跨阻放大器（Transimpedance Amplifier，TIA）輸出的是電壓信號，其核心功能是將輸入的電流信號按一定比例轉換為電壓信號，同時提供必要的增益和帶寬特性。以下從原理、應用場景和典型特性三方面展開說明：

1. 輸出信號的本質

• 電流-電壓轉換：跨阻放大器通過負反饋機制（通常為電阻反饋網絡），將輸入電流 Iin 轉換為輸出電壓 Vout，關系為：

Vout=?Iin×Rf

其中 Rf 為反饋電阻，負號表示相位反轉（可通過電路設計消除）。

• 電壓信號特性：輸出電壓的幅度、極性和帶寬由反饋電阻 Rf、運放增益帶寬積（GBW）及輸入電流特性決定。

2. 典型應用場景

跨阻放大器廣泛用于需要將微弱電流信號轉換為可測電壓的場景，例如：

• 光電探測器：如光電二極管（PD）或雪崩光電二極管（APD），將光信號轉換為電流后，需通過TIA轉換為電壓供后續處理。

• 傳感器接口：如粒子探測器、化學傳感器等，輸出為電流信號時需TIA進行轉換。

• 高速通信：在光纖通信中，TIA用于將光接收器的電流信號轉換為電壓信號，要求高帶寬和低噪聲。

3. 輸出信號的關鍵特性

• 增益穩定性：反饋電阻 Rf 的精度和溫度穩定性直接影響增益，需選用高精度、低溫度系數的電阻。

• 帶寬限制：TIA的帶寬由反饋電阻和運放的寄生電容（如輸入電容 Cin）決定，通常需滿足：

高帶寬應用需優化 Rf 和電路布局。

• 噪聲性能：TIA的噪聲主要來自運放的輸入噪聲電流和反饋電阻的熱噪聲，需根據應用需求選擇低噪聲運放和合理阻值。

• 動態范圍：輸出電壓范圍受運放供電電壓和線性度限制，需確保輸入電流在TIA的線性工作區內。

總結

跨阻放大器的輸出是電壓信號，其設計需綜合考慮增益、帶寬、噪聲和動態范圍，以滿足不同應用的需求。在光電探測、傳感器接口和高速通信等領域，TIA是電流到電壓轉換的核心電路。