CN205609516U - 一种apd-tia同轴型光电组件 - Google Patents

一种apd-tia同轴型光电组件 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种APD‑TIA同轴型光电组件，用于提高光电组件的灵敏度，该APD‑TIA同轴型光电组件的管座上设置有跨阻放大器、雪崩二极管以及二极管滤波电容，各电器元件间采用金丝引线进行电连接，其中，对性能有关键性影响的金丝引线包括PD+线、信号线和地线，PD+线的水平长度小于等于0.3毫米，PD+线的弧高小于等于0.15毫米，信号线的水平长度小于等于1毫米，信号线的弧高小于等于0.2毫米，地线的水平长度小于等于0.4毫米，地线的弧高小于等于0.15毫米。本实用新型实施例通过优化敏感位置的金丝引线的结构，即对金丝引线的长度和弧高作出定量的限制，从而更好的降低金丝引线的寄生电阻和电感。

Description

一种APD-TIA同轴型光电组件
技术领域
本实用新型涉及光通信领域，尤其涉及一种APD-TIA同轴型光电组件。
背景技术
高速APD-TIA同轴型光电组件，广泛应用于光通信行业，如无源光网络、光同步数字传输网、以太网、光纤传输通道或其他长途传输系统，传输速率可达10Gb/s。现有的APD-TIA同轴型光电组件，使用普通的球透镜、普通的管座、TIA(trans-impedance amplifier，跨阻放大器)、APD(Avalanche PhotoDiode，雪崩光电二极管)等元件组成，各元件之间采用金丝引线以实现电连接，但现有技术中，金丝引线的弧度和水平长度没有严格控制，导致寄生电阻电容过大，极大的影响了光电组件的灵敏度。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种APD-TIA同轴型光电组件，来解决以上技术问题。
为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种APD-TIA同轴型光电组件，用于提高光电组件的灵敏度，包括管座，所述管座上设置有跨阻放大器、雪崩二极管以及二极管滤波电容；
所述跨阻放大器的PINA输入端通过PD+线与所述雪崩二极管的正极电连接；所述跨阻放大器的输出端通过两信号线与所述管座的两输出端PIN针电连接；所述跨阻放大器的接地端通过地线与管座电连接；所述雪崩二极管的负极电连接所述二极管滤波电容的正极，所述二极管滤波电容的负极接地；
所述PD+线、所述信号线以及所述地线均为弧形的金丝引线；
所述PD+线的水平长度小于等于0.3毫米，所述PD+线的弧高小于等于0.15毫米；所述信号线的水平长度小于等于1毫米，所述信号线的弧高小于等于0.2毫米；所述地线的水平长度小于等于0.4毫米，所述地线的弧高小于等于0.15毫米。
各电器元件间采用金丝引线进行电连接，其中，对性能有关键性影响的金丝引线包括PD+线、信号线和地线，严格控制其水平长度和弧高，可提高光电组件的灵敏度。
优选的，所述APD-TIA同轴型光电组件还包括二极管匹配电阻；
所述二极管匹配电阻的一端电连接所述管座的VAPD输入端PIN针；所述二极管匹配电阻的另一端电连接所述雪崩二极管的负极。
优选的，所述输出端PIN针的为圆柱形；
所述输出端PIN针的直径为0.2毫米。
优选的，所述二极管滤波电容的击穿电压为63伏，1KHz、1Vrms条件下，所述二极管滤波电容的电容值小于等于470皮法。
优选的，所述电源滤波电容的击穿电压为25伏，1KHz、1Vrms条件下电容值小于等于1000皮法。
优选的，所述二极管匹配电阻的击穿电压为63伏，1KHz、1Vrms条件下所述二极管匹配电阻的电阻值小于等于100欧姆。
优选的，所述管座为TO-46管座。
优选的，所述APD-TIA同轴型光电组件还包括电源滤波电容；
所述电源滤波电容70的正极电连接所述管座的VCC输入端PIN针，所述电源滤波电容的负极接地。
优选的，所述TO-46管座的外径为4.6毫米。
优选的，所述APD-TIA同轴型光电组件还包括管帽，所述管帽上设置有非球面透镜；
