[发明专利]一种APD偏置电压温度补偿电路

说明书

本发明属于光电检测技术领域，公开了一种APD偏置电压温度补偿电路，包括：升压电路单元，APD以及温度补偿电路单元；其中，升压电路单元至少包括升压转换芯片和第一电阻，第一电阻一端接升压转换芯片的电压调节反馈端，另一端接APD的阴极，并形成温度补偿电路的电压输出端；温度补偿电路单元包括：第二电阻、第三电阻以及负温度系数热敏电阻，第二电阻和负温度系数热敏电阻串联，第三电阻与第二电阻和负温度系数热敏电阻并联，第三电阻连接在升压转换芯片的电压调节反馈端和地之间。本发明能够对APD的偏置电压进行补偿，使其随工作温度的变化而变化，提高APD增益稳定性。

技术领域

本发明涉及光电检测技术领域，尤其涉及一种APD偏置电压温度补偿电路。

背景技术

近年来为探测到更微弱的光信号，高速光电检测电路广泛采用雪崩光电二极管(Avalanche Photo Diode，APD)作为光电检测器，APD是在光电信号变换中的重要桥梁。

由于，高速光电检测电路中光模块的工作电压一般为3.3V或5V，而APD所需的工作电压高达几十伏，因此为保证APD的正常工作，需引入高压驱动电路来对APD进行升压。目前，APD高压驱动电路大部分直接采用能够实现DC/DC转换功能的专用升压芯片进行升压或倍压来达到APD的击穿电压，或者直接采用微控制器(Micro Controller Unit，MCU)控制升压电路输出高压信号，使得APD接收器获得足够的击穿电压达到雪崩状态，产生倍增效应。APD获取足够的击穿电压，达到雪崩状态后，即会将接收到的微弱光信号转换成电信号，并将转换成的电信号传递给光电检测系统的其他器件进行处理，以实现对该微弱光信号的探测。然而，由于实际应用中环境温度的变化对APD的特性影响很大，导致现有的APD高压驱动电路往往很难长时间稳定工作。具体来说，击穿电压V_B为温度T的函数，因此当环境温度变化时，击穿电压V_B会随之变化；而根据理论研究，APD的倍增因子M与偏置电压V(也称高压)及击穿电压V_B存在以下关系：(n介于1到3之间，它由APD的具体材料有关，在室温时可认为是固定值)，因此若击穿电压V_B发生变化而APD的偏置电压V不变，则倍增因子M即会随击穿电压V_B的变化而变化。即，当环境温度T发生改变时，由于击穿电压V_B发生变化，若偏置电压V保持不变，则倍增因子M将发生明显改变，引起APD的电流增益变化，导致APD的增益稳定性变差。

发明内容

为此，本发明提供了一种APD偏置电压的温度补偿电路，以至少解决现有的APD高压驱动电路由于APD温度特性的影响而无法长时间稳定工作的问题，能够对APD的偏置电压进行补偿，使其随工作温度的变化而变化，提高APD增益稳定性，从而提高APD的光电检测性能的精确度。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种APD偏置电压的温度补偿电路，包括：升压电路单元，APD以及温度补偿电路单元；其中，升压电路单元至少包括升压转换芯片和第一电阻，第一电阻一端接升压转换芯片的电压调节反馈端，另一端接APD的阴极，并形成温度补偿电路的电压输出端；温度补偿电路单元包括：第二电阻、第三电阻以及负温度系数热敏电阻，第二电阻和负温度系数热敏电阻串联，第三电阻与第二电阻和负温度系数热敏电阻并联，第三电阻连接在升压转换芯片的电压调节反馈端和地之间。

基于本发明实施例提供的APD偏置电压的温度补偿电路，采用负温度系数热敏电阻设计温度补偿电路单元，进而利用温度补偿电路单元实现了对APD偏置电压的补偿，在满足能正常驱动APD同时，能够有效的将环境温度的变化反映到升压转换芯片的输入反馈电压处，从而实现对APD升压电路单元输出的电压进行不断自适应反馈调节，使其随工作温度的变化而变化，使APD增益稳定性得以提高，从而提高APD的光电检测性能的精确度。

附图说明