传输和处理，影响和限制了系统的性能。
在光接收机中，可能存在多种噪声源，它们的引入部位如图6-1所示。
图6-1 光接收机中的噪声源及其分布响光接收机性能的主要因素就是接收机内的各种噪声源。
接收机中的放大器本身电阻会引入热噪声（Thermal Noise），而放大器的晶体管会引入散粒噪声（Shot Noise），而且多级放大器中会将前级的噪声同样放大，计算分析这些噪声对我们分析、优化光接收机以及整个光通讯系统都是有十分重要的作用。
本课程设计中，我们主要讨论PIN光电二极管中的散粒噪声和热噪声对系统的影响。
（2）眼图概念图是一系列数字信号在示波器上累积而显示的图形，其形状类似于眼睛，故叫眼图。
在用余辉示波器观察传输的数据信号时，使用被测系统的定时信号，通过示波器外触发或外同步对示波器的扫描进行控制，由于扫描周期此时恰为被测信号周期的整数倍，因此在示波器荧光屏上观察到的就是一个由多个随机符号波形共同形成的稳定图形。
这种图形看起来象眼睛，称为数字信号的眼图。
眼图主要的参数有如下：消光比、交叉点、Q因子、信号的上升时间、下降时间、峰—峰值抖动、均方根值抖动、信噪比等。
（3）误码率码的产生是由于在信号传输中，衰变改变了信号的电压,致使信号在传输中遭到破坏，产生误码。
噪音、交流电或闪电造成的脉冲、传输设备故障及其他因素都会导致误码误码率，比如传送的信号是1，而接收到的是0；反之亦然。
各种不同规格的设备，均有严格的误码率定义，如通常视/音频双向光端机的误码率应该在：（BER）≤10E-9。
6.2 PIN光电二极管简述（1）PIN光电二极管PIN光电二极管的特性：缺点是暗电流大，因结容量低，故可获得快速响应。
为了进一步提高光检测器的量子效率和响应速度，在P型半导体与N型半导体之间加入一种轻微掺杂的本征半导体，这样的光电二极管称为PIN光电二极管，是一种吸收光辐射而产生光电流的一种光检测器。
其结构如图6-2所示：6-2 基于异质结的PIN光电二极管（2）光电二极管的主要噪声散粒噪声粒效应噪声是Schottky于1918年研究此类噪声时,用子弹射入靶子时所产生的噪声命名的。
因此,它又称为散弹噪声或颗粒噪声。
散粒噪声是由形成电流的载流子的分散性造成的，在大多数半导体器件中，它是主要的噪声来源。
这种噪声是由光的本质（粒子性）决定的，其他的噪声可以进行限制甚至消除，而这种噪声总是存在，并成为接收机的极限灵敏度的限制。
热噪声噪声来源于电阻内部自由电子或电荷载流子的不规则热运动。
:检测器具有内阻，所以也有热噪声，其热噪声的均方电压和电流值如公式6-1所示：R kTB 4i 2T = （公式6-1）为被尔兹曼常数，R 为检测器的等效电阻，T 为材料的绝对温度，B 为接收机带宽。
降低器件的绝对温度可以降低热噪声，降低探测带宽也可以减少热噪声。
暗电流噪声电流是指在无光照的情况下，积累一定时间后产生的载流子，在实际应用中，暗电流表现为叠加在信号上的噪声。
暗电流引起的噪声可分为两部分：(1)载流子的热噪声，它是一种泊松分布的随机过程，表现为白噪声信号，该噪声形成了暗电流的背景噪声，降低工作温度可减少这种热噪声；(2)晶体中缺陷的大量集中引起的脉冲尖锋，称为暗电流的不一致性，它是暗电流噪声的主要因素，直接影响信号质量。
背景噪声景噪声也称为本底噪声，是指在发生、检查、测量、记录系统中与有用信号无关的一切干扰。
6.3设计原理外调制激光发送机输出的调制光信号，经衰减器后，由fork 复制为两路相同的信号分别送入不同噪声设置的光电二极管。
一路信号通过的PIN 管不考虑热噪声，而具有Shot Noise ，PIN 管中Shot Noise 是依赖于信号强度大小的；另一路信号通过的PIN 管的热噪声设置为为-26e 1⨯W/Hz ，只考虑热噪声没有Shot Noise ，然后将两路信号分别送入滤波器和最终的误码率分析仪中，其中两路中的低通滤波器的截止频率和码率都是一样的。
同时观察两路信号的眼图分析，以此观察不同噪声对于眼图的影响。
设计流程图如图6-3所示：6-3 设计流程图7课程设计过程及调试、结果7.1设计所用器件简介1）伪随机码产生器（Pseudo-Random Bit Sequence Generator）：产生系统传输的数据码流，其输出为数字类型的数据2）NRZ脉冲产生器（NRZ Pulse Generator）：以伪随机码产生器事物输出为输入，讲数字信号转化为非归零码形式的电脉冲信号3）直接调制激光器（Mach-Zehnder Modulator）：输入光源到外调制激光发送机4）连续激光器（CW Laser）：各能级的粒子数及腔内辐射场均具有稳定分布。