所述非球面透镜的中轴与所述管座的中轴在同一直线上；
所述非球面透镜的前焦距为2.7毫米，所述非球面透镜的后物距为1.24毫米。
本实用新型的有益效果：本实用新型实施例通过优化敏感位置的金丝引线的结构，即对金丝引线的长度和弧高作出定量的限制，从而更好的降低金丝引线的寄生电阻和电感，提高光电组件的灵敏度。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本实用新型实施例提供的APD-TIA同轴型光电组件的整体结构示意图。
图2为本实用新型实施例提供的管座的结构示意图。
图3为本实用新型实施例提供的管座的俯视图。
图4为本实用新型实施例提供的PD+线的结构示意图。
图5为本实用新型实施例提供的管帽的结构示意图。
图中：
10、管帽；11、非球面透镜；12、帽体；20、管座；21、输入端PIN针；22、输出端PIN针；30、跨阻放大器；40、二极管匹配电阻；50、二极管滤波电容；60、雪崩二极管；70、电源滤波电容；81、地线；82、信号线；83、PD+线；90、管脚。
具体实施方式
本实用新型实施例提供了一种APD-TIA同轴型光电组件，用于提高光电组件的灵敏度。
为使得本实用新型的实用新型目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
请参考图1，图1为本实用新型实施例提供的APD-TIA同轴型光电组件的整体结构示意图。该APD-TIA同轴型光电组件包括管帽10、管座20和管脚90。
请参考图2，图2为本实用新型实施例提供的管座的结构示意图。
管座20上环氧贴附有多个电器元件，包括跨阻放大器30、雪崩二极管60、二极管匹配电阻40、二极管滤波电容50以及电源滤波电容70，具体的，根据耦合最好位置，使用环氧树脂将多个电器元件贴在管座20上，并通过高温固化。各电器元件之间采用金丝引线进行电连接。
请参考图3，图3为本实用新型实施例提供的管座20的俯视图。
其中敏感位置的金丝引线主要包括地线81、信号线82和PD+线83。
跨阻放大器30的输出端通过两信号线82与管座20的两输出端PIN针22电连接，输出端PIN针22包括OUTP针和OUTN针，输出端PIN针22为圆柱形，直径为0.2毫米。跨阻放大器30的PINA输入端通过PD+线83与雪崩二极管60的正极电连接。地线81包括多根，跨阻放大器30与管座20连接的线均为地线81，跨阻放大器30的接地端通过地线81与管座20电连接。雪崩二极管60的负极电连接二极管滤波电容50的正极，二极管滤波电容50的负极接地。电源滤波电容70的正极电连接所述管座20的VCC输入端PIN针，所述电源滤波电容70的负极接地。二极管匹配电阻40的一端电连接管座20的VAPD输入端PIN针；二极管匹配电阻40的另一端电连接雪崩二极管60的负极。
所述PD+线83、信号线82以及地线81均为弧形的金丝引线。其中，金丝引线的结构请参考图4，图4为本实用新型实施例提供的PD+线的结构示意图。信号线82以及地线81的结构和PD+线83的结构近似，只是尺寸可能有所调整。
PD+线83包括线座831、第一弯曲部832以及第二弯曲部833，第一弯曲部832以及第二弯曲部833为一体结构。为便于描述，以图4中的PD+线83的摆放位置为基准，第一弯曲部832的上端和第二弯曲部833的右端连接，连接处呈现一圆弧形状；第一弯曲部832的下端和线座831连接。定义第二弯曲部833的左端到第一弯曲部832的下端之间的距离为PD+线83的水平长度，所述连接处的顶端到线座831的底部之间的距离为PD+线83的弧高。
优选的，PD+线83的水平长度小于等于0.3毫米，PD+线83的弧高小于等于0.15毫米。
优选的，信号线82的水平长度小于等于1毫米，信号线82的弧高小于等于0.2毫米；地线81的水平长度小于等于0.4毫米，地线81的弧高小于等于0.15毫米。
具体的，输入端PIN针21包括VAPD输入端PIN针和VCC输入端PIN针。
优选的，二极管滤波电容50的击穿电压为63伏，1KHz、1Vrms(Voltageroot mean square，电压的均方根)条件下，所述二极管滤波电容50的电容值小于等于470皮法。
