CN117811516A - 可变跨阻tia放大器集成电路及激光脉冲探测器 - Google Patents

可变跨阻tia放大器集成电路及激光脉冲探测器 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种可变跨阻TIA放大器集成电路及激光脉冲探测器，属于激光测距应用技术领域。该集成电路在跨阻阵列的基础上提供外接跨阻选择功能，通过不同跨阻的组合实现可变跨阻切换功能，提供多种跨阻增益选择，适应不同探测距离对探测灵敏度和带宽的需求。

Description

可变跨阻TIA放大器集成电路及激光脉冲探测器
技术领域
本发明涉及激光测距应用技术领域，具体地涉及一种可变跨阻TIA放大器集成电路及一种激光脉冲探测器。
背景技术
PIN-FET电路主要用于基于TOF原理的激光测距机中，用于将被测目标物反射回来的脉冲光转换为电压脉冲信号，判定被测目标物的距离。由于不同探测距离对探测灵敏度和带宽的需求不同，或者当输出处于饱和状态需要降低跨阻增益时，均需要调整跨阻大小，但传统基于PIN-FET电路的脉冲激光探测电路，固定了跨阻的大小，无法实现跨阻的动态调整。
发明内容
本发明实施方式的目的是提供一种可变跨阻TIA放大器集成电路及激光脉冲探测器，以解决固定跨阻无法满足不同探测距离对探测灵敏度和带宽的需求以及当输出处于饱和状态需要降低跨阻增益的问题。
为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种可变跨阻TIA放大器集成电路，包括可变跨阻TIA放大电路和输出缓冲放大电路；
所述可变跨阻TIA放大电路包括增益放大器、跨阻阵列和外接跨阻；外接跨阻与跨阻阵列并联，并联形成的两个并联连接端分别连接至增益放大器的反向输入端和输出端；增益放大器的输出端连接至输出缓冲放大电路的输入端，增益放大器的正相输入端连接至电源负极，电源正极接地；
所述跨阻阵列包括并联的第一跨阻链路和第二跨阻链路；其中，第一跨阻链路包括串联的一级跨组和第一控制开关，第二跨阻链路包括串联的二级跨阻和第二控制开关。
可选的，所述增益放大器包括二极管、第一级场效应管、第二级三极管、第三级三极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第三电容和第五电容；
二极管并联在第一级场效应管的栅极，第一级场效应管的漏极经过第一电阻连接第三电容并接地，第一级场效应管的漏极还与第二级三极管的发射极连接；
第二级三极管的基极经过第三电阻接地，第二级三极管的基极分别与第二电阻的第一端和第三电阻的第一端连接，第二电阻的第一端连接至第一电阻与第三电容之间，第三电阻的第二端接地，第二级三极管的集电极分别与第三级三极管的基极和第四电阻的第一端连接，第四电阻的第二端连接至外接电源负极；
第三级三极管的集电极连接第三电容并接地，第三级三极管的发射极经过第五电阻连接至第五电容并接地；跨阻阵列的两端分别连接至第三级三极管的发射极和第一级场效应管的栅极。
可选的，所述第一级场效应管采用耗尽型MOS管，所述第二级三极管采用PNP三极管，所述第三级三极管采用NPN三极管。
可选的，所述输出缓冲放大电路包括第四级三极管、第五级三极管、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第四电容、第六电容、第七电容和第八电容；
所述增益放大器的输出端分别连接至第四级三极管的基极和第五级三极管的基极，第四级三极管的发射极经过第六电阻连接至第四电容并接地，第四级三极管的集电极连接至第六电容并接地，同时，第四级三极管的集电极通过第八电阻连接至第五级三极管的集电极；
第五级三极管的发射极通过第七电阻连接至第九电阻，第七电容与第九电阻并联后连接至第八电容并接地。
可选的，所述第四级三极管和所述第五级三极管均采用PNP三极管。
