專利名稱：具有穩(wěn)定性補(bǔ)償裝置的光通信跨阻放大器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種具有穩(wěn)定性補(bǔ)償裝置的光通信跨阻放大器，屬于微電子技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
跨阻放大器用于光通信系統(tǒng)接收模塊，它完成將光電ニ極管產(chǎn)生的微弱電流放大為電壓信號(hào)的功能?？缱璺糯笃髯钪匾膬蓚€(gè)參數(shù)是靈敏度電流和過載電流。靈敏度電流反映了跨阻放大器的最小信號(hào)處理能力，它與跨阻放大器的噪聲、信號(hào)帶寬有著密切的關(guān)系；過載電流反映了跨阻放大器的最大信號(hào)處理能力。二者構(gòu)成了跨阻放大器的動(dòng)態(tài)范圍，動(dòng)態(tài)范圍越大，跨阻放大器識(shí)別、處理光信號(hào)的能力越強(qiáng)。通常為了實(shí)現(xiàn)大動(dòng)態(tài)范圍而采用AGC(automatic gain control自動(dòng)增益控制)技術(shù),如圖I所示，即當(dāng)大信號(hào)輸入時(shí)降低跨阻以避免輸出信號(hào)發(fā)生畸變。對(duì)于通常采用的共源極放大器來說，主極點(diǎn)由跨阻Rf和輸入電容CT決定，次極點(diǎn)由共源極放大器負(fù)載電阻RL和節(jié)點(diǎn)電容CL決定，如圖2所示。當(dāng)大信號(hào)輸入?yún)迹珹GC電路工作，跨阻變小，主極點(diǎn)右移變大，環(huán)路相位裕度變差，例如由60度變?yōu)?0度，如圖3所示，環(huán)路不穩(wěn)定，輸出眼圖質(zhì)量變差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)上述存在的問題提供ー種具有穩(wěn)定性補(bǔ)償裝置的光通信跨阻放大器，能夠?qū)崿F(xiàn)大輸入信號(hào)條件下環(huán)路仍然保持穩(wěn)定，并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低。上述的目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)
具有穩(wěn)定性補(bǔ)償裝置的光通信跨阻放大器，包括共源極放大器主體，所述的共源極放大器柱體的負(fù)載電阻RL處并聯(lián)三極管Q1，所述的三極管Ql的集電極接至電源，發(fā)射極與RL 一端連接，基極連接至一固定電位VBIAS。所述的具有穩(wěn)定性補(bǔ)償裝置的光通信跨阻放大器，所述的固定點(diǎn)位VBIAS在無信號(hào)輸入時(shí)控制Ql流過電流小于luA。有益效果
I.本發(fā)明在共源極跨阻放大器的負(fù)載電阻RL處并聯(lián)一三極管Q1，三極管Ql集電極接至電源，發(fā)射極與RL—端連接，基極連接至一固定電位VBIAS。保證小信號(hào)輸入時(shí)Ql中電流很小(近似截止?fàn)顟B(tài))，大信號(hào)時(shí)Ql中流過mA級(jí)別電流。因?yàn)殡S著跨阻放大器的輸入信號(hào)的増大，跨阻放大器輸出OUT電壓變小，在VBIAS取一定值的情況下，隨著輸入信號(hào)增大Ql從截止?fàn)顟B(tài)變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)，當(dāng)三極管Ql處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，從Ql射極看進(jìn)去的電阻為R=(kT/q)/ 1バ=3001(，1=11^時(shí)，1 =26011111。所以當(dāng)跨阻放大器的輸入信號(hào)變大到一定值時(shí)，實(shí)際負(fù)載電阻變小(RL| IR)，環(huán)路開環(huán)增益變小，相位裕度始終大于60度，如圖4所示的環(huán)路開環(huán)增益由30dB降為17dB，相位裕度由60度變?yōu)?4度，環(huán)路始終保持穩(wěn)定。2.本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)大信號(hào)輸入條件環(huán)路穩(wěn)定，從而拓寬了跨阻放大器的輸入動(dòng)態(tài)范圍，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)用范圍廣。


