對於那些需要高速和高動態範圍的應用，通常采用如圖1所示的跨阻抗放大器（TIA）電路。在該圖中，反饋電容顯示為一個寄生電容。對於許多應用來說，這是一個為確保穩定性而有意布設的電容器。

該電路讓光電二極管處於“光電導模式”，並bing在zai其qi負fu極ji上shang施shi加jia了le一yi個ge偏pian置zhi電dian壓ya。兩liang個ge運yun放fang輸shu入ru之zhi間jian的de虛xu擬ni連lian接jie把ba正zheng極ji保bao持chi在zai地di電dian位wei，從cong而er在zai該gai光guang電dian二er極ji管guan的de兩liang端duan施shi加jia了le一yi個ge恒heng定ding的de反fan向xiang偏pian置zhi電dian壓ya。可ke以yi把ba光guang電dian二er極ji管guan看kan作zuo是shi一yi個ge電dian流liu源yuan（與光強成比例）、一個電容器

、一(yi)個(ge)大(da)的(de)電(dian)阻(zu)器(qi)和(he)一(yi)個(ge)所(suo)謂(wei)暗(an)電(dian)流(liu)的(de)全(quan)並(bing)聯(lian)連(lian)接(jie)。二(er)極(ji)管(guan)兩(liang)端(duan)的(de)偏(pian)置(zhi)電(dian)壓(ya)越(yue)大(da)，光(guang)電(dian)二(er)極(ji)管(guan)電(dian)容(rong)往(wang)往(wang)會(hui)變(bian)得(de)越(yue)小(xiao)。雖(sui)然(ran)這(zhe)對(dui)速(su)度(du)有(you)益(yi)，但(dan)在(zai)實(shi)際(ji)中(zhong)則(ze)受(shou)限(xian)於(yu)光(guang)電(dian)二(er)極(ji)管(guan)承(cheng)受(shou)大(da)反(fan)向(xiang)電(dian)壓(ya)的(de)能(neng)力(li)。


由光電二極管產生的電流（IPD）被TIA電路放大，並通過跨阻抗增益電阻器（這裏也稱為反饋電阻器，即RF）轉換為一個電壓。理想的情況是
，該電流全部流過RF （即：IFB = IPD）
，然而實際上，放大器會以運放輸入偏置電流的形式“竊取”部bu分fen該gai電dian流liu。此ci偏pian置zhi電dian流liu在zai輸shu出chu端duan上shang產chan生sheng一yi個ge誤wu差cha電dian壓ya並bing限xian製zhi了le動dong態tai範fan圍wei。增zeng益yi電dian阻zu器qi越yue大da，這zhe種zhong影ying響xiang就jiu越yue厲li害hai。應ying選xuan擇ze具ju有you足zu夠gou低di偏pian置zhi電dian流liu（以及輸入失調電壓和輸入失調電壓漂移）的放大器以實現所需的動態範圍和總體準確度，這一點是很重要。

lingyigekaolvyinsushiyunfangshurudianliusuiwendubianhuadeyingxiang。caiyongshuangjixingshurujideyunfangjuyouxiangdanghengdingdeshurudianliu。danshigaidianliujishizaishiwentiaojianxiayeshifeichanggao（達到nA甚至μA級）
，因而導致無緩衝雙極放大器不適合很多高跨阻抗增益應用。為此
，相比於雙極放大器，人們通常優先選擇具有一個FET輸入級的運放，因為它們天生具有較低的輸入電流
，在室溫條件下常常為個位數pA或更低。

但是
，輸入ESD保護二極管在變熱時會發生泄漏，從而造成輸入電流隨溫度呈指數性上升。一個在室溫下具有pA級偏置電流的運放在125°C時輸入電流達到nA級的情況並不少見。本文稍後將介紹一款通過ESD二極管的自舉來解決該問題的運放。另一種可選方案是使用一個分立的FET在放大器輸入端上對光電二極管進行緩衝，但這需要一個額外的組件（相應地占用電路板空間）
，而且具有相對較高的輸入電容。

youyudongtaifanweishizuidashuchuxinhaoyuzaoshengzhibi，yinciyingxuanzejuyouzugoudizaoshengdeyunfang

，zheyidianhenzhongyao。yunfangdedianliuzaoshenghedianyazaoshengjunzhiguanjinyao，qiyingxiangchengdudegaodiqujueyuRF和CIN的數值。輸入電容CIN （見圖2）是光電二極管電容
、放大器輸入電容和電路板雜散電容的組合。在跨阻抗放大器電路中，電流噪聲與RF相乘，因而使噪聲表現為一個輸出電壓誤差。另外，放大器的電壓噪聲與噪聲增益相乘。因此，對於較高的RF值，電流噪聲（in）變得更具支配作用，而對於采用高CIN的電路，則電壓噪聲（en）居主導地位。想找到一款兼具低電流噪聲和低電壓噪聲的運放會是一件十分棘手的事。


