本發(fā)明屬于電子電路技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種高帶寬電流-電流傳感器接口電路。

背景技術(shù)：

在高速傳感集成電路中，傳感器接收其他非電信號后產(chǎn)生的往往是微弱的電流信號，同時，這些傳感器前端寄生電容較大。尤其在高速光電集成電路中，光電二極管接收到光信號后產(chǎn)生微弱的電流信號。為了便于后級電路處理信息，需要將電流信號轉(zhuǎn)化為適當(dāng)幅值的電壓信號，因此要求前級弱電流檢測電路具有較大的增益；而考慮到傳感器前端寄生電容，特別是電容較大的情況下，使得整體電路不能同時獲得高的增益和大的帶寬，尤其在要求整體電路具有較好的噪聲性能情況下，增益和帶寬的折中更加明顯。

調(diào)節(jié)式共柵共源(RGC)電路結(jié)構(gòu)能較好的隔離前端傳感器的寄生電容，但是噪聲性能差；其他電流檢測電路一般只適合寄生電容較小的情況。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的就是，針對上述為了減小后級電路噪聲對電信號的影響，必須要求前級放大電路提供足夠的輸出幅值所存在的問題，尤其是對于一般的傳感器集成芯片而言，前級檢測電信號電路中跨阻放大器不能輸出足夠大的電壓幅值來克服噪聲影響的限制。本發(fā)明提出了一種適用于傳感器信號檢測放大的寬帶電流-電流接口電路，其可以與跨阻放大器共同作用，實現(xiàn)傳感器信號的高速轉(zhuǎn)換和處理。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種高帶寬電流-電流傳感器接口電路，包括第一電阻RF1、第二電阻RS、第一電容C1、第一PMOS管MP1、第二PMOS管MP2、第一NMOS管MN1、第二NMOS管MN2、第三NMOS管MN3和放大器A；第一PMOS管MP1的源極接電源，其柵極和漏極互連；第二PMOS管MP2的源極接電源，其柵極接第一PMOS管MP1的漏極；第三NMOS管MN3的漏接接第一PMOS管MP1的漏接，其柵極接放大器A的輸出端，第三NMOS管MN3的源極接第一NMOS管MN1的漏極；放大器A的輸入端接外部輸入信號；第一電阻RF1的一端接外部輸入信號，其另一端接第二電阻RS的一端、第三NMOS管MN3源極和第一NMOS管MN1漏極的連接點；第二電阻RS的另一端通過第一電容C1后接地；第一NMOS管MN1的柵極接偏置電壓，其源極接地；第二NMOS管MN2的柵極接偏置電壓，其源極接地；第二PMOS管MP2漏極和第二NMOS管MN2漏極連接后作為電流-電流傳感器接口電路的輸出端。

本發(fā)明的有益效果為，本發(fā)明的適用于大電容的高帶寬電流-電流傳感器接口電路，該電路為低輸入阻抗、低增益的電流放大器，在足夠?qū)挼膸捪聦崿F(xiàn)電路的一部分電流增益，隔離輸入節(jié)點的大電容，抑制前級噪聲。后續(xù)可與后級跨阻放大器進行結(jié)合使用，后級跨阻放大器可采用傳統(tǒng)的高增益跨阻放大器，為電路提供一定的增益和增加電路驅(qū)動能力，實現(xiàn)整體架構(gòu)的低噪聲、高帶寬和高增益。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所提出的高帶寬電流-電流傳感器接口電路應(yīng)用框架；

圖2為本發(fā)明所提出的高帶寬電流-電流傳感器接口電路結(jié)構(gòu)圖；

圖3為本發(fā)明采用的后級跨阻放大電路結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖，詳細(xì)描述本發(fā)明的技術(shù)方案：

本發(fā)明中，考慮到信號輸入節(jié)點寄生電容大，會嚴(yán)重影響跨阻放大器的增益帶寬積，無法在滿足傳輸速度的前提下，一步將弱電流信號放大到輸出合適的電壓信號。因此，如圖1所示，本發(fā)明將整體傳感器信號放大電路分為電流-電流放大電路和跨阻放大電路，構(gòu)成傳感器信號處理系統(tǒng)。本發(fā)明提出的高帶寬電流-電流放大電路結(jié)構(gòu)如圖2所示，為低輸入阻抗、低噪聲電流模放大電路，在足夠?qū)挼膸捪聦崿F(xiàn)電路的一部分電流增益，隔離輸入節(jié)點的大電容，抑制第一級的噪聲。電流電流放大器輸入電阻

其中g(shù)m為晶體管MN3的跨導(dǎo)。因為g_mR_F1R_S＞＞R_F1+R_S，A＞＞1，Ag_mR_F1＞＞1，所以輸入電阻

因此，電流-電流放大器的帶寬為：

C_p為輸入端傳感器寄生電容。通過選擇適當(dāng)?shù)姆糯笃髟鲆鍭，可以使得電流-電流放大器輸入阻抗很低，從而將主極點推向較高的頻率點。

電流-電流放大器增益

因為A＞＞1，所以

圖2所描述的電路是本發(fā)明提出的高帶寬電流-電流傳感器接口電路結(jié)構(gòu)圖。而圖1所示為基于本發(fā)明提出的高帶寬電流-電流傳感器接口電路，結(jié)合傳統(tǒng)后級跨阻放大器構(gòu)成的完整傳感器信號處理系統(tǒng)，為系統(tǒng)應(yīng)用的一個示例，因此基于本發(fā)明提出的內(nèi)容，同樣可以構(gòu)成其他類型的整體系統(tǒng)。

后級跨阻放大器為傳統(tǒng)跨阻放大器，但是由于傳感器寄生電容被隔離，因此后級跨阻放大器輸入節(jié)點寄生電容只是前級電路輸出管的寄生電容，因此帶寬為

C_dbMP2為PMOS管MP2漏極和襯底之間的電容，C_dbMN2為NMOS管MN2漏極和襯底之間的電容，C_in2為后級跨阻放大器輸入電容。因為C_dbMP2、C_dbMN2和C_in2很小，因此后級跨阻放大器可以在滿足帶寬的情況下，將R_F2設(shè)置得很大。

通過上述分析可知，本發(fā)明所提高帶寬電流-電流傳感器整體跨阻增益為

而電流檢測電路輸入節(jié)點的大寄生電容被前級低增益跨阻放大器隔離，后級跨阻放大器輸入電容將變得很小，因此整體電路的帶寬和增益比傳統(tǒng)跨阻放大器而言，都可以設(shè)置的更高，滿足高增益、寬帶的需求。