互阻抗,互阻抗是不是转移阻抗( 二 ) _生活百科

较大电路带宽需要较小补偿电容，但较小补偿电容将增大噪声增益，导致输出更大噪声，降低分辨率，如图 4 所示。
图 4：补偿电容对噪声增益的影响
电路 I-V 带宽受组件精度影响。为满足电路设计要求，带宽设置为要求的 1.5 倍：
对于高频率信号 ( ) 而言，补偿电容器的阻抗远远低于反馈电阻器，反馈网络阻抗由补偿电容器决定，因此在高频率 ( ) 下，噪声增益由 C1 和 Ci 决定：
为确保放大器稳定，1/β 与 Aol 相交的点必须小于或等于 20dB／十倍频程。因此在稳定的情况下，Aol 和 1/β 曲线将在的增益位置相交。根据高精度放大器的增益带宽积，我们可计算出交叉点频率为：
如果，电路就很稳定，因此我们要求：
从图 2 我们知道，增大 GBW 会导致噪声带宽增大，最终造成总输出噪声增大。在时，闭环电路具有 45 度的相位裕度，因此电路保持稳定。在噪声增益曲线 (1/β) 和放大器开环增益曲线将随组件变动而移动时，为保持电路稳定，我们选择 GBW 临界值为 1.5 倍的放大器：
设计步骤可总结如下：
确定信号增益（反馈电阻器 R1）：
计算补偿电容器 C1：
计算放大器 GBW：
选择一款能满足步骤 (3) 中 GBW 要求的低偏置电流放大器。
使用所选放大器的参数验证 R1 和 GBW：
，
在该步骤中，是优化值。
(6)如果步骤 (5) 通过验证，设计就完成了。如果不能通过验证，请选择较小值的 R1 或较大 GBW 的放大器，反回步骤 (1) 。
在放大器确定后，如何选择光电二极管、R1 和 C1：
如果我们已经选定运算放大器，我们就知道运算放大器的 GBW、Vomax 和 Ci-OPA 。根据运算放大器规范，我们将知道如何选择光电二极管、反馈电阻器和电容器。由于放大器已选定，因此 Aol 已经知道。图 5 是光电二极管的终端电容如何影响噪声增益。
图 5：光电二极管终端电容器对电路噪声增益曲线的影响
从图 5 可以明显看出，对于较小光电二极管电容而言，总体噪声更理想。因此我们需要选择电容较小的光电二极管。结点电容与扩散面积成正比，与耗尽区宽度成反比。扩散面积与灵敏度成正比。如果通过缩小耗尽区来降低结点电容，也会导致光电二极管灵敏度下降。在这种情况下，我们需要增大互阻抗来放大信号。使用极大值的反馈电阻器对电路性能不利，原因有几个。首先我们可以看到，使用较大反馈电阻器增大了噪声带宽，而且电阻器本身也在电路中产生了额外的热噪声（见图 3）。其次，如果我们使用极大的电阻器来确保带宽，我们就必须使用较小的补偿电容。图 4 是使用较小补偿电容会增大噪声增益的情况。最后，大型电阻器及二极管的暗电流还会在输出端造成较大的失调，其将限制电路的动态范围。
此外，该电容还取决于反向偏置电压。在光电二极管上应用反向电压以减少结点电容，从而降低噪声，是一种值得考虑的方法。但仍然需要注意来自反向偏置电压源的噪声。我们可使用 LPF 滤除偏置噪声。该 LPF 必须使用小阻值电阻器，以防止调制光电二极管上的电压。
我们现在有了放大器和光电二极管，接下来的步骤基本与上述六个步骤一样，但没有步骤 (3) 和步骤 (4)，因为我们已经知道 GBW：
(1)确定信号增益（反馈电阻器 R1）：
(2)计算补偿电容器 C1：
(3)验证：
(4)如果步骤 (3) 验证通过，设计即完成。如果验证失败，请选择更小值的 R1 或更大 GBW 的放大器，然后返回步骤 (1) 。
真实案例示例：
我们将使用一个真实案例来说明怎样在光电二极管应用中选择正确组件。有一款便携式生化分析仪使用 920nm 红外光透射被测试样本。该样本的生化特性对 920nm 红外光能量有不同的吸收能力。我们已经知道，穿透 920nm 红外光的最大功率为 -20dBm，需要为滨松硅光电二极管 S2551 提供 80% 的耦合率。我们需要确保电路对 25KHz 信号的衰减小于 3dB 。现在，我们来为该应用设计一款 3.3V 电源供电的光电二极管。