其工作特点是工作物质的激励和相应的激光输出，可以在一段较长的时间范围内以连续方式持续进行，以连续光源激励的固体激光器和以连续电激励方式工作的气体激光器及半导体激光器，均属此类。
5）光衰减器（Optical Attenuator）：在测量光接收机的灵敏度时，通常把它置于光接收机的输入端，用来调整接收光功率的大小。
（6）低通贝塞尔滤波器（Low Pass Bessel Filter）：以光检测器的输出为输入，对输入的信号进行低通滤波（7）Fork（Fork 1x2）：复制出两路相同性质的光信号。
8）PIN光电二极管（Photodetector PIN）：在两种半导体之间的PN结，或者半导体与金属之间的结的邻近区域，在P区与N区之间生成I型层，吸收光辐射而产生光电流的一种光检测器。
9）眼图分析仪（Eye Diagram Analyzer）：其3个输入端口分别输入发射端的数字序列、发射端的调制信号和传输后的接收端的判决电路输入前的模拟信号。
该模块可根据有关输入进行误码率的分析和眼图分析。
因此它也具有一定的时域信号的分析能力，这里我们用它来测量接收机端的信号时域波形。
所用的元器件图标如下图7-1所示：(1) Pseudo-Random Bit (2) NRZ Pulse (3) Mach-ZehnderSequence Generator Generator Modulator (4) CW Laser (5)Optical Attenuator (6) Low Pass Bessel Filter（7）Fork （8）PhotodetectorPIN (9) Eye Diagram Analyzer 图7-1各种仪表仪器显示图7.2器件的参数设置（1）连续激光器的参数设置如图7-2所示：图7-2 连续激光器的参数设置（2）加有散粒噪声的PIN光电二极管的参数设置如图7-3所示：图7-3 加有散粒噪声的PIN光电二极管的参数设置（3）加有热噪声的PIN光电二极管的参数设置如图7-4所示：：图7-4 加有热噪声的PIN光电二极管的参数设置7.3 设计布局图图7-5 设计布局图7.4调试结果图(1)当信号强度为2dB时，PIN光电二极管没有散粒噪声和热噪声的情况下，即理想情况下的眼图分析如图7-6所示：图7-6 理想情况下的眼图由图7-6可得在没有散粒噪声和热噪声的情况下，眼图效果比较好，表明了信号经过PIN 光电二极管是受到的影响比较小，失真较弱。
（2）信号强度分别为2dB和10dB，频率都为193.1THz时，散粒噪声对比效果图如下图7-7所示：（a）信号强度为2dB （b）信号强度为10dB图7-7 散粒噪声对比效果图由图7-7（a）（b），我们可得该散粒噪声的大小取决于信号强度的，信号强度越强，产生的散粒噪声也随之变大，但信噪比增大，眼图效果更好。
PIN光电二极管的噪声解析总结计划
目录1课程设计题目 (1)2课程设计目的 (1)3课程设计时间 (1)4课程设计环境 (1)5课程设计任务和要求 (2)6课程设计原理 (2)原理简介 (2)6.2 PIN 光电二极管简述 (3)设计原理 (5)7课程设计过程及调试、结果 (6)设计所用器件简介 (6)器件的参数设置 (8)设计布局图 (10)调试结果图 (10)调试结果剖析 .......................................................................................错误 !不决义书签。
8课程设计过程中碰到的问题、解决方法........................................错误 !不决义书签。
9课程设计领会 ..............................................................................................错误 !不决义书签。
参照文件 ...........................................................................................................错误 !不决义书签。