圖I、本發(fā)明的背景技術(shù)中提到的自動(dòng)增益控制技術(shù)的原理圖。圖2、現(xiàn)有的共源極跨阻放大器的電路原理圖。圖3、現(xiàn)有的共源極跨阻放大器當(dāng)大信號(hào)輸入時(shí)，AGC電路工作，跨阻變小，主極點(diǎn)右移變大，環(huán)路相位裕度由60度變?yōu)?0度的相位圖。圖4、本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5、本發(fā)明的跨阻放大器當(dāng)跨阻放大器的輸入信號(hào)變大到一定值時(shí)，實(shí)際負(fù)載電阻變小(RLl Ir)，環(huán)路開環(huán)增益由30dB降為17dB，相位裕度由60度變?yōu)?4度的相位圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
，進(jìn)一步闡明本發(fā)明。實(shí)施例I :
如附圖4所示本發(fā)明的具有穩(wěn)定性補(bǔ)償裝置的光通信跨阻放大器，包括共源極放大器主體，所述的共源極放大器柱體的負(fù)載電阻RL處并聯(lián)三極管Q1，所述的三極管Ql的集電極接至電源，發(fā)射極與RL —端連接，基極連接至一固定電位VBIAS。VBIAS的取值需要保證小信號(hào)甚至無信號(hào)輸入時(shí)Ql中電流很小，大約在IuA或者小于luA，小信號(hào)電流輸入時(shí)，反饋電阻Rf中流過電流很小，認(rèn)為此時(shí)Vin ^ Vout,所以Ql的發(fā)射端電壓約等于 Vout+Vbel=Vin+Vbel,為保證 Ql 中電流在 IuA 左右，將 VBIAS=Vin+Vbel+Vbe (Ql=IuA),Vbel是輸出OUT所連NPN三極管的Vbe電壓，此公式是一個(gè)粗略估算公式，具體精確取值需要依靠仿真調(diào)整。當(dāng)外部大信號(hào)電流輸入Iin時(shí)，此時(shí)Vout〈Vin, Vin-Vout=Iin
*Rf ‘，Rf ‘是此時(shí)AGC電路發(fā)生作用的等效跨阻，因?yàn)閂BIAS值一直保持不變，此時(shí)Vbe (Ql) =VBIAS- (Vout+Vbel) = Iin * Rf ‘ + Vbe (Ql=IuA), Ql 的 Vbe 電壓變大，所以 Ql 的電流呈指數(shù)上升，從Ql射極看進(jìn)去的電阻變小。實(shí)施例2:
所述的具有穩(wěn)定性補(bǔ)償裝置的光通信跨阻放大器，所述的固定點(diǎn)位VBIAS在無信號(hào)輸入時(shí)控制Ql流過電流小于luA。通過上述的說明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項(xiàng)發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項(xiàng)發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容。本發(fā)明的未盡事宜，屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知常識(shí)。
權(quán)利要求
1.一種具有穩(wěn)定性補(bǔ)償裝置的光通信跨阻放大器，包括共源極放大器主體，其特征是所述的共源極放大器柱體的負(fù)載電阻RL處并聯(lián)三極管Q1，所述的三極管Ql的集電極接至電源，發(fā)射極與RL —端連接，基極連接至一固定電位VBIAS。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有穩(wěn)定性補(bǔ)償裝置的光通信跨阻放大器，其特征是所述的固定點(diǎn)位VBIAS在無信號(hào)輸入時(shí)控制Ql流過電流小于luA。
全文摘要
本發(fā)明提供一種具有穩(wěn)定性補(bǔ)償裝置的光通信跨阻放大器。對(duì)于通常采用的含有AGC電路的共源極跨阻放大器來說，當(dāng)大信號(hào)輸入時(shí)，AGC電路工作，跨阻變小，主極點(diǎn)右移變大，環(huán)路相位裕度變差，環(huán)路不穩(wěn)定，輸出眼圖質(zhì)量變差。本發(fā)明包括共源極放大器主體，所述的共源極放大器柱體的負(fù)載電阻RL處并聯(lián)三極管Q1，所述的三極管Q1的集電極接至電源，發(fā)射極與RL一端連接，基極連接至一固定電位VBIAS。本發(fā)明用于光通信系統(tǒng)接收模塊。當(dāng)跨阻放大器的輸入信號(hào)變大到一定值時(shí)，實(shí)際負(fù)載電阻變小，環(huán)路開環(huán)增益變小，相位裕度始終大于60度，環(huán)路始終保持穩(wěn)定。
文檔編號(hào)H03F3/08GK102751953SQ20121024887
公開日2012年10月24日 申請(qǐng)日期2012年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月18日
發(fā)明者張長(zhǎng)春, 曹正軍, 鄒閩中 申請(qǐng)人:南京國(guó)睿嘉源微電子有限公司