跨阻放大器TIA該怎么理解？

TIA的全稱是Transimpedance amplifier, 即跨阻放大器。先從字面上理解下，amplifier比較好理解，就是放大器，例如對電壓放大。

Transimpedance這個單詞可以拆分成兩部分，trans+impedance, trans是橫跨的意思，impedance是阻抗的意思。

橫跨的阻抗，該怎么理解？橫跨，應(yīng)該對應(yīng)放大器的輸入輸出端。阻抗，表明輸入端與輸出端的關(guān)系和電阻有關(guān)。

通過對英語單詞的分析，能有個大概的判斷。TIA是一種放大器，應(yīng)用于將電流放大至電壓的場景，例如光電探測器探測信號的放大。

由于是將電流放大為電壓，增益定義為輸出電壓除以輸入電流，增益的單位是電阻，因此將這種類型的放大器稱為跨阻放大器。

PD接收到光信號后，產(chǎn)生的電流信號比較微弱（uA量級），因此需要利用TIA將其放大，便于后續(xù)的信號處理。

TIA的示意圖如下圖所示，

TIA的電路比較簡單，主要由一個運(yùn)放并聯(lián)一個反饋電阻構(gòu)成，通常還會并聯(lián)一個反饋電容，用于提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，如下圖所示。

TIA的主要參數(shù)指標(biāo)包括工作帶寬、增益、輸入噪聲等。有限的帶寬會導(dǎo)致碼間減幅振蕩，進(jìn)而引起眼圖的閉合。

帶寬通常取為信號速率的0.7倍左右。TIA的增益一般在幾十kΩ左右。TIA的輸入噪聲會影響光接收器的靈敏度，TIA的噪聲來源主要是熱噪聲。

實際設(shè)計使用TIA時，需綜合權(quán)衡這幾個參數(shù)，達(dá)到性能的最優(yōu)。下圖是macom網(wǎng)站的截圖，

對于TIA具體的參數(shù)分析與公式推導(dǎo)，可以參看文獻(xiàn)1，這里就不詳細(xì)分析了（主要是看不太懂。。。），列出兩個重要的公式。帶寬的計算公式如下，

R_f減小，帶寬增大。但是R_f減小后，增益也會減小。因此需要TIA的增益與帶寬間存在trade off, 需要選取合適的參數(shù)值。等效輸入電流噪聲的公式如下，

R_f減小，電流噪聲增大。

以上是對TIA的簡單介紹，作為光模塊的電路組成部分，TIA發(fā)揮了重要作用。雖說是光學(xué)小豆芽，但也得對電芯片有所了解，有一個更全面深刻的認(rèn)識。