一种高灵敏度的大面元光电探测器组件制造技术

本实用新型专利技术公开了一种高灵敏度的大面元光电探测器组件，包括依次连接的探测器组件、前置放大电路和求和放大器，所述探测器组件包括至少两个光电探测器，每一光电探测器对应连接一个前置放大电路，所述光电探测器探测光信号并将该光信号转换成电信号后传输给对应的前置放大电路，前置放大电路将接收的电流信号转换成电压信号并放大后传输给求和放大器，所述求和放大器用于将各前置放大电路传输的电压信号进行求和后输出至后级电路进行处理，以提高整个大面元光电探测器的响应速度和接收灵敏度，填补了大面元光电探测器在激光测距、激光引信以及激光通信应用中的空缺。

【技术实现步骤摘要】
一种高灵敏度的大面元光电探测器组件
本技术涉及光电探测器
，特别是涉及一种高灵敏度的大面元光电探测器组件。
技术介绍
光电探测器是将光信号转换为电流信号的核心传感器，然后经过后续的放大电路将电流信号转换为电压信号并放大后输出，以满足后续电路的处理要求，可广泛应用于军用以及民用光电转换装置等领域。针对大面元光电探测器，其具有接收视场大，整机光学装置设计相对简单，应用方便，但是目前使用的大面元光电探测器，其结电容正比于光电探测器的光敏面的面积，同时其结电容又反比于光电探测器的带宽和灵敏度，由此可以得出光电探测器组件的光敏面面积是反比于光电探测器的带宽和灵敏度，这使得光电探测器组件在激光测距、激光引信以及激光通信等需要距离信息或要求信号上升时间较快、灵敏度要求较高的应用领域中收到了限制。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种宽带宽、高灵敏度的大面元光电探测器组件，以解决现有技术中增加光电探测器光敏面积光电探测器带宽和灵敏度下降的问题。为解决上述问题，本技术提供一种高灵敏度的大面元光电探测器组件，所述探测器组件包括依次连接的光电探测器组件、前置放大电路和求和放大器，所述光电探测器组件包括至少两个光电探测器，每一光电探测器对应连接一个前置放大电路，所述前置放大电路的数量与所述光电探测器的数量一一对应，所述光电探测器用于探测光信号并将该光信号转换成电信号后传输给对应的前置放大电路，所述前置放大电路用于将接收的电流信号转换成电压信号并放大后传输给求和放大器，所述求和放大器用于将各前置放大电路传输的电压信号进行求和后输出。进一步的，每一所述前置放大电路均包括运算放大器、第一电阻、第二电阻和第一电容，所述运算放大器的反相输入端与对应的光电探测器的输出端连接，所述运算放大器的反相输入端还通过所述第一电阻与其输出端连接，所述运算放大器的同相输入端分别通过所述第二电阻和第一电容接地。进一步的，所述求和放大器的同相输入端或反相输入端与所述运算放大器的输出端连接，所述求和放大器的反相输入端或同相输入端接地。进一步的，每一所述光电探测器的光敏面的面积相等，所述光敏面的形状为圆形、扇形、长条形、正方形、多边形以及异形中的一种或多种。进一步的，所述光电探测器的衬底由Si、GaN、GaAs或InGaAs材料制成。进一步的，所述探测器组件采用金属管壳气密封装方式进行封装，其形式为TO圆形封装或蝶形封装。本技术的有益效果：设置具有多个光电探测器的光电探测器组件，每一光电探测器对应连接一个前置放大电路，每个光电探测器分别对光信号进行探测，然后前置放大电路对信号进行放大，最后由求和放大器求和输出，以提高整个大面元光电探测器的响应速度和接收灵敏度，且该响应速度和灵敏度提高的倍数正比于所述光电探测器的个数，避免了因光电探测器的光敏面面积增加导致的大面元光电探测器的带宽和灵敏度降低，进而填补了大面元光电探测器在激光测距、激光引信以及激光通信应用中的空缺。附图说明图1为本技术一种高灵敏度的大面元光电探测器组件的较佳的实施方式的结构示意图。图2为前置放大电路和求和放大器的电路示意图。图3为光电探测器和前置放大电路的等效电路图。具体实施方式下面结合附图对本技术作进一步说明。在本技术的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。如图1-2所示，为本技术一种高灵敏度的大面元光电探测器组件的较佳的实施方式的结构示意图。所述大面元光电探测器组件包括依次连接的光电探测器组件10、前置放大电路201和求和放大器AS，所述光电探测器组件10用于探测光信号并输出电信号，所述前置放大电路20用于放大电信号，所述求和放大器AS用于将电信号求和后输出，以供后级系统处理。所述光电探测器组件10采用金属管壳气密封装方式进行封装，在本实施方式中，为了保证芯片的散热性能，所述封装形式为TO圆形封装或蝶形封装。