一種跨阻放大器的直流偏置電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種跨阻放大器的直流偏置電路，包括：運(yùn)算放大器、第一跨阻放大器和第二跨阻放大器；第一跨阻放大器包括一輸入開(kāi)關(guān)管M1和與之共源共柵的開(kāi)關(guān)管M2；第二跨阻放大器包括一輸入開(kāi)關(guān)管M1’和與之共源共柵設(shè)置的開(kāi)關(guān)管M2’；開(kāi)關(guān)管M1’的柵極和漏極分別與運(yùn)算放大器的正極、負(fù)極連接；運(yùn)算放大器的輸出端分別與開(kāi)關(guān)管M2、M2’的柵極連接；使得第二跨阻放大器與運(yùn)算放大器形成一負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)對(duì)開(kāi)關(guān)管M2、開(kāi)關(guān)管M2’柵極電壓的偏置，使得開(kāi)關(guān)管M1、開(kāi)關(guān)管M1’的柵極電壓與漏極電壓值相同。因此，在M2的柵極電壓Vg過(guò)高或過(guò)低時(shí)，M1的柵漏電壓Vgd均約等于0，輸出端信號(hào)眼圖不會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重劣化。
【專利說(shuō)明】
一種跨阻放大器的直流偏置電路
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種跨阻放大器，尤其涉及一種跨阻放大器的直流偏置電路。
【背景技術(shù)】
[0002]跨阻放大器是將電流信號(hào)轉(zhuǎn)化成電壓信號(hào)并加以放大的電子電路，常作為光通信接收芯片的前端電路，跨阻放大電路需要有足夠大的輸入動(dòng)態(tài)范圍以滿足應(yīng)用，為了保證跨阻放大電路能夠處理大信號(hào)，需要在跨阻放大電路中引入自動(dòng)增益控制機(jī)制，即當(dāng)輸入信號(hào)大于一定值時(shí)，電路自動(dòng)增益控制環(huán)路開(kāi)始工作，減小跨阻放大電路的增益，從而達(dá)到處理大信號(hào)輸入的功能。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)如圖1所示，Ml為輸入管，M2做共源共柵管，Rl為負(fù)載電阻，M3與電流源形成緩沖級(jí)，Rf做為跨接電阻。它們組成跨阻放大電路TIA J4是自動(dòng)增益控制的MOS管，當(dāng)輸入光電流超過(guò)一定值時(shí)，M4將工作在線性區(qū)，控制TIA的跨阻。上述的跨阻放大器在M2的柵極電壓Vg過(guò)高或過(guò)低時(shí)，輸出端信號(hào)眼圖都會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重劣化:
[0004]1.如果Vg過(guò)低，會(huì)使得Ml的柵漏電壓Vgd遠(yuǎn)小于O，當(dāng)AGC工作時(shí)，由于Vagc電壓上升，會(huì)使輸出端OUT的直流電壓Vout降低，當(dāng)降低至電流源管的線性區(qū)時(shí)，會(huì)使得Vout信號(hào)的非線性增大，從而嚴(yán)重影響眼圖的質(zhì)量。
[0005]2..如果Vg過(guò)高，會(huì)使得Ml的柵漏電壓Vgd遠(yuǎn)大于0，當(dāng)AGC工作時(shí)，由于Vagc電壓上升，會(huì)使輸出端OUT的直流電壓Vout上升，從而使得M3的柵極電壓上升，使得流經(jīng)Rl的電流減小，從而減小Ml的電流，降低其ft值，使得電路帶寬下降，從而劣化眼圖。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的主要技術(shù)問(wèn)題是提供一種跨阻放大器的直流偏置電路，來(lái)產(chǎn)生合適的M2柵極電壓，保證Ml的柵漏電壓Vgd均約等于0，從而使得在AGC工作時(shí)，Vagc電壓上升，輸出直流電也不會(huì)明顯變化，保證輸出端信號(hào)眼圖不會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重劣化。
[0007]為了解決上述的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種跨阻放大器的直流偏置電路，包括:運(yùn)算放大器、第一跨阻放大器和第二跨阻放大器；
[0008]所述第一跨阻放大器包括一輸入開(kāi)關(guān)管Ml和與之共源共柵設(shè)置的開(kāi)關(guān)管M2;所述第二跨阻放大器包括一輸入開(kāi)關(guān)管Ml ’和與之共源共柵設(shè)置的開(kāi)關(guān)管M2 ’ ；
[0009]所述開(kāi)關(guān)管Ml’的柵極和漏極分別與運(yùn)算放大器的正極、負(fù)極輸入端連接;運(yùn)算放大器的輸出端分別與開(kāi)關(guān)管M2、M2’的柵極連接;使得第二跨阻放大器與運(yùn)算放大器形成一負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)對(duì)開(kāi)關(guān)管M2、開(kāi)關(guān)管M2’柵極電壓的偏置，使得開(kāi)關(guān)管Ml、開(kāi)關(guān)管Ml ’的柵極電壓與漏極電壓值相同。