1课程设计题目PIN 光电二极管的噪声剖析2课程设计目的本课程为“光纤通信”必修课程的后续设计实践课程，主要供给学生在一种通用设计平台长进行光纤通信系统设计的系统训练，要修业生掌握一种光通信系统设计软件（如OptiSystem ）的使用，要修业生熟习基本知识、培育思想和表达能力及合作精神、提升光网络建立和剖析能力，形成利用设计软件工具对设计任务进行整体部署的能力。
3课程设计时间1周（2014 年 6 月 23 日-2014 年 6 月 27 日）4课程设计环境OptiSystem软件OptiSystem是一款创新的光通信系统模拟软件包，它集设计、测试和优化各样种类宽带光网络物理层的虚构光连结等功能于一身，从长距离通信系统到LANS 和 MANS 都使用。
光电二极管(PIN)的频率响应特性分析
PC10-6-TO5光电二极管（PIN）的频率响应特性分析PC10-6-T05光电二极管是德国First Sensor公司生产的一种可见-近红外PIN光电二极管，因其稳定性好、高分流电阻阻抗、高响应度、低暗电流等优良特性，而被广泛应用于功率计，分光光度计，荧光探测，气体分析，气体颗粒物计数等光电产品的设计中三个参数作为电路仿真参数光电二极管的等效电路其中Rd是二极管的内阻，也称暗电阻；Rc是体电阻和电极接触电阻，一般很小，cj是结电容，根据上述提供的参数，有cj=100pf，根据暗电流和上升时间来确定其他参数，：0.2nA@10V和上升时间ns 2000@850nm 0V 50Ω由于反偏压工作，暗电阻很大电流受控源PC10-6-TO5光电二极管（PIN）资料产品编号PC10-6-TO5Low Dark Current(Id)低暗电流系列光电二极管，适用更高精度的探测。
波长范围(nm) 400～1100 峰值波长(nm) 900材料Si 光敏面积(mm2) 10尺寸(mm) Φ3.57封装模式TO最高反向工作电压：10(v)出光面特征：圆灯LED封装：加色散射封装(D)发光强度角分布：标准型发光颜色：白色功率特性：大功率暗电流：0.2nA@10V结电容：100pf@0V等效噪声功率 1.5*10-14w/Hz上升时间ns 2000@850nm 0V 50Ω响应度（A/W）0.64@900nm最高工作电压：10——50(v)应用方向：分析仪器，水质分析，光纤通讯产品说明：特点：响应度高，暗电流低，体积小，重量轻，使用方便，工作稳定可靠用途：广泛用于微光探测，粉尘探测，仪器，仪表，光功率计等可见－近红外PIN光电二极管波长响应范围在340nm~1100nm特性：稳定性好，高分流电阻阻抗，高响应度，低暗电流应用：功率计，分光光度计，荧光探测，气体分析，气体颗粒物计数等厂商：德国Silicon Sensor(现更名First Sensor)，。
光电二极管的噪声灵敏度如何优化
光电二极管的噪声灵敏度如何优化在现代科技领域中，光电二极管作为一种重要的光电器件，广泛应用于通信、医疗、工业检测等众多领域。
然而，其性能往往受到噪声灵敏度的影响。
噪声灵敏度直接关系到光电二极管在接收光信号时的准确性和可靠性。
因此，如何优化光电二极管的噪声灵敏度成为了一个关键问题。
要理解光电二极管的噪声灵敏度优化，首先需要清楚什么是噪声以及它是如何影响光电二极管性能的。
噪声在光电二极管中可以表现为多种形式，例如散粒噪声、热噪声、产生复合噪声等。
散粒噪声是由于光电流的粒子性导致的，其大小与光电流的平方根成正比。
热噪声则是由载流子的热运动引起的，与温度和电阻有关。
产生复合噪声则与半导体材料中的载流子产生和复合过程相关。
优化光电二极管的噪声灵敏度，一个重要的方面是从材料选择入手。
合适的半导体材料对于降低噪声起着关键作用。
例如，采用高纯度、低缺陷密度的材料可以减少产生复合噪声。
同时，材料的能带结构和载流子迁移率也会影响噪声性能。
在器件结构设计上，也有诸多策略可以降低噪声灵敏度。
增大光电二极管的受光面积可以增加光电流，从而相对降低散粒噪声的影响。
但受光面积的增加也需要综合考虑其他因素，如器件的集成度和响应速度。
优化耗尽层的宽度和深度同样重要。
较宽和较深的耗尽层有助于提高量子效率，减少暗电流，从而降低噪声。
此外，降低工作温度也是一种有效的方法。
因为温度的降低会减少热噪声。
在实际应用中，可以通过散热装置或者采用低温工作环境来实现。
但需要注意的是，过低的温度可能会带来其他问题，如材料的脆性增加等。
电路设计对于优化光电二极管的噪声灵敏度同样不容忽视。
采用低噪声的前置放大器可以有效地降低系统的整体噪声。
合理选择放大器的类型和参数，如输入阻抗、增益等，可以提高信号的质量。