优选的，所述电源滤波电容70的击穿电压为25伏，1KHz、1Vrms条件下电容值小于等于1000皮法。
优选的，二极管匹配电阻40的击穿电压为63伏，1KHz、1Vrms条件下所述二极管匹配电阻40的电阻值小于等于100欧姆。
本实施例中，管座20采用TO-46管座，所述TO-46管座的外径为4.6毫米。
请继续参考图5，图5为本实用新型实施例提供的管帽的结构示意图。
管帽10上设置有非球面透镜11和帽体12。非球面透镜11设置于帽体12上，非球面透镜11的中轴与管座20的中轴在同一直线上。
具体的，非球面透镜11的前焦距LP为2.7毫米，非球面透镜的后物距FF为1.24毫米。
本实施例中，通过严格控制金丝引线的弧高和水平长度，以尽量减小寄生电阻和/或电容；减小输出端PIN针的尺寸至0.2毫米，尽可能的避免或减小了信号输出失真；新增加一个二极管匹配电阻40，很好地滤除掉低频杂讯；传统的普通球透镜对光信号耦合效率为90％左右，本实施例采用非球面透镜，其对光信号的耦合效率达到98％，提升了光的耦合效率。
在常规测试条件下，即输入光波长λ为1550nm，码型PRBS为1031-1，误码率BER为10-12，现有的APD-TIA同轴型光电组件的灵敏度为-25.3dBm，并不能满足长距离80KM的数据传输应用。而本实施例提供的APD-TIA同轴型光电组件，其灵敏度可达-26.7dBm。
以上所述，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种APD-TIA同轴型光电组件，其特征在于，包括管座，所述管座上设置有跨阻放大器、雪崩二极管以及二极管滤波电容；
所述跨阻放大器的PINA输入端通过PD+线与所述雪崩二极管的正极电连接；所述跨阻放大器的输出端通过两信号线与所述管座的两输出端PIN针电连接；所述跨阻放大器的接地端通过地线与管座电连接；所述雪崩二极管的负极电连接所述二极管滤波电容的正极，所述二极管滤波电容的负极接地；
所述PD+线、所述信号线以及所述地线均为弧形的金丝引线；
所述PD+线的水平长度小于等于0.3毫米，所述PD+线的弧高小于等于0.15毫米；所述信号线的水平长度小于等于1毫米，所述信号线的弧高小于等于0.2毫米；所述地线的水平长度小于等于0.4毫米，所述地线的弧高小于等于0.15毫米。
2.根据权利要求1所述的APD-TIA同轴型光电组件，其特征在于，还包括二极管匹配电阻；
所述二极管匹配电阻的一端电连接所述管座的VAPD输入端PIN针；所述二极管匹配电阻的另一端电连接所述雪崩二极管的负极。
3.根据权利要求1所述的APD-TIA同轴型光电组件，其特征在于，所述输出端PIN针的为圆柱形；
所述输出端PIN针的直径为0.2毫米。
4.根据权利要求1所述的APD-TIA同轴型光电组件，其特征在于，所述二极管滤波电容的击穿电压为63伏，1KHz、1Vrms条件下，所述二极管滤波电容的电容值小于等于470皮法。
5.根据权利要求1所述的APD-TIA同轴型光电组件，其特征在于，还包括电源滤波电容；
所述电源滤波电容的正极电连接所述管座的VCC输入端PIN针，所述电源滤波电容的负极接地；
所述电源滤波电容的击穿电压为25伏，1KHz、1Vrms条件下电容值小于等于1000皮法。
6.根据权利要求1所述的APD-TIA同轴型光电组件，其特征在于，所述二极管匹配电阻的击穿电压为63伏，1KHz、1Vrms条件下所述二极管匹配 电阻的电阻值小于等于100欧姆。
7.根据权利要求1所述的APD-TIA同轴型光电组件，其特征在于，所述管座为TO-46管座。
8.根据权利要求7所述的APD-TIA同轴型光电组件，其特征在于，所述TO-46管座的外径为4.6毫米。
9.根据权利要求7所述的APD-TIA同轴型光电组件，其特征在于，还包括管帽，所述管帽上设置有非球面透镜；
所述非球面透镜的中轴与所述管座的中轴在同一直线上；
所述非球面透镜的前焦距为2.7毫米，所述非球面透镜的后物距为1.24毫米。
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