可选的，当第四级三极管的发射极通过第六电阻连接外接电源，第五级三极管的发射极通过第七电阻悬空时，输出缓冲放大电路为共集极模式，输出负极性脉冲；
当第四级三极管的发射极通过第六电阻悬空，第五级三极管的发射极通过第七电阻连接外接电源时，输出缓冲放大电路为共射极模式，输出正极性脉冲。
可选的，所述可变跨阻TIA放大电路采用GaAs工艺进行芯片集成。
可选的，对于芯片集成后的可变跨阻TIA放大电路，在芯片的控制端口采用CMOS或TTL电平，控制第一控制开关和/或第二控制开关的断开与闭合。
本发明第二方面提供一种激光脉冲探测器，由上述可变跨阻TIA放大器集成电路与光脉冲转换电路结合形成。
可选的，所述光脉冲转换电路包括第一电容、第二电容、负载电阻和APD；
所述负载电阻的第一端连接第一电容的第一端，第一电容的第二端接地；所述负载电阻的第二端分别连接第二电容的第一端和APD的输出端，第二电容的第二端接地，APD的输入端连接至可变跨阻TIA放大器集成电路中增益放大器的反向输入端。
本申请提供一种可变跨阻TIA放大器集成电路及激光脉冲探测器，该集成电路在跨阻阵列的基础上提供外接跨阻选择功能，通过不同跨阻的组合实现可变跨阻切换功能，提供多种跨阻增益选择，适应不同探测距离对探测灵敏度和带宽的需求。
本发明实施方式的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明实施方式的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施方式，但并不构成对本发明实施方式的限制。在附图中：
图1是本发明一种实施方式提供的可变跨阻TIA放大电路的电路图；
图2是本发明一种实施方式提供的输出缓冲放大电路的电路图；
图3是本发明一种实施方式提供的一种可变跨阻TIA放大器集成电路的电路图；
图4是本发明一种实施方式提供的可变跨阻TIA放大电路的静态工作点电路图；
图5是本发明一种实施方式提供的可变跨阻TIA放大电路的小信号模型电路图；
图6是本发明一种实施方式提供的一种激光脉冲探测器的电路图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
实施例一
图3是本发明一种实施方式提供的一种可变跨阻TIA放大器集成电路的电路图。该电路图包括图1所示的本发明一种实施方式提供的可变跨阻TIA放大电路的电路图和图2所示的本发明一种实施方式提供的输出缓冲放大电路的电路图。其中，可变跨阻TIA跨阻放大电路的输出端与输出缓冲放大电路的输入端连接。
进一步地，图1是本发明一种实施方式提供的一种可变跨阻TIA跨阻放大电路的电路图。如图1所示，本发明实施方式提供一种可变跨阻TIA跨阻放大电路，该可变跨阻TIA放大电路包括增益放大器、跨阻阵列和外接跨阻Rtx；外接跨阻Rtx与跨阻阵列并联，并联形成的两个并联连接端分别连接至增益放大器的反向输入端和输出端，增益放大器的输出端连接至输出缓冲放大电路的输入端，增益放大器的正相输入端连接至电源负极，电源正极接地。
上述跨阻阵列包括并联的第一跨阻链路和第二跨阻链路；其中，第一跨阻链路包括串联的一级跨组Rt1和第一控制开关，第二跨阻链路包括串联的二级跨阻Rt2和第二控制开关。
具体地，本集成电路考虑到实际应用中会出现当输入光脉冲幅度作大动态变化时，大信号状态下输出脉冲信号被限幅而导致的脉宽展宽的现象，也会导致后级电路出现严重的非线性，此时需要降低前置TIA放大器的增益让后级电路回到线性区，以往的方案是无法实现实时增益调整的，因此，该集成电路方案考虑了可变跨阻的思路：即设置跨阻阵列，该跨阻阵列集成两级跨阻Rt1和Rt2，同时在跨阻阵列的两端并联更大的外接跨阻Rtx，跨阻阵列和外接跨阻两两并联或者三者并联，一共可以实现7种组合（Rt1、Rt2、Rtx、Rt1||Rt2、Rt1||Rtx、Rt2||Rtx、Rt1||Rt2||Rtx）。如果后级系统可以判定输出信号出现饱和或展宽，此时可以控制前级的TIA跨阻大小，从而降低前级TIA跨阻增益，使得后级电路的输出信号重新恢复到小信号状态。