同时，良好的滤波电路可以去除高频噪声，提高信号的稳定性。
除了上述硬件方面的优化措施，信号处理技术也能发挥重要作用。
例如，采用数字滤波算法可以对采集到的信号进行进一步的降噪处理。
PIN光电二极管的噪声分析
目录1课程设计题目 (1)2课程设计目的 (1)3课程设计时间 (1)4课程设计环境 (1)5课程设计任务和要求 (1)6课程设计原理 (2)6.1原理简介 (2)6.2 PIN光电二极管简述 (3)6.3设计原理 (4)7课程设计过程及调试、结果 (5)7.1设计所用器件简介 (5)7.2器件的参数设置 (6)7.3 设计布局图 (7)7.4调试结果图 (8)7.5 调试结果分析 ..............................................................................................错误!未定义书签。
8课程设计过程中遇到的问题、解决方法.............................................错误!未定义书签。
9课程设计体会.......................................................................................................错误!未定义书签。
参考文献 .....................................................................................................................错误!未定义书签。
1课程设计题目PIN光电二极管的噪声分析2课程设计目的本课程为“光纤通信”必修课程的后续设计实践课程，主要提供学生在一种通用设计平台上进行光纤通讯系统设计的系统训练，要求学生掌握一种光通信系统设计软件（如OptiSystem）的使用，要求学生熟悉基本知识、培养思维和表达能力及合作精神、提高光网络构建和分析能力，形成利用设计软件工具对设计任务进行总体布置的能力。
3课程设计时间1周（2014年6月23日-2014年6月27日）4课程设计环境OptiSystem软件OptiSystem是一款创新的光通讯系统模拟软件包，它集设计、测试和优化各种类型宽带光网络物理层的虚拟光连接等功能于一身，从长距离通讯系统到 LANS和MANS都使用。
PIN-TIA光电探测器光电流检测电路的RLS去噪
微弱的光信号转换成电信号并将信号进行一定强度低
噪声放大的探测器件。其工作原理是：PIN 的光敏面受
探测光照射时，
由于 PN 结处于反向偏置，
光生载流子在电
场的作用下产生漂移，在外电路产生光电流。10 Gb /s
PIN⁃TIA 的封装原理为：通过对 10 Gb/s PIN⁃TIA 输出的
电流进行采集检测，而 10 Gb/s PIN⁃TIA 的输出电压大
rithms，the influence of the main noise source of circuit in the 10 Gb/s PIN⁃TIA photodetector on the output current signal is op⁃
timized to reduce the measurement error of its Monitor pin current of the 10 Gb/s PIN⁃TIA photodetector. A 50 Hz wave trap and
“去除尖峰脉冲的中位值”算法，优化了 10 Gb/s PIN⁃TIA 内部电路的主要噪声来源对输出电流信号的影响；设计 50 Hz 陷波
器及高频滤波器减少了 50 Hz 工频信号的干扰以及对信号中混杂的高频信号也一并进行了滤除。使用 Multisum，Matlab 软
件进行了仿真。结果证明经过以上方法对噪声进行处理后，能够有效地降低噪声对于 10 Gb/s PIN⁃TIA 光电探测器输出电
小与入射光强成正比，故通过对该电压的检测可找到最
收稿日期：2019⁃04⁃10
修回日期：2019⁃05⁃21
基金项目：国家自然科学基金资助项目（91323301）
Project Supported by National Natural Science Foundation
光检测器介绍(PIN、APD详细讲解)
因此，检测器不能用于波长范围大于869 nm的系统中。
pin的量子效率
如果耗尽区宽度为w，在距离w内吸收光功率为:
P w P in (1e sw )
当电载流子在材料中流动时，一些电子 - 空穴对会重新
复合而消失，此时电子和空穴的平均流动距离分别为Ln和Lp，
这个距离即扩散长度，分别由下式决定:
LnDn n1/2
LpDp
1/2 p
Dn和Dp分别为电子和空穴的扩散系数，tn和tp为电子和空穴 重新复合所需的时间，称为载流子寿命。
在半导体材料中光功率的吸收呈指数规律:
光检测器介绍
主要内容
光电二极管的物理原理 光检测器噪声 检测器响应时间 雪崩倍增噪声 InGaAs APD结构 温度对雪崩增益的影响
光电检测器的要求
光电检测器能检测出入射在其上面的光功率，并完成光/ 电信号的转换。对光检测器的基本要求是:
- 在系统的工作波长上具有足够高的响应度，即对一定的入 射光功率，能够输出尽可能大的光电流； - 具有足够快的响应速度，能够适用于高速或宽带系统； - 具有尽可能低的噪声，以降低器件本身对信号的影响； - 具有良好的线性关系，以保证信号转换过程中的不失真； - 具有较小的体积、较长的工作寿命等。
目前常用的半导体光电检测器有两种: pin光电二极管和 APD雪崩光电二极管。
6.1 光电二极管的物理原理
光电二极管实际上类似于一个加了反向偏压的pn结。它 在发向偏压的作用下形成一个较厚的耗尽区。当光照射到光 电二极管的光敏面上时, 会在整个耗尽区 (高场区) 及耗尽区 附近产生受激跃迁现象, 从而产生电子空穴对。电子空穴对在 外部电场作用下定向移动产生电流。
基于光电二极管检测电路的噪声分析与电路设计
基于光电二极管检测电路的噪声分析与电路设计张俊杰（汉口学院机电工程学院,湖北武汉,430000）摘要：光电二极管可以将光信号转化为电信号，它主要是通过半导体PN结的光电效应来实现这一转化步骤的。
通过光电二极管对电路的噪声进行检测具有重要意义，就主要分析光电二极管对电路的噪声检测的价值，同时简单的分析相关的电路设计问题，希望所得结果能够为相关领域提供有价值的参考。
关键词：光电二极管；电路噪声；电路设计Noise analysis and circuit design based on photodiode detectioncircuitZhang Junjie（School of mechanical and electrical engineering, Hankou College HubeiWuhan,430000）Abstract：The photodiode can be light signals are converted to electrical signals.It is mainly through the photovoltaic effect of semiconductor pn junction to achieve the conversion step.Through the photoelectric diode on the circuit noise detection has important significance is an analysis of the value of photoelectric diode on the circuit noise detection,and simply analysis related circuit design problems,I hope the results could provide valuable reference for the related fields.Keywords：photodiode;circuit noise;circuit design1 光电二极管检测电路噪声的分析1.1 光电二极管的工作原理光电二极管通过光信号转换为电信号，其主要通过半导体PN结来实现这一光电效应。
PIN-TIA光电探测器光电流检测电路的RLS去噪
PIN-TIA光电探测器光电流检测电路的RLS去噪作者：舒斌颜科仲顺顺来源：《现代电子技术》2019年第24期摘要：在测量10 Gh/s PIN-TIA光电探测器Monitor引脚电流时，会受到外界环境噪声以及内部噪声的影响，使得测量值夹杂噪声，影响测量的准确性。
为了减少IO Gh/s PIN-TIA光电探测器Monitor引脚电流的测量误差，结合“自适应滤波”与“去除尖峰脉冲的中位值”算法，优化了10 Gh/s PIN-TIA内部电路的主要噪声来源对输出电流信号的影响;设计50 Hz陷波器及高频滤波器减少了50 Hz工频信号的干扰以及对信号中混杂的高频信号也一并进行了滤除。