[0010]在一較佳實(shí)施例中:所述開(kāi)關(guān)管M1、開(kāi)關(guān)管Ml’的柵極和源極之間分別設(shè)置有跨阻Rf'Rf，。
[0011]在一較佳實(shí)施例中:所述開(kāi)關(guān)管M2、M2’的漏極分別通過(guò)負(fù)載電阻Rl、R1’與VDD相連。
[0012]在一較佳實(shí)施例中:所述第一跨阻放大器還包括開(kāi)關(guān)管M3，其柵極與開(kāi)關(guān)管M2的漏極連接，源極接地，漏極與VDD連接。
[0013]在一較佳實(shí)施例中:所述第二跨阻放大器還包括開(kāi)關(guān)管M3’，其柵極與開(kāi)關(guān)管M2 ’的漏極連接，源極接地，漏極與VDD連接。
[0014]在一較佳實(shí)施例中:所述開(kāi)關(guān)管Ml、M2、M3、M1 ’、M2 ’、M3 ’為MOS管或三極管。
[0015]在一較佳實(shí)施例中:還包括一開(kāi)關(guān)管M4，其柵極與Vagc連接，源極與開(kāi)關(guān)管Ml的柵極連接，漏極與開(kāi)關(guān)管Ml的漏極連接。
[0016]在一較佳實(shí)施例中:所述開(kāi)關(guān)管M4為MOS管。
[0017]在一較佳實(shí)施例中:所述第二跨阻放大器為第一跨阻放大器的鏡像電路。
[0018]在一較佳實(shí)施例中:所述第二跨阻放大器中的開(kāi)關(guān)管Ml，、M2，、M3，相較于開(kāi)關(guān)管Ml、M2、M3等比例縮小，且負(fù)載電阻R1’相較于負(fù)載電阻Rl等比例放大。
[0019 ]相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的技術(shù)方案具備以下有益效果:
[0020]本發(fā)明提供了提供了一種跨阻放大器的直流偏置電路，在第一跨阻放大器的基礎(chǔ)上，增加了一個(gè)運(yùn)算放大器，一個(gè)第二跨阻放大器。第二跨阻放大器與運(yùn)算放大器之間形成了一個(gè)負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)對(duì)開(kāi)關(guān)管M2、開(kāi)關(guān)管M2’柵極電壓的偏置，使得第二跨阻放大器中開(kāi)關(guān)管Ml’的柵極電壓約等于漏極電壓，從而使得第一跨阻放大器中的開(kāi)關(guān)管Ml的柵極電壓也約等于漏極電壓即Vg，mi?Vd，mi。從而保證AGC工作時(shí)，M2柵極被偏置在合適的電壓，保證Ml的柵漏電壓Vgd均約等于0，輸出端信號(hào)眼圖都不會(huì)因?yàn)橹绷麟妷旱倪^(guò)度變化而劣化。
【附圖說(shuō)明】
[0021 ]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中跨阻放大器的電路圖；
[0022]圖2為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中跨阻放大器的直流偏置電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0024]參考圖2，一種跨阻放大器的直流偏置電路，包括:運(yùn)算放大器10、第一跨阻放大器TIA和第二跨阻放大器TIA dummy；
[0025]所述第一跨阻放大器TIA包括一輸入開(kāi)關(guān)管Ml和與之共源共柵設(shè)置的開(kāi)關(guān)管M2;所述第二跨阻放大器包括一輸入開(kāi)關(guān)管Ml ’和與之共源共柵設(shè)置的開(kāi)關(guān)管M2 ’ ；
[0026]所述開(kāi)關(guān)管Ml’的柵極和漏極分別與運(yùn)算放大器的正極、負(fù)極輸入端連接;運(yùn)算放大器的輸出端分別與開(kāi)關(guān)管M2、M2’的柵極連接;使得第二跨阻放大器與運(yùn)算放大器形成一負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)對(duì)開(kāi)關(guān)管M2、開(kāi)關(guān)管M2’柵極電壓的偏置，使得第二跨阻放大器中開(kāi)關(guān)管Ml’的柵極電壓約等于漏極電壓，從而使得第一跨阻放大器中的開(kāi)關(guān)管Ml的柵極電壓也約等于漏極電壓即Vg，M1?Vd，M1。從而保證AGC工作時(shí)，無(wú)論開(kāi)關(guān)管M2的柵極電壓過(guò)高或過(guò)低，輸出端信號(hào)眼圖都不會(huì)因?yàn)橹绷麟姷倪^(guò)度變化而劣化。
[0027]本實(shí)施例中，第一跨阻放大器TIA和第二跨阻放大器TIAdummy的其余結(jié)構(gòu)為:
[0028]所述開(kāi)關(guān)管Ml、開(kāi)關(guān)管Ml，的柵極和源極之間分別設(shè)置有跨阻Rf、Rf’。所述開(kāi)關(guān)管M2、M2’的漏極分別通過(guò)負(fù)載電阻Rl、R1，與VDD相連。