进一步地，如图6所示，增益放大器包括二极管DL、第一级场效应管（MOSFET）Q1、第二级三极管Q2、第三级三极管Q3、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第三电容C3和第五电容C5；
二极管DL并联在第一级场效应管（MOSFET）Q1的栅极，第一级场效应管（MOSFET）Q1的漏极经过第一电阻R1连接第三电容C3并接地，同时，第一级场效应管（MOSFET）Q1的漏极还与第二级三极管Q2的发射极连接；第二级三极管Q2的基极经过第三电阻R3接地，同时，第二级三极管Q2的基极分别与第二电阻R2的第一端和第三电阻R3的第一端连接，第二电阻R2的第一端连接至第一电阻R1与第三电容C3之间，第三电阻R3的第二端接地，第二级三极管Q2的集电极分别与第三级三极管Q3的基极和第四电阻R4的第一端连接，第四电阻R4的第二端连接至外接电源负极；第三级三极管Q3的集电极连接第三电容C3并接地，第三级三极管Q3的发射极经过第五电阻R5连接至第五电容C5并接地；跨阻阵列的两端分别连接至第三级三极管Q3的发射极和第一级场效应管（MOSFET）Q1的栅极。
具体地，跨阻放大电路是整个放大电路的核心，其带宽特性、低噪声特性、功耗等均有严格要求，跨阻放大器的核心一个是三级级联的高增益放大器。该高增益放大器包括三个级联的晶体管Q1、Q2和Q3，其中，第一级场效应管（MOSFET）Q1需采用低噪声场效应管，本实施例具体采用耗尽型MOS管，第二级三极管Q2为PNP三极管，第三级三极管Q3为NPN型三极管。通过电压负反馈可自行闭环稳定在一个静态点上。静态工作电压点是通过反馈电阻网络，依据晶体管自身特性和参数设置可以将静态工作电压点设计在预订的电压点上，具体如图4所示。
图4中，通过设计特定的晶体管参数与外围偏置网络，可以将Vq的静态电压点设定在-0.5V~-0.7V范围，即级联放大的第一级Q1采用MOS管，该MOS管Q1的VGS电压会在-0.5V~-0.7V范围，也就是希望MOS在这个栅源电压范围静态点对应的跨导增益、带宽性能和噪声性能是最佳的。MOS管作为第一级放大，其噪声需要重点关注，同时按照设计该MOS应该是一个耗尽型晶体管，夹断电压在VGSoff=-1.2V，VDS电压工作范围在2-4V，对应的静态电流Id=8-15mA范围，设计的跨导增益至少要求满足＞40ms（@Id=8-15mA），增益带宽要求＞3GHz（@Ic=8-15mA），噪声系数要求＜2dB。级联放大的第二级Q2采用PNP型三极管，该PNP型三极管Q2采用共基级放大模式，要求其VCE耐压＞12V，电流放大倍数hFE＞30（@Ic=5-10mA），增益带宽要求＞3GHz（@Ic=5-10mA），噪声系数要求＜2.5dB。末级放大，即级联放大的第三级Q3采用了NPN型三极管，该NPN型三极管Q3采用射级跟随器方式，末级不需要有增益，主要是完成输出阻抗的变换和缓冲隔离，所以要求末级的三极管具有足够的带宽即可，比如VCE耐压＞12V，电流放大倍数hFE＞50（@Ic=3-5mA），增益带宽要求＞3GHz（@Ic=3-5mA），噪声系数要求＜3dB；Ic为静态电流。对于闭环后的静态电压需要进行精确的设计，要实现以上要求需要对第一级MOS管参数进行精确设计，因为其直接决定了静态电压点的精确值。
