PIN光電二極管的光生電流較弱，最小僅數(shù)皮安（pA），最大也僅數(shù)百微安（μA）左右。PIN光電二極管有兩種工作模式：光致電導(dǎo)和光致電壓[2]。光致電導(dǎo)方式中光電二極管兩端加有一個(gè)反向偏置電壓，增加了光電二極管耗盡層的寬度，從而大大減小了其寄生電容、提高了工作速度，但線性度較差，而且暗電流較大，不適合精密的光電流檢測(cè)。工作于光致電壓方式下的光電二極管上沒(méi)有壓降，即為零偏置, 如圖1所示。光靈敏度及線性度都很好，適用于精密應(yīng)用領(lǐng)域,所以一般的光檢測(cè)電路中都選用光致電導(dǎo)的方式引入光電二極管。

光檢測(cè)電路的靈敏度越高，要求所用放大器的偏置電流越小，反饋電阻RF越大。例如當(dāng)靈敏度為1mV/pA時(shí)，1pA的電流需要流過(guò) 1000M Ω的反饋電阻RF才能達(dá)到1mV。CMOS工藝中利用多晶硅制作精確值電阻[3]，其電阻值計(jì)算如下式所示：

R= R?×(W/L)??? ??????????????????????????????????????????????????????? （2）

其中，R?——多晶硅的薄層電阻值，單位：?/μm2；

W——多晶硅電阻的寬，單位：μm；

L——多晶硅電阻的長(zhǎng)，單位為μm。

一般R?比較小，約在20Ω/□左右，即便是高阻工藝，R?也只達(dá)到幾kΩ/□左右。毫無(wú)疑問(wèn)， 1000M Ω的大電阻會(huì)占據(jù)芯片相當(dāng)大的面積，其分布電容也非常大。

在實(shí)際中，從工程實(shí)現(xiàn)及造價(jià)成本等因素考慮，通用的紅外接收頭檢測(cè)光電流的范圍只在幾十納安到幾百微安的范圍內(nèi)。反饋電阻只需 1M Ω即可達(dá)到1mV/nA的靈敏度， 1M Ω阻值的電阻在制造中亦可以輕易實(shí)現(xiàn)。不過(guò)在背景光較強(qiáng)的環(huán)境中，入射光生電流較大，將導(dǎo)致輸出電壓驟增，放大器的輸出極易出現(xiàn)飽和失真（紅外接收頭的工作電壓一般在5V甚至更低，本設(shè)計(jì)針對(duì)5V工作電壓）。顯然在輸入電流范圍較廣的情況下，這種通過(guò)固定電阻來(lái)實(shí)現(xiàn)電流—電壓轉(zhuǎn)換的方法是不可行的。