高速高線性度BiCMOS光電耦合隔離放大器設(shè)計(jì).pdf

1、在工業(yè)自動(dòng)化檢測(cè)、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、測(cè)量?jī)x器儀表等諸多工業(yè)控制與測(cè)量工作中,需要解決的一個(gè)共性問(wèn)題就是工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)模擬信號(hào)采集時(shí)的抗干擾問(wèn)題。事實(shí)證明,采用光電耦合隔離放大器是行之有效的方法之一。由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、抗干擾能力強(qiáng),所以被廣泛應(yīng)用。然而,長(zhǎng)期以來(lái)模擬量光電隔離一直是數(shù)據(jù)采集和測(cè)控電路中的一個(gè)比較棘手的問(wèn)題,主要因?yàn)槭瞧胀ü怆婑詈掀骷话憔€性范圍都很窄,且溫度系數(shù)較大,元件參數(shù)分散。因此,線性度是光隔離放大器的一個(gè)重要參數(shù)

2、,它表示光隔離放大器的信號(hào)傳輸精度。
　　 本文對(duì)國(guó)內(nèi)外光電耦合隔離放大電路的設(shè)計(jì)方法做了廣泛的調(diào)查研究,分析了這些方法的工作原理和各自的優(yōu)缺點(diǎn)。在吸收國(guó)內(nèi)外先進(jìn)光電子與微電子集成技術(shù)的基礎(chǔ)上,為滿足工業(yè)模擬信號(hào)采集對(duì)線性度和速度日益增長(zhǎng)的要求,設(shè)計(jì)了一種新型的BiCMOS光電耦合隔離放大器。文中根據(jù)要求設(shè)計(jì)了高發(fā)射效率且能與標(biāo)準(zhǔn)的CMOS工藝兼容的硅發(fā)光二極管光發(fā)射器；設(shè)計(jì)了高速并能與標(biāo)準(zhǔn)BiCMOS工藝兼容的PIN雪崩光電二

3、極管光接收器；同時(shí)還根據(jù)光電耦合效率和速度的不同要求,設(shè)計(jì)了相應(yīng)的CMOS輸入放大電路和BiCMOS輸出放大電路。論文還針對(duì)光電子與微電子工藝技術(shù)的不同特點(diǎn),對(duì)整個(gè)光發(fā)射器電路的線性度、響應(yīng)速度、抗干擾能力等性能指標(biāo)作出了改進(jìn)。根據(jù)所設(shè)計(jì)的光發(fā)射器和光接收器的結(jié)構(gòu)、工藝特點(diǎn)分別進(jìn)行了電路建模與分析,通過(guò)PSpice8.0軟件對(duì)它們組成的光電耦合器進(jìn)行了數(shù)值模擬。采用標(biāo)準(zhǔn)的臺(tái)積電(TSMC)0.35μm BiCMOS工藝模型,用PSpic