Brevet FR2533073A1 — publié le 19840316

-1 La présente invention concerne la réalisation de récepteurs optiques permettant la transmission de signaux par voie optique et plus particulièrement-par fibre opti- que. Des récepteurs optiques pour signaux lumineux ont déjà été décrits Les photodiodes à avalanche, par exem- ple, assurent la photodétection de signaux lumineux trans- mis par fibre optique Elles sont employées, le plus souvent, du fait de leur rapport 'signal sur bruit élevé lié à un gain important Le gain d'une photodiode à avalanche est fonction de la tension inverse de polari- sation (ou tension d'avalanche). Toutefois les photodiodes à avalanche présentent des courbes caractéristiques peu stables En particulier pour une puissance optique donnée le courant photodétecté varie avec la température D'autres causes d'instabilité peuvent également provenir de surcharges accidentelles ou du vieillissement. Des procédés de stabilisation ont déjà été décrits. Un procédé *connu consiste à placer la photodiode dans une enceinte thermostatée La stabilisation obtenue est cepen- dant imparfaite car elle ne tient pas compte de la diffé- rence de température qui peut exister entre la zone active de la photodiode et son boitier L'énergie thermique déga- gée par la photodiode par le passage du courant au niveau de la zone active n'est en effet pas négligeable. Un autre procédé connu consiste à ajuster le gain de la photodiode par une correction de la tension qui lui est appliquée Ainsi le brevet français 2 490 403 décrit un asservissement du photocourant en régime d'avalanche du courant primaire. La présente invention ne vise pas à corriger le gain de la photodiode par un asservissement de la tension de polarisation La présente invention vise à corriger le gain de la photodiode grâce à l'insertion de composants 2 - permettant une correction directe de la tension d'avalan- che. Selon une première caractéristique, l'invention consiste essentiellement à compenser la variation du gain intrinsèque de la photodiode en fonction de la température en lui appliquant une tension de polarisation évoluant de façon prédéterminée avec la température. Selon-une seconde caractéristique, la compensation est réalisée au moyen de N diodes placées en série, le nombre N étant choisi de façon appropriée, et d'un con- vertisseur de gain ajusté de façon appropriée. D'autres avantages et caractéristiques apparaîtront à la lecture de la description-suivante illustrée par un dessin. La figure unique représente le schéma général du montage selon l'invention. Il est bien connu d'alimenter une photodiode à ava- lanche au moyen d'un convertisseur basse tension, haute tension En se référant à la figure, la photodiode à avalanche 1 reçoit un faisceau lumineux qu'elle transforme en un photocourant Cette photodiode 1 est alimentée au moyen d'un convertisseur 2 L'entrée de ce convertisseur 2, raccordée à une résistance R, est alimentée par une tension V stabilisée à l'aide d'une diode Zener, par exemple, placée en série avec N diodes Dl, D 2 D et 1 ' n avec une résistance R 1 Le nombre N de diodes Di, D 2 Dn placées en série est choisi de façon appropriée La différence de potentiel Vd créée aux bornes de chaque diode D 1, D ou D modifie la tension V 1 disponible aux bornes du convertisseur 2 lorsque la température varie. La tension VA de la photodiode 1 est fonction de la tension V disponible au point B, du gain M du convertis- o seur 2, du nombre N de diodes, de Vd la tension aux bornes de chaque diode et de la résistance RI par la -3 relation: VA = G Vo n Vd G ( 1 M R dans laquelle G = représente le gain de conversion. R 1 +R 2 La tension Vd créée aux bornes de chaque diode est bien connue; elle est donnée par la relation Yd = KT Un I K Vd _ q L ogn ( 1 o T est la température absolue O q est la charge de l'électron is est le courant de saturation de chaque diode I est le-courant traversant chaque diode Soit id le coefficient de variation de tension aux bornes de chaque diode DI, D 2 ou Dn en fonction de la température Soit A le coefficient de variation de ten- sion à appliqueraux bornes de la photodiode à avalanche I pour conserver un gain intrinsèque constant On peut écrire: Xd = (A Vd) A: ( ÉVA) AT AT Il est alors facile de dimensionner R 1 et N par la relation ( 2) déduite de la relation ( 1): R 1 R 2 ( 1 + N G îd) ( 2) " A- Cette formule ( 2) est valable tant que G reste constant. Ainsi par exemple si A = 0,4 v/ K A 0 d = 2,25 m V/ K, G = 100, R 2 = 20 000 _ 1 N = 3, on trouve R 1 = 13, 75 KSL Ainsi le choix des valeurs des composants et l'in- sertion des diodes permettent de compenser parfaitement le gain de la photodiode à effet d'avalanche en présence de variations de température. Si le convertisseur 2 a un gain M ajustable on peut prendre une résistance R 1 nulle, et le gain G est alors confondu avec le gain M du convertisseur 2. -4- REVENDICATIONS 1 Procédé de stabilisation d'une photodiode a avalanche, a laquelle une tension de polarisation est appliquée, procédé caractérisé par le fait qu'on compense la variation de gain intrinsèque de la photodiode en fonction de la Température en lui appliquant une tension de polarisation évoluant de façon prédéterminée avec la température. 2 Dispositif de stabilisation mettant en oeuvre le procédé de la revendication 1 caractérisé par le fait que ladite compensation est réalisée au moyen de N diodes placées en série, le nombre N de diodes étant choisi de façon appropriée, et d'un convertisseur de gain ajusté de façon appropriée.