航天级光电二极管电路设计：TI高精度TIA解决方案

"TI官方手册提供了关于航天级光电二极管电路设计的详细指南，重点关注了一个125kHz带宽的跨阻放大器(TIA)电路设计，适用于承受100krad辐射环境的航空航天应用。该设计使用了RHA LMP7704-SP精密运算放大器，并考虑了诸如稳定性、输入输出电压限制、直流误差源等因素。" 这篇应用简介深入探讨了在设计航天级光电二极管跨阻放大器时的关键技术要点。设计的目标包括实现125kHz的模拟带宽、处理0-20μA的光电二极管输入电流范围、设置115kV/A的跨阻增益以及0.2-2.5V的输出电压范围，同时保持低电源电流（<2.0mA）并采用5.0V单电源供电。此外，该电路需要具备一定的辐射耐受能力，如电离总剂量(TID)达100krad(Si)的耐辐射性能，以及抵抗单粒子闩锁(SEL)的能力。 设计过程中，选择合适的元件至关重要。TI推荐使用QMLV等级、耐辐射的RHA LMP7704-SP运算放大器，以确保在恶劣环境下仍能保持稳定性能。电阻器的选择通常为1%容差，若需更高精度，可选用更高等级的电阻。补偿电容器CF应选用NP0或C0G类型的陶瓷电容器，以保持良好的频率响应和避免输出失真。电容器CB则建议使用高介电常数(k)的电介质，而PCB上的去耦电容器也应为高k陶瓷类型。 电源去耦是另一个关键点，TI建议在运算放大器电源引脚附近放置10nF至1.0μF的电容器，以确保系统的稳定运行。在设计航空航天应用时，还需要遵循NASA的EEE-INST-002或其他如ECSS-Q-ST-30-11CRev.1等标准，以满足特定的任务和系统降额要求。 整体而言，这个设计案例展示了如何在复杂的航天环境中构建高精度、高稳定性的光电二极管信号转换电路，同时考虑了辐射环境下的可靠性问题。通过细致入微的组件选择和电路布局，设计师能够克服寄生电容、等效电容以及辐射影响等挑战，实现高效、精确的光电二极管信号放大。