优化雪崩光电二极管电路：高增益与匹配策略

光电接收放大电路的改进在激光测距系统中起着关键作用，特别是在主动式红外弱光检测中。文章以雪崩光电二极管（APD）为核心，探讨了如何提升电路的增益和稳定性，以及优化光电匹配参数。 首先，针对APD的特性，APD的增益通常与反向偏压成指数关系，而噪声则与之成线性关系。因此，通过温度补偿电路的设计，作者提出了一种稳定APD偏压的方法，通过串联稳压管来模拟APD的温度系数，使得APD的工作点接近其击穿电压，从而实现显著的增益提升，例如超过100倍。 为了进一步提高电路的性能，文章引入了交流耦合的本级负反馈低电压低噪声NPN晶体管电路。这种设计不仅提高了系统的带宽响应（fT），还增强了晶体管的截止频率，从而在保持电路稳定性的同时，将电压增益提高到了原始电路的2至3倍。这种改进有助于提高整个光电系统的灵敏度，提升至少23分贝，这对于精确的测量至关重要。 然而，功率激光二极管（LD）的PN结温度变化可能导致波长漂移，这对窄带宽的匹配造成了挑战。为了克服这一问题，建议采用具有窄带宽（约10至15纳米）的干涉滤光片，以抑制背景辐射的影响，确保系统在不同温度条件下仍能保持良好的光谱匹配。 本文针对APD的特定性质，提出了一系列优化策略，包括温度补偿和电路设计改进，旨在解决红外弱光检测中的关键问题，提高激光测距系统的性能和精度。这些技术对于提升现代光电工程应用，尤其是远程激光测距系统，具有实际的指导意义。