使用Multisum，Matlab软件进行了仿真。
结果证明经过以上方法对噪声进行处理后，能够有效地降低噪声对于10 Gb/s PIN-TIA光电探测器输出电流的测量误差，提高测量的精度和稳定性。
关键词：光电探测器;10 Gh/s PIN-TIA;噪声分析;噪声抑制;RLS滤波算法;仿真分析中图分类号：TN206-34文献标识码：A文章编号：1004-373X（ 2019） 24-0001-040 引言10 Gb/s PIN-TIA光接收器是用于光通信系统中将微弱的光信号转换成电信号并将信号进行一定强度低噪声放大的探测器件。
其工作原理是：PIN的光敏面受探测光照射时，由于PN 结处于反向偏置，光生载流子在电场的作用下产生漂移，在外电路产生光电流。
10 Gb/sPIN-TIA的封装原理为：通过对10 Gb/s PIN-TIA输出的电流进行采集检测，而10 Gb/s PIN_rrIA的输出电压大小与入射光强成正比，故通过对该电压的检测可找到最佳耦合点，并进行封装。
而光电探测器在进行光电转换过程中，会引入噪声，噪声的产生将不可避免地使转换后的电信号与原始信号相比有一定的偏差，影响信号的准确性。
而且由于二极管（ PIN）产生的光电流非常微弱，常常会出现信号淹没在噪声中的情况。
PiN硅光二极管的噪声测试
,
,
而直 接 向热 噪 声 过 渡
,
一 般 来说 1 / 噪 声 与 半 导 体 器 f
,
件接 触 内部 或 表 面上 存 在 势 垒 有 关 无光 照 时 暗电流 引 起的 产生 复合 噪 声 表 现 在 中频 区
艺 z 实验 侧 得在 几 百 且 、 几 十k H 内
。
。
实 验表 明 它的 功率谱在 低频 部分为 一 恒 定 值 然而 当
粒 噪声 电 流 耘 另一 部 分是 二 极 管结 电 阻 热 噪 声 电流 坛 然而硅 光二 极管通 常 在 低频有 1 / f 。 噪声 电流 i 这 在实 验 中也 可 得到 证 实 由 于二 极管 总噪 声 电流 碍 , 嵘+ 碟+ 计极 小 因 而 ,
,
必 须 组 合放大 器才 能 进 行 测 量
,
由 于 探 测 率 与 等 效 输 入 噪 声 以 及 响 应率 均 有 关 故 通 过实验 得到 最 佳 探 测
,
:
率 的 反 向 偏置 为 3 、 S V
。
392
一
.
.
,
.
5 甲不 在 同一 数量 级 内 因 而 误 差 相 当 大 本 测 量 系统 中 凡 为 1 0 。 前置放 大 器 输入 噪 一“ x lo 一。 又 声 电压 为 5 I / / v 甲百万 其 测量 的灵 敏度 在 乃 1 0 A 寸百万 以 下 测 量 了 P N 硅 光
.
,
,
。
。
,
。
二 极管 ( 单元及 三 元) 的等 效 输入 噪 声 电流 一般在 低 于 3 0
。
价下
。
,
主 要 贡 献 是 1 / 噪声 有 j
基于光电二极管检测电路的噪声分析与电路设计_王立刚
)
1 2
=
en 2R D
Rf/ Cf .
( 12)
运算放大器存在失调电压和失调电流, 其值随温度漂移, 虽然在电路调整时能加以补偿, 但是温漂的
影响将在电路的输出端产生噪声. 失调电压和失调电流的温漂对放大电路输出的贡献 ET U , ETI 分别为
ETU =
AU $tR f RD
,
( 13)
E TI = A1 $tR f ,
2PR
1 f#
C
1
)
,
增大输出信噪比,
在
Rf
两端并联电容
C1
构成滤波电
路, 减小输出噪声和自激现象. ( 4) 在选用元器件时[ 5] , 要使用低噪声器件.
( 5) 光电二极管的内阻尽可能大, 结电容尽可能小, 以增大输出信噪比.
# 90 #
第2期
王立刚等: 基于光电二极管检测电路的噪声分析与电路设计
Q U2T =
4K T
f2
R( f ) df
,
f1
( 1)
式中: K 为波尔兹曼常数; T 为材料的绝对温度; R( f ) 为光电检测电路中的总电阻随频率 f 的变化关系,
纯电阻时, R( f ) 与频率无关, 则
收稿日期: 2009- 02-02; 审稿人: 曹 文; 编辑: 王文礼 基金项目: 黑龙江省教育厅科学技术研究项目资助( 11521012) 作者简介: 王立刚( 1959- ) , 男, 硕士, 副教授, 主要从事光电检测与测量、模式识别与人工智能等方面的研究. # 88 #