基于ADL5317的APD偏压控制／光功率监测电路的设计

　　3 内部结构及工作原理

ADL5317的内部结构如图2所示。其内部包括电流监测电路、偏置控制电路、GARD电路、VCLH电路、过流和过热保护电路。

　　3．1 电流监测电路

ADL5317的核心部分是一个具有电压跟随性质的精密电流衰减电路，为监测电路输入端提供精确偏置。该电路采用了结型场效应管输入形式的放大器．驱动监测电路的两极，同时保持VAPD端电压的稳定度及非常低的漏电流。该监测电路将流经VAPD端的光电流衰减至其1／5，然后传送至APD光电流监测输出端(IPDM)。在APD偏置电压范围内，监测电流与APD光电流之间都保持极高的线性度。

　　3．2偏置控制电路

　　VAPD端与VSET端通过一个运算放大器相连，在线性工作模式下，两者电压之间存在一个简单的关系：

　　同时VAPD端电压调节范围与高电压电源端VPHV之间存在以下关系：

　　3．3 GARD电路

　　GARD电路主要用来屏蔽VAPD线路不受漏电流的影响，以及滤除偏置控制电路的噪声。GARD电路由VSET端运算放大器通过一个20 k欧姆的电阻进行驱动。该电阻与GARD端外接电容构成RC网络，用于滤除运算放大器反馈网络的热噪声。

　　GARD电路的噪声和小信号的截止频率定义如下：

　　其中：f3dB是内部电阻20 k欧姆和外接电容CGRD构成的低通滤波器的截止频率；CGRD是GARD端至地的滤波电容。

　　CGRD的容值越大(最大约0．01μF)，ADL5317在最低输入电流处的噪声抑制性能越好，但是同时会延缓对VSET端电压变换的响应时间。

　　3．4 VCLH电路

　　高电压箝制电路(VCLH)是用于限制APD偏置电压不能超过VCLH端电压。其内部通过一只25k欧姆电阻将电位设置在相对于VPHV始终低2．0 V处，并不受温度影响。

　　在线性模式下，VCLH端与VPHV端连接，可扩展线性工作范围(上限高达VPHV-1．5 V)。在电源跟随模式下，VCLH端则必须置空。 3．5 过流和过温保护电路

　　FALT是集电极开路逻辑输出端(低电平有效)，用于警示是否有过流或过热状况出现。

　　当流经APD的光电流超过18 mA时，FALT将报警，并将电流监测电路关闭，以降低APD的电流和偏压。直到光电流下降到VSET运算放大器的电流限定值(约2．5 mA)以下时，电流监测电路将会重新工作，VAPD端电压恢复到其正常工作水平。