在使用跨阻放大器(TIA)时,需要注意以下几个关键事项:
1. 输入电阻与输出电阻的匹配:跨阻放大电路中,输入电阻应尽可能大,以避免对被放大信号源的负载效应。输出电阻应尽可能小,以保证较好的信号传输性能。可以通过并联或串联电阻的方式来调节输入电阻和输出电阻的匹配。
2. 反馈电阻的选择:反馈电阻R_F并不理想,它可能具有高达0.2pF的寄生并联电容。在高速TIA应用中,这些寄生电容与反馈电阻交互生成一个不理想的响应。因此,选择合适的反馈电阻对于确保电路的稳定性和性能至关重要。
3. 寄生电容的影响:在实际电路中,寄生电容会与反馈电阻交互,在放大器的回路增益响应中形成不必要的极点和零点。寄生输入和反馈电容的最常见来源包括光电二极管电容、运算放大器的共模和差分输入电容,以及电路板的电容。这些寄生电容相互交互,也与R_F交互生成一个不理想的响应。
4. 稳定性和噪声:在大增益的跨阻放大且要求一定带宽的场合,使用去补偿(decompensated)放大器要比单位增益稳定放大器有优势。去补偿放大器能够提供更好的电压噪声性能。
5. 带宽和增益:三个关键因素决定TIA的带宽:反馈电阻、反馈电容和输入电容。设计时需要考虑这些因素以确保TIA的带宽满足应用需求。
6. 电源和地线布局:电源和地线布局对于跨阻放大器的性能也非常重要。应确保电源线和地线尽可能短,以减少噪声和干扰。
7. 温度影响:跨阻放大器的性能可能会受到温度变化的影响。设计时应考虑温度补偿或选择适合工作温度范围的元件。
8. 信号源匹配:在设计跨阻放大器时,需要考虑信号源的匹配问题,确保信号源与放大器之间的接口兼容,避免信号失真。
9. 保护措施:跨阻放大器可能会受到静电放电或其他外部干扰的影响。设计时应考虑适当的保护措施,如使用保护二极管或屏蔽。
通过以上注意事项,可以设计出性能稳定、噪声低、带宽合适的跨阻放大器,满足各种应用需求。