電流監控器和雪崩光電二極管(APD)之間的壓降隨流過光電二極管電流監控應用的溫度和電流而變化。因此,在光纖和儀表傳輸系統等應用中,檢測平均光電二極管電流的能力對于高效的系統管理至關重要。
典型應用電路
MAX4007/MAX4008為精密、高邊、高壓電流監測器,專門設計用于監測光電二極管電流。這些器件為基準電流提供一個連接點 (REF),并提供一個監視器輸出,該輸出提供與基準電流成比例的信號。合適的APD(雪崩光電二極管)或PIN(正-固有-負)光電二極管連接在IC的REF引腳上,如圖1所示。REF引腳為光電二極管的陰極提供源電流。
圖1.采用MAX4007高邊電流監測器的典型應用電路
由于光電二極管V-I特性的陡峭斜率,光電二極管兩端電壓的微小變化會導致其電流發生顯著變化,從而改變光纖應用電路的總增益。光電二極管的壓降隨流過它的溫度和電流而變化。典型壓降(V偏見-在裁判MAX4007系列的電壓為0.8V,保證最大值為1.1V。
圖2顯示了基準電壓隨REF電流I的變化而變化裁判.該圖顯示,在傳統的非穩壓電路V中裁判在0μA至4mA光電二極管電流范圍內變化高達1.4V。VREF電壓的這種變化在某些應用中可能是不可接受的。調節 REF 電壓的一個主要挑戰是 V偏見可高達76V。
圖2.基準電壓隨 IREF 的變化
穩壓器電路
圖3所示的穩壓器電路通過保持V的恒定壓降解決了上述兩個問題。供應到 V裁判.它由一個2.048V穩定基準(MAX6007)和一個低偏置電流運算放大器(MAX4037)和一個1.2V內部緩沖基準組成。電阻R1設置偏置電流。
在整個3V至248V電源電壓范圍內,運算放大器電源在2.048V (1.2V + 5.76V)電源上始終會出現差異。MAX4037運算放大器的輸出饋入MAX4007的BIAS引腳,其REF引腳連接到運算放大器的反相輸入。運算放大器吸收REF電壓的任何變化,方法是將該電壓固定在其同相輸入端的電壓(V供應- 2.048V)。MAX4037能夠在整個1μA至4mA光電二極管電流范圍內提供電流。
圖3.用于MAX4007/MAX4008電流監測器的穩壓電路
根據圖2中的穩壓輸出曲線,可以得出結論,對于1μA至4mA光電二極管電流的變化,REF電壓(V供應-在裁判) 恒定在 2.047V。圖4顯示,對于5mA、76mA和1mA的不同基準電流,該電壓在3V至4V電源電壓下保持恒定。
圖4.V供應-在裁判與 V供應對于不同的偏置電流值
幾個誤差源引入了輕微的電壓誤差。一個是MAX4037運算放大器的失調電壓,但失調電壓非常低(±2.0mV),在整個溫度范圍內僅漂移100μV/°C。第二個是MAX6007的擊穿電壓變化,在整個電流范圍內變化±1.3mV,在整個溫度范圍內變化75ppm/°C。盡管存在這些誤差源,但所提出的穩壓電路比非穩壓電路有了顯著改進。
結論
本應用筆記中提出的電路消除了MAX4007/MAX4008電流監測器兩端壓降的變化。因此,它在整個負載電流和電源電壓范圍內為光纖應用中的光電二極管提供穩定的已知電壓。
審核編輯:郭婷
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