光電二極管加 TIA
    關(guān)于第一種光敏集成電路，就不多說了。在這個混合信號 IC 極其復(fù)雜的時代，工程師們找到了一種將光電二極管和跨阻放大器 (TIA)組合到單個組件中的方法，這并不奇怪。    了解這些組件的最佳方法是閱讀您感興趣的任何部件的數(shù)據(jù)表。例如，德州儀器 (TI) 的OPT301具有 120 dB 的 TIA 增益、4 kHz 的帶寬以及對可見光、紫外光和紅外光敏感的零偏置模式光電二極管。

    圖 1. 該圖顯示了 OPT301 光敏 IC 的內(nèi)部架構(gòu)。    Melexis 的MLX75305似乎采用光電導(dǎo)模式，并且集成了額外的輸出電路。

    圖 2. 這是 Melexis MLX75305 “光電壓 SensorEyeC”的內(nèi)部架構(gòu)。這個名字對我來說有點太聰明了。    此類別中更奇特的器件的一個示例是Analog Devices 的ADN3010-11。它具有一個鍺光電二極管，除了跨阻放大器之外還包含一個限幅放大器，旨在用于速度高達(dá) 11.3 Gbps 的光學(xué)數(shù)據(jù)傳輸。

    圖 4.  ADN3010-11設(shè)計用于開/關(guān)光檢測并產(chǎn)生差分輸出。
    光電IC二極管
    如上所述，我在這里使用濱松的術(shù)語。光電 IC 二極管與基于光電晶體管的放大器和光電二極管加 TIA 組件的不同之處在于，它不會將光電流轉(zhuǎn)換為電壓。
    光電 IC 二極管的輸出是電流，該電流的使用方式與普通光電二極管的光電流基本相同。不同之處在于電流要大得多，因為該器件集成了高增益電流放大器。因此，光電二極管克服了光電二極管的主要抱怨——它們產(chǎn)生極小的光電流——而無需迫使設(shè)計人員改用光電晶體管。   請注意，該器件中的光電二極管具有反向偏壓，因此在光電導(dǎo)模式下工作。該圖取自濱松應(yīng)用說明。

    如圖所示，光電 IC 二極管可提供 1300 A/A 的增益，Hamamatsu 的更高增益部件可提供 30,000 A/A 的增益。將光電流幅度增加 30,000 倍將使輸出信號更容易處理。
    光電 IC 二極管的另一個優(yōu)點是它們能夠包含第二個光電二極管，可以補償由于對近紅外區(qū)域波長敏感而引起的偏移。通過減去僅響應(yīng)近紅外光的光電二極管產(chǎn)生的信號，該設(shè)備提供主要限于可見波長的光譜響應(yīng)。
     顯示了第二個光電二極管，該二極管允許設(shè)備自動補償近紅外靈敏度。
    生成電壓信號
    如前兩張圖所示，您不需要 TIA 即可從光電 IC 二極管的輸出電流生成電壓信號。放大器產(chǎn)生電流信號，只需一個電阻就可以有效地將其轉(zhuǎn)換為可用的電壓信號。盡管我并不反對設(shè)計 TIA，但單個電阻器的簡單性和便利性無可爭議。