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低噪声跨阻放大器（TIA）-为什么添加反馈电容器会导致电压噪声峰值？
我正在研究一种用于检测弱光信号的低噪声跨阻放大器（TIA）。目的是实现具有10-20nV / rtHz的白噪声本底的10MHz带宽。我将FGA21光电二极管和OPA847运算放大器与以光导模式工作的10kohm反馈电阻一起使用。 关键规格包括： 增益带宽乘积：GBW = 3.9GHz 输入电压噪声：e_n = 0.85nV / rtHz 输入电流噪声：i_n = 2.5pA / rtHz 光电二极管电容：C_d = 100pF @ 3V偏置 PCB设计遵循许多建议的布局技术（最小化走线长度，在运算放大器下传递反馈组件，将敏感走线与接地层隔离等）。此外，使用去耦电容器对电源进行了严格滤波，并使用OPA820运算放大器来缓冲输出。 拍摄了两个噪声频谱，一个噪声频谱的反馈电容保持开路，另一个噪声频谱的设置为1.5pF： 虚线表示相应的理论噪声曲线。显然，电容器会导致噪声峰值变宽并频移，这与理论相矛盾，该理论认为反馈电容器会抑制跨阻增益并降低高频噪声。 为了进一步测试这一点，构建了不带光电二极管的电路，而是添加了一个100pF电容器来模拟二极管结电容，并重新测量了噪声： 在该电路中，添加反馈电容器会使噪声衰减，类似于理论预测的那样，这向我暗示了结电容和电流源的简单光电二极管模型可能并不完全准确。但是，通过文献搜索，我还没有找到关于该模型局限性的讨论，也没有看到这种行为的任何例子。 因此，我想知道是否有人曾经遇到过这个问题，或者是否可以理解增加单个电容器如何导致理论和实验之间的巨大差异？ （请原谅缺乏电路图，我是新用户，到目前为止，每个问题只能附加两个链接） 编辑：这是带光电二极管的TIA的PCB布局： 这是电路原理图（值得注意的是，运算放大器之间未使用低通滤波器，电容器保持开路状态）： 编辑2：请注意，在上面的电路图中，光电二极管没有反向偏置，在所示的所有噪声频谱中，它都以正确的偏置焊接