所述光电探测器组件10包括至少两个光电探测器101，所述光电探测器的数量根据光敏面的大小以及所述探测器组件的技术要求确定。所述光电探测器101的衬底由Si、GaN、GaAs或InGaAs材料制成，使得所述光电探测器101的波长的响应范围为200nm～1700nm。每一所述光电探测器101上均具有等面积的光敏面，每一所述光电探测器101的光敏面面积均相等；每一光敏面可探测相同大小的光功率。所述光敏面的形状可以是圆形、扇形、长条形、正方形、多边形以及异形中的一种或多种，在本实施方式中，所述光敏面的形状为扇形。每一所述光电探测101均连接有一个前置放大电路201。所述光电探测器101探测光信号，并将该光信号转换成电流信号后传输给对应的前置放大电路201，所述前置放大电路201将接收的电流信号转换成电压信号并将放大后传输给求和放大器AS，所述求和放大器AS将各前置放大电路201传输的电压信号进行求和后输出。每一所述前置放大电路201均包括运算放大器A1、第一电阻Rf1、第二电阻Rb1和第一电容Cb1，所述运算放大器A1的反相输入端与对应的光电探测器101的输出端连接，所述运算放大器A1的反相输入端还通过所述第一电阻Rf1与其输出端连接，所述第一电阻Rf1作为反馈电阻跨接在所述运算放大器A1的反相输入端和输出端之间，用于将光电探测器101输出的电流信号转换成电压信号输出。所述运算放大器A1的同相输入端分别通过所述第二电阻Rb1和第一电容Cb1接地，所述第二电阻Rb1作为平衡电阻用于抑制电路的零点漂移，所述第一电容Cb1用于抑制信号的干扰，消除寄生电容的影响。所述求和放大器AS的同相输入端或反相输入端与所述运算放大器A1的输出端连接，所述求和放大器AS的反相输入端或同相输入端接地，以用于将各个运算放大器A1传输的电压信号同相求和或反相求和，然后将求和后的电压输出，使得输出的电压能够满足后续电路处理的要求。在本实施方式中，所述运算放大器A1、A2…AN的反相输入端分别接入各光电探测器101、102…N输出的电流信号IO1、IO2…ION，运算放大器A1、A2…AN将电流信号IO1、IO2…ION分别转换成对应的电压信号UO1、UO2…UON后输入求和放大器AS的同相输入端，所述求和放大器AS对其同相输入端接入的电压信号UO1、UO2…UON进行同相求和后输入，即得到所述探测器组件最终的输出电压UO为：UO＝UO1+UO2+…+UON(1)本技术的工作原理：如图3所示，为光电探测器101与前置放大电路201的等效电路图，通过恒流源S的输出等效成光电探测器101输出的电流信号，第二电容CD等效为光电探测器101内部的结电容，图中流过M点的电流即为光电探测器101输入运算放大器A1的电流信号I本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高灵敏度的大面元光电探测器组件，其特征在于：包括依次连接的光电探测器组件、前置放大电路和求和放大器，所述光电探测器组件包括至少两个光电探测器，每一光电探测器对应连接一个前置放大电路，所述前置放大电路的数量与所述光电探测器的数量一一对应，所述光电探测器用于探测光信号并将该光信号转换成电信号后传输给对应的前置放大电路，所述前置放大电路用于将接收的电流信号转换成电压信号并放大后传输给求和放大器，所述求和放大器用于将各前置放大电路传输的电压信号进行求和后输出。/n

【技术特征摘要】
1.一种高灵敏度的大面元光电探测器组件，其特征在于：包括依次连接的光电探测器组件、前置放大电路和求和放大器，所述光电探测器组件包括至少两个光电探测器，每一光电探测器对应连接一个前置放大电路，所述前置放大电路的数量与所述光电探测器的数量一一对应，所述光电探测器用于探测光信号并将该光信号转换成电信号后传输给对应的前置放大电路，所述前置放大电路用于将接收的电流信号转换成电压信号并放大后传输给求和放大器，所述求和放大器用于将各前置放大电路传输的电压信号进行求和后输出。


2.根据权利要求1所述的一种高灵敏度的大面元光电探测器组件，其特征在于：每一所述前置放大电路均包括运算放大器、第一电阻、第二电阻和第一电容，所述运算放大器的反相输入端与对应的光电探测器的输出端连接，所述运算放大器的反相输入端还通过所述第一电阻与其输出端连接，所述运算放大器的同相输入端分别通过所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张兴，廖钦渔，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第四十四研究所，
类型：新型
国别省市：重庆;50