TIA跨阻放大器级联后的等效小信号模型电路图如图5所示，该级联放大分为三步：第一步：1、输入阻抗高、输出电阻低，2、输出级带宽宽，3、电压增益适中，低频电压放大倍数（反向）：Av1=-gm·(R3||Rin2)≈-gm·Rin2；gm为第一级MOS跨导；R3为负载电阻R3；Rin2为第二级的输入电阻；第二步：1、输入电阻低、输出电阻高，2、输出级带宽低，3、电压增益高，低频电压放大倍数（正向）：Av2=(β1·R4)/(Rin2)，Rin2=rbe/(1+β1)；β1为第二级三极管电流增益；R4为负载电阻R4；Rin2为第二级的输入电阻；rbe为负载电阻rbe；第三步：1、输入电阻很高、输出电阻很低，2、输出级带宽高，3、无电压增益，作buffer提高带载能力，低频电压放大倍数（正向）：Av3≈1，Rin3=rbe/(1+β2)R2。该电路图中的输入电阻Ri=Rgs，输出电阻Ro≈(R4+rbe)/(1+hfe)；Rin3为第三级的输入电阻；β2为第三级三极管电流增益；R2为负载电阻R2；R4为负载电阻R4；rbe为负载电阻rbe；hfe为三极管直流电流放大系数。
从图5中可以看出，级联放大器的输入阻抗基本由第一级MOS管的输入阻抗（阻抗高）决定，级联放大器输出阻抗由末级三极管的等效输出阻抗（阻抗低）决定；级联总增益AV≈-gm·β1·R4基本由第一级MOS跨导、第二级三极管电流增益β1和负载电阻R4决定，且三级级联放大的电压总增益极性为负（反向放大）；级联放大器的带宽瓶颈在第二级，需要对第二级的晶体管带宽作好设计，另外第二级共基级放大的负载电阻R4不能太大，在保证电压增益的条件下设置在合理的取值区间（比如2KΩ左右）。最后第一级MOS的噪声系数需要作的尽可能的优异，以确保三级级联后的总噪声足够小。
最后在第一级MOS的栅极输入端口加入了一个限幅二极管DL，当大幅度的光电流流过跨阻时，末级输出会饱和从而导致栅极输入电压会出现饱和（而不是停留在静态点如-0.5V附近），导致栅极电压会被抬高，为了防止栅极电压异常增加，需要将栅极电压进行限幅，比如当栅极输入脉冲电压饱和升高至0.7V以上时，限幅二极管DL会导通，并能分流一部分光电流至地，从而保护栅极电压过高损伤MOS。此处限幅二极管建议采用高速肖特基二极管，正向导通电压在0.6~0.7V（@100mA正向电流），反向恢复时间trr＜3ns，同时连续过流能力能满足＞100mA的要求，反向耐压＞20V即可。
进一步地，如图2所示，考虑到有两种极性的输出要求，本事实例中第四级三极管和第五级三极管均采用PNP三极管。将基于PNP三极管的共集级放大和共射级放大两种方式进行集成，一般只选择其中一种方式进行工作，要么选择共集级（射级跟随）模式、要么选择共射级模式（反向放大）输出，只需要按照图2电路图进行外围配电即可。另外，输出缓冲放大电路中基于PNP类型的两个三极管，其参数设置与可变跨阻TIA放大电路中的第二级PNP三极管参数保持一致即可。
进一步地，如图6所示，输出缓冲放大电路包括第四级三极管Q4、第五级三极管Q5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第四电容C4、第六电容C6、第七电容C7和第八电容C8；增益放大器的输出端分别连接至第四级三极管Q4的基极和第五级三极管Q5的基极，第四级三极管Q4的发射极经过第六电阻R6连接至第四电容C4并接地，第四级三极管Q4的集电极连接至第六电容C6并接地，同时，第四级三极管Q4的集电极通过第八电阻R8连接至第五级三极管Q5的集电极；第五级三极管Q5的发射极通过第七电阻R7连接至第九电阻R9，第七电容C7与第九电阻R9并联后连接至第八电容R8并接地。
具体地，当第四级三极管Q4的发射极通过第六电阻R6连接外接电源，第五级三极管Q5的发射极通过第七电阻R7悬空（共射极模式不工作）时，则输出缓冲放大电路为共集极（射极跟随）模式，输出负极性脉冲；当第四级三极管Q4的发射极通过第六电阻R6悬空（共集极模式不工作），第五级三极管Q5的发射极通过第七电阻R7连接外接电源时，则输出缓冲放大电路为共射极模式，输出正极性脉冲。
输出缓冲放大电路并行设计共集级和共射级两种输出级结构，可提供正负两种电压脉冲极性选择，适配不同系统设计要求。
