TIA 全稱為 Transimpedance Amplifier， 它的本質(zhì)是電流轉(zhuǎn)換為電壓的受控源電路。這類電路應(yīng)用于生命科學(xué)儀器、環(huán)境監(jiān)測、物質(zhì)成分分析、光通訊等領(lǐng)域，實現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換部分的功能。

TIA電路是光電傳感器由光信號轉(zhuǎn)化為電信號的關(guān)鍵電路，一般會置于信號鏈的第一級。而第一級電路中的增益，帶寬和噪聲都會對后級電路產(chǎn)生重大影響。因此如何實現(xiàn)TIA電路的最優(yōu)設(shè)計成為這類應(yīng)用中的重中之重。

ADI針對這類電路痛點和客戶需求專門設(shè)計了一套TIA電路解決方案以供廣大的工程師參考，ADI智庫最新上線的視頻課程《TIA電路應(yīng)用解決方案》介紹了TIA電路的應(yīng)用和挑戰(zhàn)、電路原理分析和解決方案，希望可以幫助大家快速的完成TIA電路設(shè)計和產(chǎn)品投產(chǎn)。

主題包括：

• TIA電路的應(yīng)用和挑戰(zhàn)

• TIA的電路原理分析

• TIA電路的解決方案

• 實際設(shè)計中的建議

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【TIA電路應(yīng)用解決方案】

TIA電路當(dāng)中增益帶寬和噪聲呈現(xiàn)相互制約的關(guān)系，TIA電路中的增益其實就是上面的跨阻，舉個例子，當(dāng)跨阻變小的時候，它的帶寬會增加，同樣也會導(dǎo)致噪聲會增加。此外，TIA電路的信號帶寬與運(yùn)算和放大器的GBP成正比，低GBP的運(yùn)算放大器在高速的TIA電路當(dāng)中容易導(dǎo)致震蕩。為了降低噪聲，有時候被迫需要壓低TIA電路的信號帶寬，但是壓低信號帶寬之后，增益可能又會受到影響。這樣的話在設(shè)計TIA當(dāng)電路當(dāng)中，最后妥協(xié)的往往是容忍噪聲。ADI提供的解決方案，就是來幫助大家如何盡可能的去降低TIA電路設(shè)計當(dāng)中的噪聲。

課程里我們將分析TIA電路的結(jié)構(gòu)和特性，包括信號增益、噪聲增益、閉環(huán)響應(yīng)和輸出噪聲等。在設(shè)計TI電路時，需要注意選擇合適的運(yùn)放放大器，并進(jìn)行增益和噪聲分析。

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【TIA電路應(yīng)用解決方案】

課程中還會介紹設(shè)計工具Photodiode Wizard，其實就是設(shè)計TIA電路應(yīng)用工具。使用Photodiode Wizard可設(shè)計跨導(dǎo)放大器電路與光電二極管接口。從工具內(nèi)置器件庫中選擇光電二極管，或輸入自定義光電二極管規(guī)格。快速考量權(quán)衡帶寬、峰值(Q)和ENOB/SNR。修改電路參數(shù)，并立即查看圖中的脈沖響應(yīng)、頻率響應(yīng)和噪聲增益結(jié)果。

TIA電路設(shè)計的時候，在選擇低電流噪聲、低偏置電流的同時還要關(guān)注運(yùn)算放大器的電壓噪聲、電壓特性。講師從幾百個ADI常用的運(yùn)算放大器中基于GBP篩選出來一些電流噪聲好、同時電壓噪聲也好的放大器。大家可通過這樣的列表，縮小你的篩選范圍，能夠更快的幫助大家來設(shè)計TIA電路。例如爆款放大器ADA4530-1，是一款fA (10^?15A)級輸入偏置電流運(yùn)算放大器，可用作集成了防護(hù)緩沖器的靜電計。它具有4.5 V至16 V的工作電壓范圍，使其能夠在傳統(tǒng)的5 V 和 10 V單電源系統(tǒng)以及±2.5 V和±5 V雙電源系統(tǒng)中工作。它具有超低輸入偏置電流，在溫度范圍進(jìn)行產(chǎn)品測試以確保器件滿足用戶系統(tǒng)中的性能目標(biāo)。集成式防護(hù)緩沖器用于隔離印刷電路板(PCB)中的輸入引腳泄漏，可減少電路板上的器件數(shù)量并簡化系統(tǒng)設(shè)計。

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【TIA電路應(yīng)用解決方案】