[0029]所述第一跨阻放大器還包括開(kāi)關(guān)管M3，其柵極與開(kāi)關(guān)管M2的漏極連接，源極接地，漏極與VDD連接。所述第二跨阻放大器還包括開(kāi)關(guān)管M3’，其柵極與開(kāi)關(guān)管M2’的漏極連接，源極接地，漏極與VDD連接。
[0030]本實(shí)施例中，所述開(kāi)關(guān)管Ml、M2、M3、M1 ’、M2 ’、M3 ’為MOS管或三極管。
[0031 ]以及，控制自動(dòng)增益的MOS管M4，其柵極與Vagc連接，源極與開(kāi)關(guān)管Ml的柵極連接，漏極與開(kāi)關(guān)管Ml的漏極連接。
[0032]本實(shí)施例中，所述第二跨阻放大器的電路結(jié)構(gòu)與第一跨阻放大器鏡像設(shè)置，并且所述第二跨阻放大器中的開(kāi)關(guān)管Ml ’、M2 ’、M3 ’相較于開(kāi)關(guān)管Ml、M2、M3等比例縮小，且負(fù)載電阻R1’相較于負(fù)載電阻Rl等比例放大，從而減小電流。
[0033]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種跨阻放大器的直流偏置電路，其特征在于包括:運(yùn)算放大器、第一跨阻放大器和第二跨阻放大器； 所述第一跨阻放大器包括一輸入開(kāi)關(guān)管Ml和與之共源共柵設(shè)置的開(kāi)關(guān)管M2;所述第二跨阻放大器包括一輸入開(kāi)關(guān)管Ml ’和與之共源共柵設(shè)置的開(kāi)關(guān)管M2 ’ ； 所述開(kāi)關(guān)管Ml’的柵極和漏極分別與運(yùn)算放大器的正極、負(fù)極輸入端連接;運(yùn)算放大器的輸出端分別與開(kāi)關(guān)管M2、M2’的柵極連接;使得第二跨阻放大器與運(yùn)算放大器形成一負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)對(duì)開(kāi)關(guān)管M2、開(kāi)關(guān)管M2’柵極電壓的偏置，使得開(kāi)關(guān)管Ml、開(kāi)關(guān)管Ml ’的柵極電壓與漏極電壓值相同。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種跨阻放大器的直流偏置電路，其特征在于:所述開(kāi)關(guān)管Ml、開(kāi)關(guān)管Ml ’的柵極和源極之間分別設(shè)置有跨阻Rf、Rf’。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種跨阻放大器的直流偏置電路，其特征在于:所述開(kāi)關(guān)管M2、M2’的漏極分別通過(guò)負(fù)載電阻Rl、R1，與VDD相連。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種跨阻放大器的直流偏置電路，其特征在于:所述第一跨阻放大器還包括開(kāi)關(guān)管M3，其柵極與開(kāi)關(guān)管M2的漏極連接，源極接地，漏極與VDD連接。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種跨阻放大器的直流偏置電路，其特征在于:所述第二跨阻放大器還包括開(kāi)關(guān)管M3’，其柵極與開(kāi)關(guān)管M2’的漏極連接，源極接地，漏極與VDD連接。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種跨阻放大器的直流偏置電路，其特征在于:所述開(kāi)關(guān)管M1、M2、M3、M1’、M2’、M3’為MOS管或三極管。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種跨阻放大器的直流偏置電路，其特征在于:還包括一開(kāi)關(guān)管M4，其柵極與Vagc連接，源極與開(kāi)關(guān)管Ml的柵極連接，漏極與開(kāi)關(guān)管Ml的漏極連接。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種跨阻放大器的直流偏置電路，其特征在于:所述開(kāi)關(guān)管M4為MOS管。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種跨阻放大器的直流偏置電路，其特征在于:所述第二跨阻放大器為第一跨阻放大器的鏡像電路。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種跨阻放大器的直流偏置電路，其特征在于:所述第二跨阻放大器中的開(kāi)關(guān)管Ml’、M2’、M3’相較于開(kāi)關(guān)管Ml、M2、M3等比例縮小，且負(fù)載電阻R1’相較于負(fù)載電阻Rl等比例放大。
【文檔編號(hào)】H03G3/30GK106026940SQ201610268878
【公開(kāi)日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年4月27日
【發(fā)明人】陳偉, 潘劍華
【申請(qǐng)人】廈門優(yōu)迅高速芯片有限公司