一种APD探测器制造技术

本实用新型专利技术提出了一种APD探测器，其包括光电二极管、反向偏置电压发生电路、放大器和CPU芯片，反向偏置电压发生电路包括DC‑DC变换器、升压电路和反馈调节电路；DC‑DC变换器的输出端通过升压电路与反馈调节电路的输入端电性连接，反馈调节电路的输出端分别与DC‑DC变换器的反馈端和光电二极管的负极电性连接，光电二极管的正极通过放大器与CPU芯片的模拟输入端电性连接。通过在反向偏置电压发生电路中设置升压电路，可以将5V直流电压升压至180V直流电压输出，满足雪崩光电二极管对反偏电压的要求；同时优化升压电路的结构降低其输出的直流高压高频噪声和纹波系数。

【技术实现步骤摘要】
一种APD探测器
本技术涉及光通信领域，尤其涉及一种APD探测器。
技术介绍
随着激光技术的发展，激光广泛应用在各个领域中，例如，光通信、激光切割、人脸识别和激光测距等
中。光通信接收器中常常采用雪崩光敏管(APD)作为PIN二极管，通过激光器发出激光，在接收端通过雪崩光电探测器探测该光信号，并转换为电信号。雪崩光电二极管是一种具有内部增益的光电探测器，它可以用作在微弱光信号条件下获得较大的输出光电流。雪崩光电二极管的工作模式包括零偏压下的光电压模式以及反偏压下的光电导模式，其中，APD具有较高的灵敏度，但需要为给定的光通量需要提供特殊的偏置电路，以产生适当的电子流。现有的偏置电路提供的反向偏置电压无法产生高压，并且也会产生高频噪声，造成偏置电路输出电压纹波系数高。因此，为解决上述问题，本技术提供一种APD探测器，优化反向偏置电压发生电路的结构，使其输出高压的同时可以降低输出电压中的高频噪声和纹波系数。
技术实现思路
有鉴于此，本技术提出了一种APD探测器，优化反向偏置电压发生电路的结构，使其输出高压的同时可以降低输出电压中的高频噪声和纹波系数。本技术的技术方案是这样实现的：本技术提供了一种APD探测器，其包括光电二极管、反向偏置电压发生电路、放大器和CPU芯片，反向偏置电压发生电路包括DC-DC变换器、升压电路和反馈调节电路；DC-DC变换器的输出端通过升压电路与反馈调节电路的输入端电性连接，反馈调节电路的输出端分别与DC-DC变换器的反馈端和光电二极管的负极电性连接，光电二极管的正极通过放大器与CPU芯片的模拟输入端电性连接。在以上技术方案的基础上，优选的，DC-DC变换器为MAX5026变换器；MAX5026变换器的LX引脚为其输出端，FB引脚为其反馈端，LX引脚与升压电路电性连接，FB引脚与反馈调节电路的输出端电性连接。进一步优选的，MAX5026变换器的内置开关频率为500KHz。进一步优选的，升压电路采用四倍频升压电路。进一步优选的，升压电路包括：电感L2、电解电容C22-C23、电容C18-C21和肖特基二极管D3-D7；MAX5026变换器的LX引脚通过依次串联并且正向连接的肖特基二极管D3-D7与反馈调节电路的输入端电性连接，电感L2的一端与电源电性连接，电感L2的另一端与MAX5026变换器的LX引脚电性连接，电容C18的一端与肖特基二极管D3的正极电性连接，电容C18的另一端与肖特基二极管D4的负极电性连接；电容C19的一端与肖特基二极管D5的正极电性连接，电容C19的另一端与肖特基二极管D6的负极电性连接；电容C20的一端与肖特基二极管D6的正极电性连接，电容C20的另一端与肖特基二极管D7的负极电性连接；电容C21的一端与肖特基二极管D4的正极电性连接，电容C21的另一端与肖特基二极管D5的负极电性连接；电解电容C22的正极与肖特基二极管D4的正极电性连接，电解电容C22的负极接地；电解电容C23的正极与肖特基二极管D7的负极电性连接，电解电容C23的负极接地。进一步优选的，反馈调节电路包括电阻R30和电位器RP1；电阻R30的一端与肖特基二极管D7的负极电性连接，电阻R30的另一端分别与电位器RP1的一端以及MAX5026变换器的FB引脚电性连接，电位器RP1的另一端接地。在以上技术方案的基础上，优选的，放大器包括跨阻放大器和反相器；光电二极管的正极通过依次串联的跨阻放大器和反相器与CPU芯片的模拟输入端电性连接。本技术的一种APD探测器相对于现有技术具有以下有益效果：(1)通过在反向偏置电压发生电路中设置升压电路，可以将将5V直流电压升压至180V直流电压输出，满足雪崩光电二极管对反偏电压的要求；同时优化升压电路的结构降低其输出的直流高压高频噪声和纹波系数；(2)通过设置反馈调节电路，用于调节升压电路输出的电压值，满足不同的应用场景需求。