进一步地，由于上述集成电路属于低功耗、高速、低噪声信号放大器，目前主流的芯片集成工艺主要采用CMOS工艺和GaAs工艺，CMOS工艺成熟、成本低、功耗低，适合集成度较高的复杂集成电路，GaAs工艺成本较高、可以作大功率器件、高频响应特性好、噪声性能优异，本集成电路重点关注高频特性和噪声性能，所以相比于CMOS工艺，GaAs工艺可以更好实现器件高速、低噪声的设计要求。因此，本实施例采用GaAs工艺对可变跨阻TIA放大电路进行芯片集成，优化电路带宽性能，降低噪声。
采用单芯片集成可以减少器件种类，一颗芯片的面积大致可以控制在1.5mm×1.5mm以下，也无需陶瓷基板的走线和电阻等无源器件的支持，占用面积大大缩小。其次芯片之间的互联走线以及其他寄生电容、寄生电感效应大大降低，有利于电路带宽的提升。
本实施例在芯片上集成了多跨阻开关阵列，可以提供不同跨阻放大增益的选择，同时也开放了跨阻端口，可以根据需要再外置不同的跨阻，形成多种跨阻的组合。
进一步地，对于芯片集成后的可变跨阻TIA放大电路，在芯片的控制端口采用CMOS或TTL电平，控制第一控制开关和/或第二控制开关的断开与闭合。在本实施例中3.3V/5V电平均可，可以很好的和数字电路IO口进行兼容设计。
目前针对窄脉冲TIA放大器基本采用了高带宽集成运放的电路来实现，但功耗和噪声优势不太明显，特别是噪声难以降低，所以利用噪声优异的PIN-FET电路（噪声有效值＜1mV）进行单芯片化集成设计有其明显的优势。本实施例中的单芯片集成设计后的可变跨阻TIA放大电路由于小型化优势明显，还可以与阵列APD组合形成多象元阵列探测器。
实施例二
图6是本发明一种实施方式提供的一种激光脉冲探测器的电路图。如图6所示，本发明实施方式提供一种激光脉冲探测器，该激光脉冲探测器由光脉冲转换电路和实施例一中的可变跨阻TIA放大器集成电路结合形成，可变跨阻TIA放大器集成电路和光脉冲转换电路组合构成的激光脉冲探测器，将被测目标物反射回来的脉冲光转换为电压脉冲信号，判定被测目标物的距离。
本实施例中的光脉冲转换电路包括第一电容C1、第二电容C2、负载电阻RL和APD；其中，
负载电阻RL的第一端连接第一电容C1的第一端，第一电容C1的第二端接地；负载电阻RL的第二端分别连接第二电容C2的第一端和APD的输出端，第二电容C2的第二端接地，APD的输入端连接至可变跨阻TIA放大器集成电路中的增益放大器的反向输入端。
具体地，APD接收光脉冲照射产生光电流脉冲iapd时，该光电流会经过反馈电阻Rtx转换为电压脉冲信号（负极性），之后通过缓冲放大电路进行输出阻抗转换以及电压极性调整。缓冲放大电路提供了共集级（射级跟随）和共射级放大两种模式，射级跟随器只能提供缓冲隔离和驱动能力，无电压放大能力（电压增益≈1）和无极性翻转，而共射级模式能够提供缓冲隔离、电压放大、极性翻转等，但驱动能力不如共集级（射级跟随）模式。
另外，APD的等效电容以及APD与电路之间的寄生电感是影响探测器带宽的一个关键，本实施例可以将电路和APD之间的互联可以作得更短，极大提升激光脉冲探测器的带宽。
以上结合附图详细描述了本发明的可选实施方式，但是，本发明实施方式并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施方式的技术构思范围内，可以对本发明实施方式的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施方式的保护范围。另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施方式对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施方式的思想，其同样应当视为本发明实施方式所公开的内容。

Claims (10)

1.一种可变跨阻TIA放大器集成电路，其特征在于，包括可变跨阻TIA放大电路和输出缓冲放大电路；
