噪声计算 - 跨阻型放大器应用指南

在由以上公式算出的带宽后， 运放本身带来的噪声贡献可以由如下公式算出：

公式4

其中：

IEQ = 等效的输入噪声电流， 这个值在带宽 F 《 1/（2πRFCF）内有效。

IN = 运放本身输入的电流噪声，算inverting的输入。

EN = 运放输入的电压噪声。

CD = 前面的光电二极管的寄生电容。

F = 带宽，单位为Hz.

4kT = 1.6E – 21J at T = 290°K

根据这个公式计算出等效的输入噪声电流后， 就可以算出在TIA 输出后SNR 了。

4 实际应用中的常见问题

这里整理几个TIA 运放在实际使用中经常遇到的问题：

4.1 振荡

这个问题在高增益，又有宽带要求的情况下比较常见。

比如设计一个20K 增益的放大链路， 假设总的输入的寄生电容很大， 10pF. 根据上面的图可以看出，采用GBW 最宽的OPA847 进行设计， 最宽稳定带宽只能在50M 附近。

设计电路如下：

Figure7 未加补偿的20k 放大电路

输入20n 的脉宽信号， 10u 的幅度， 得到的波形如下：

Figure8 原始输出响应

输出有振荡产生。

根据公式算出CF 的取值应该为0.24p. 加上后，电路如下：

Figure9 加补偿后的电路

仿真得到： 可以看到， 振荡消失，只剩过冲。 放大倍数也趋向正常。

Figure10 加补偿后的脉冲响应

在高增益的场合， 有可能反馈电阻自带的电容以及反馈走线带来的寄生电容都可以达到这么微小的电容值。 所以需要依具体的测试结果来确定反馈是否要另外加电容。