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术一种APD探测器的结构图；图2为本技术一种APD探测器中反向偏置电压发生电路的电路图；图3为本技术一种APD探测器中放大器的电路图。具体实施方式下面将结合本技术实施方式，对本技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本技术保护的范围。如图1所示，本技术的一种APD探测器，其包括光电二极管、反向偏置电压发生电路、放大器和CPU芯片。光电二极管，将微弱光信号转换为光电流信号。本实施例中，采用雪崩光电二极管，其工作模式采用反偏压下的光电导模式。雪崩光电二极管能够获得内部增益是基于碰撞电离效应，当其加上高的反偏压(约100-200V)时，耗尽层的电场很强，光生载流子经过时就会被电场加速，当电场强度足够高时，光生载流子获得很大的动能，它们在高速运动中与半导体晶格碰撞，使晶体中的原子电离，从而激发出新的电子空穴对，这种现象称为碰撞电离。碰撞电离产生的电子空穴对在强电场作用下同样又被加速，重复一过程，这样多次碰撞电离的结果使载流子迅速增加，电流也迅速增大。反向偏置电压发生电路，为光电二极管提供高压直流反偏电压，通过优化反向偏置电压发生电路的结构，可以减小高压直流反偏电压中的高频噪声和纹波系数。本实施例中，反向偏置电压发生电路包括DC-DC变换器、升压电路和反馈调节电路；具体的，DC-DC变换器的输出端通过升压电路与反馈调节电路的输入端电性连接，反馈调节电路的输出端分别与DC-DC变换器的反馈端和光电二极管的负极电性连接，光电二极管的正极通过放大器与CPU芯片的模拟输入端电性连接。DC-DC变换器，用于构建偏置电源。本实施例中，优选的，DC-DC变换器采用MAX5026变换器，其是一种低噪声、固定频率的升压转换器，本实施例中，为避免高频噪声，MAX5026变换器的内置开关频率设置为500KHz，内部的横向DMOS开关器件具有40V耐压极限。其中，述MAX5026变换器的LX引脚为其输出端，FB引脚为其反馈端，LX引脚与升压电路电性连接，FB引脚与反馈调节电路的输出端电性连接。升压电路，将低压直流电源信号抬升为高压直流信号。若不使用升压电路，则DC-DC变换器可以提供71V的高压输出，而雪崩光电二极管的反偏电压为100-200V，显然光靠DC-DC变换器是无法输出这么高的电压，因此为满足雪崩光电二极管反偏电压的要求，本实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种APD探测器，其包括光电二极管、反向偏置电压发生电路、放大器和CPU芯片，其特征在于：所述反向偏置电压发生电路包括DC-DC变换器、升压电路和反馈调节电路；/n所述DC-DC变换器的输出端通过升压电路与反馈调节电路的输入端电性连接，反馈调节电路的输出端分别与DC-DC变换器的反馈端和光电二极管的负极电性连接，光电二极管的正极通过放大器与CPU芯片的模拟输入端电性连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种APD探测器，其包括光电二极管、反向偏置电压发生电路、放大器和CPU芯片，其特征在于：所述反向偏置电压发生电路包括DC-DC变换器、升压电路和反馈调节电路；
所述DC-DC变换器的输出端通过升压电路与反馈调节电路的输入端电性连接，反馈调节电路的输出端分别与DC-DC变换器的反馈端和光电二极管的负极电性连接，光电二极管的正极通过放大器与CPU芯片的模拟输入端电性连接。


2.如权利要求1所述的一种APD探测器，其特征在于：所述DC-DC变换器为MAX5026变换器；
所述MAX5026变换器的LX引脚为其输出端，FB引脚为其反馈端，LX引脚与升压电路电性连接，FB引脚与反馈调节电路的输出端电性连接。


3.如权利要求2所述的一种APD探测器，其特征在于：所述MAX5026变换器的内置开关频率为500KHz。


4.如权利要求2所述的一种APD探测器，其特征在于：所述升压电路采用四倍频升压电路。


5.如权利要求4所述的一种APD探测器，其特征在于：所述升压电路包括：电感L2、电解电容C22-C23、电容C18-C21和肖特基二极管D3-D7；
所述MAX5026变换器的LX引脚通过依次串联并且正向连接的肖特基二极管D3-D7与反馈调节电路的输入端电性连接，电...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡志宏，邹长广，褚明辉，
申请(专利权)人：武汉万赢半导体科技有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北;42