所述可变跨阻TIA放大电路包括增益放大器、跨阻阵列和外接跨阻；外接跨阻与跨阻阵列并联，并联形成的两个并联连接端分别连接至增益放大器的反向输入端和输出端；增益放大器的输出端连接至输出缓冲放大电路的输入端，增益放大器的正相输入端连接至电源负极，电源正极接地；
所述跨阻阵列包括并联的第一跨阻链路和第二跨阻链路；其中，第一跨阻链路包括串联的一级跨组和第一控制开关，第二跨阻链路包括串联的二级跨阻和第二控制开关。
2.根据权利要求1所述的可变跨阻TIA放大器集成电路，其特征在于，所述增益放大器包括二极管、第一级场效应管、第二级三极管、第三级三极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第三电容和第五电容；
二极管并联在第一级场效应管的栅极，第一级场效应管的漏极经过第一电阻连接第三电容并接地，第一级场效应管的漏极还与第二级三极管的发射极连接；
第二级三极管的基极经过第三电阻接地，第二级三极管的基极分别与第二电阻的第一端和第三电阻的第一端连接，第二电阻的第一端连接至第一电阻与第三电容之间，第三电阻的第二端接地，第二级三极管的集电极分别与第三级三极管的基极和第四电阻的第一端连接，第四电阻的第二端连接至外接电源负极；
第三级三极管的集电极连接第三电容并接地，第三级三极管的发射极经过第五电阻连接至第五电容并接地；跨阻阵列的两端分别连接至第三级三极管的发射极和第一级场效应管的栅极。
3.根据权利要求2所述的可变跨阻TIA放大器集成电路，其特征在于，所述第一级场效应管采用耗尽型MOS管，所述第二级三极管采用PNP三极管，所述第三级三极管采用NPN三极管。
4.根据权利要求1所述的可变跨阻TIA放大器集成电路，其特征在于，所述输出缓冲放大电路包括第四级三极管、第五级三极管、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第四电容、第六电容、第七电容和第八电容；
所述增益放大器的输出端分别连接至第四级三极管的基极和第五级三极管的基极，第四级三极管的发射极经过第六电阻连接至第四电容并接地，第四级三极管的集电极连接至第六电容并接地，同时，第四级三极管的集电极通过第八电阻连接至第五级三极管的集电极；
第五级三极管的发射极通过第七电阻连接至第九电阻，第七电容与第九电阻并联后连接至第八电容并接地。
5.根据权利要求4所述的可变跨阻TIA放大器集成电路，其特征在于，所述第四级三极管和所述第五级三极管均采用PNP三极管。
6.根据权利要求4所述的可变跨阻TIA放大器集成电路，其特征在于，
当第四级三极管的发射极通过第六电阻连接外接电源，第五级三极管的发射极通过第七电阻悬空时，输出缓冲放大电路为共集极模式，输出负极性脉冲；
当第四级三极管的发射极通过第六电阻悬空，第五级三极管的发射极通过第七电阻连接外接电源时，输出缓冲放大电路为共射极模式，输出正极性脉冲。
7.根据权利要求1所述的可变跨阻TIA放大器集成电路，其特征在于，所述可变跨阻TIA放大电路采用GaAs工艺进行芯片集成。
8.根据权利要求7所述的可变跨阻TIA放大器集成电路，其特征在于，对于芯片集成后的可变跨阻TIA放大电路，在芯片的控制端口采用CMOS或TTL电平，控制第一控制开关和/或第二控制开关的断开与闭合。
9.一种激光脉冲探测器，其特征在于，由权利要求1-8中任一项所述的可变跨阻TIA放大器集成电路与光脉冲转换电路结合形成。
10.根据权利要求9所述的激光脉冲探测器，其特征在于，所述光脉冲转换电路包括第一电容、第二电容、负载电阻和APD；
所述负载电阻的第一端连接第一电容的第一端，第一电容的第二端接地；所述负载电阻的第二端分别连接第二电容的第一端和APD的输出端，第二电容的第二端接地，APD的输入端连接至可变跨阻TIA放大器集成电路中的增益放大器的反向输入端。
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