跨阻放大器(TIA: trans-impedance amplifier)是用于電流電壓轉(zhuǎn)換放大的模擬器件，常應(yīng)用于光電探測前端。

　　光學(xué)傳感器接收到光信號將其轉(zhuǎn)換為微小電流，隨后通過TIA將來自光電二極管的輸出電流轉(zhuǎn)換為差分電壓信號，然后通過比較器判斷反射信號的檢測成功與否，后由MCU來處理來自比較器的信號。

　　圖1 光學(xué)傳感器前端信號處理示意圖

　　經(jīng)光學(xué)傳感器光電二極管(PD)/雪崩光電二極管(APD)轉(zhuǎn)換的電流通常只有數(shù)十微安，若使用寬帶運放來搭建光學(xué)傳感器的TIA放大電路，由于失調(diào)電壓、噪聲等的影響，數(shù)百微安的電流難以被放大器有效的放大，寬帶運放運用于微小電流轉(zhuǎn)差分電壓設(shè)計上較為復(fù)雜。若將光學(xué)傳感器用跨阻放大器(TIA)用于激光雷達(dá)設(shè)計，不但增益穩(wěn)定，還簡化了外部電路，TIA輸入端可直接連接APD，使用TIA進(jìn)行光學(xué)傳感器前端設(shè)計優(yōu)勢明顯。

　　深圳市乾鴻微電子有限公司自主設(shè)計并基于國內(nèi)代工廠工藝流片的HA1003型輸入鉗位保護(hù)的單通道TIA放大器具有200M的高帶寬，可放大只持續(xù)幾納秒的輸入電流脈沖，為整個系統(tǒng)提供更高的分辨率;5k、15k、30k、50k四種可編程增益模式動態(tài)可選，無需設(shè)置后續(xù)放大級;4pA√Hz的低噪聲系數(shù)延長了工作距離。HA1003采用塑封QFN16L、4mm*4mm封裝，功能對標(biāo)ADI公司MAX40660產(chǎn)品，是光學(xué)傳感器前端國產(chǎn)芯片中的選擇。

　　圖2 TIA放大器后接全差分放大器示意圖

　　在實際應(yīng)用的過程中，可能會遇到50k增益仍不足以滿足應(yīng)用需求，此時可在TIA放大器后接一全差分放大器，以損失部分帶寬來提升放大器增益。HA1003為單端輸入、差分輸出的TIA放大器，HA1001E為差分輸入、差分輸入的全差分放大器;如圖所示，HA1003型輸入鉗位保護(hù)的單通道TIA放大器后接一HA1001E型全差分放大器，對于數(shù)百微伏的小電壓信號，HA1001E將信號增益為RF/RI倍，選擇的信號增益大小應(yīng)結(jié)合實際應(yīng)用情況中前端信號的大小來進(jìn)行選擇，以避免輸出信號飽和。進(jìn)行電路設(shè)計時，應(yīng)注意預(yù)留補償電容以防止相位裕度不足以致輸出信號失真。