此外
，輸入電容還限製了帶寬。有關於此的一種思考方法是：把輸入電容器的阻抗看作是傳統負輸出運放配置中的增益電阻器（RG）。該電容器越大，則阻抗越小，而且運放“承受”的有效增益（1 + RF/RG，常被稱為噪聲增益）越大。由於放大器的帶寬與增益之間成反比關係（因增益帶寬乘積的恒定特性之故）
，因yin此ci這zhe意yi味wei著zhe大da的de輸shu入ru電dian容rong將jiang限xian製zhi電dian路lu帶dai寬kuan。對dui此ci也ye可ke以yi從cong穩wen定ding性xing的de角jiao度du來lai思si考kao。運yun放fang輸shu入ru端duan上shang的de電dian容rong會hui在zai頻pin域yu中zhong產chan生sheng一yi個ge極ji點dian，或huo在zai時shi域yu中zhong產chan生sheng一yi個ge延yan遲chi。

通過增設一個（有意的，而不是寄生的）反饋電容器（CF），可(ke)對(dui)該(gai)極(ji)點(dian)進(jin)行(xing)補(bu)償(chang)以(yi)使(shi)電(dian)路(lu)穩(wen)定(ding)。該(gai)電(dian)容(rong)越(yue)大(da)，對(dui)電(dian)路(lu)帶(dai)寬(kuan)的(de)限(xian)製(zhi)也(ye)就(jiu)越(yue)大(da)。因(yin)此(ci)，應(ying)選(xuan)擇(ze)一(yi)個(ge)具(ju)有(you)低(di)輸(shu)入(ru)電(dian)容(rong)的(de)放(fang)大(da)器(qi)，並(bing)謹(jin)慎(shen)地(di)進(jin)行(xing)電(dian)路(lu)板(ban)的(de)布(bu)局(ju)以(yi)消(xiao)除(chu)雜(za)散(san)輸(shu)入(ru)電(dian)容(rong)和(he)反(fan)饋(kui)電(dian)容(rong)
，這(zhe)一(yi)點(dian)很(hen)重(zhong)要(yao)。請(qing)參(can)見(jian)LTC6268產品手冊的第14頁和第15頁
，以了解一些用於減小雜散反饋電容的實用主意，這些舉措在實踐中可使電路帶寬改善4倍以上。

具有fA級偏置電流的新型運放LTC6268是針對本文所述的高速、高動態範圍光電二極管電路所需之性能而優化的放大器範例。其利用片內ESD保護二極管的自舉實現了極低的輸入電流。通過創建輸入電壓的一個緩衝“副本”並將之饋入分離的ESD二極管，可在正常操作期間將二極管電壓和電流保持在極低的水平。結果是：在85°C和125°C溫度條件下分別提供了0.9pA和4pA的保證最大輸入電流。典型輸入電流性能示於圖3.雖然該電流仍然隨溫度的升高而增大，但是與其他放大器相比其增幅低了幾個數量級。

LTC6268提供了500MHz增益帶寬，從而實現了LTC6268產品手冊中所示的單級電路（從20kΩ跨阻抗增益和65MHz帶寬至499kΩ跨阻抗增益和11.2MHz帶寬）。由於隻采用了0.45pF輸入電容，因此在總的電路電容中LTC6268隻占了很小的一部分

，因而保持了高帶寬。LTC6268的輸入參考電壓和電流噪聲分別為4.3nV/√Hz （在1MHz）和5.5fA/√Hz （在100kHz）。而且，LTC6268的寬帶寬

、低失真和高擺率使其適合於高速數字化應用。


盡管市麵上銷售的運放數以百計（假如不是數以千計的話），然而要找到一款用於高速、高gao動dong態tai範fan圍wei光guang電dian二er極ji管guan電dian路lu的de合he適shi跨kua阻zu抗kang放fang大da器qi卻que是shi非fei常chang具ju挑tiao戰zhan性xing。每mei個ge電dian路lu都dou有you其qi一yi組zu獨du特te的de性xing能neng特te征zheng要yao求qiu，包bao括kuo極ji低di的de輸shu入ru偏pian置zhi電dian流liu和he輸shu入ru電dian流liu溫wen度du漂piao移yi、高速度（例如：增益帶寬乘積和擺率）、低電壓和電流噪聲的正確平衡、yijidishurudianrong。lingwai，haiyingtebiejinshendiduidaidianlubanbuju，yizuidaxiandudijianxiaojianghuiduidianludezhunqueduhesuduchanshengxianzhideloudianliuhezasandianrong。LTC6268代表了一種針對高性能TIA應用而優化的新型運放。

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