一種寬帶放大電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于光電子集成電路技術(shù)領(lǐng)域，具體的說涉及一種寬帶放大電路。
【背景技術(shù)】
[0002] 光通信系統(tǒng)作為現(xiàn)代通信系統(tǒng)的基礎(chǔ)，在現(xiàn)代社會(huì)中起非常重要的作用。在光通 信系統(tǒng)中，前置放大器是光接收機(jī)的關(guān)鍵部分，其作用是將光電二極管輸出的微弱電流脈 沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成一定的電壓脈沖信號(hào)。要改善由于光接收機(jī)的性能，就必須提高前置放大器 的性能，這要求前置放大器一方面具有較高的增益，以避免由于后接的主放大器噪聲影響 而引起的信噪比的下降；另一方面，在現(xiàn)有工藝下具有盡可能寬的帶寬，以滿足系統(tǒng)高速率 的要求。
[0003] 前置放大器通常選用跨阻放大器的形式，其基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。該放大器的增 益為
其-3dB帶寬為：
[0004] (其中，CT=CpD+Ci，RF<<ARi，CPD是光電二極管的寄生電容，C1是基本放大器的 輸入電容，民是基本放大器的輸入電阻，RF是反饋電阻，是基本放大器的中頻電壓增益），可 以知道：反饋電阻越小，跨阻放大器的頻帶越寬；CT越小，跨阻放大器的頻帶越寬；反饋電 阻越大，跨阻放大器的增益越大。集成光電二極管的寄生電容cPD是確定的，并且一般比較 大，故電路增益和寬帶主要由決定，二者是兩個(gè)相互矛盾的要求。
[0005] 為了提高跨阻放大器的增益，在跨阻放大器后接一個(gè)電壓放大器，如圖2所示。這 種使用電壓模增益級的電路結(jié)構(gòu)在帶寬和增益的折衷方面仍然受限，當(dāng)電壓放大倍數(shù)比較 大時(shí)，放大器的主極點(diǎn)位置前移，導(dǎo)致帶寬下降，不能進(jìn)一步同時(shí)優(yōu)化電路的帶寬和增益。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明所要解決的，就是針對上述的跨阻放大器存在的帶寬和增益制約問題，提 出一種使用電流模增益級并能同時(shí)滿足寬帶和高增益的跨阻放大電路。
[0007] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0008] -種寬帶放大電路，其特征在于，包括第一跨阻放大器、第一跨導(dǎo)放大器、第二跨 導(dǎo)放大器、電流鏡和第二跨阻放大器，其中，所述第一跨阻放大器的輸入端是寬帶放大電路 的輸入端，第二跨阻放大器的輸出端是寬帶跨阻放大電路的輸出端；所述第一跨導(dǎo)放大器 的輸入端連接第一跨阻放大器的輸出端，其輸出端連接電流鏡的輸入端；所述第二跨導(dǎo)放 大器是第一跨導(dǎo)放大器的鏡像電路，其輸入端連接第一跨阻放大器的輸入端，其輸出端連 接第二跨阻放大器的第一輸入端；所述電流鏡的輸出連接第二跨阻放大器的第二輸入端；
[0009] 所述第一跨阻放大器包括第一NM0S管麗1、第一PM0S管MP1和第一電阻R1 ;其中， 第一NM0S管麗1的柵極與第一PM0S管MP1的柵極和第一電阻R1的一端連接，該連接點(diǎn)為 第一跨阻放大器的輸入端；第一電阻R1的另一端與第一NM0S管MN1的漏極和第一PM0S管 MP1的漏極連接，該連接點(diǎn)為第一跨阻放大器的輸出端；第一NMOS管的麗1源極接地；第一PM0S管MP1的源極連接電源；
[0010] 所述第一跨導(dǎo)放大器包括第二NM0S管麗2、第二PM0S管MP2、第三PM0S管MP3、第 四PM0S管MP4、第二電阻R2 ;其中，第二NM0S管麗2的柵極作為第一跨導(dǎo)放大器的輸入端 與第一NM0S管麗1的漏極連接，其漏極與第二PM0S管MP2的漏極和第四PM0S管MP4的柵 極連接；第二PM0S管MP2的柵極與第三PM0S管MP3的柵極、第四PM0S管MP4的源極以及 第二電阻R2的一端連接；第三PM0S管MP3的漏極作為第一跨導(dǎo)放大器的輸出端；第二NM0S 管MN2的源極和第四PM0S管MP4的漏極接地；第二PM0S管MP2的源極和第三PM0S管MP3 的源極以及第二電阻R2的另一端連接電源；
[0011] 所述第二跨導(dǎo)放大器包括第三NM0S管麗3、第五PM0S管MP5、第六PM0S管MP6、 第七PM0S管MP7和第三電阻R3 ;其中，第三NM0S管麗3的柵極作為第二跨導(dǎo)放大器的輸 入端與第一NM0S管MN1的柵極連接，其漏極與第五PM0S管MP5的漏極和第七PM0S管MP7 的柵極連接；第五PM0S管MP5的柵極與第六PM0S管MP6的柵極、第七PM0S管MP7的源極 以及第三電阻R3的一端連接；第六PM0S管MP6的漏極作為第二跨導(dǎo)放大器的輸出端；第三 NM0S管麗3的源極和第七PM0S管MP7的漏極接地；第五PM0S管MP5的源極和第六PM0S管 MP6的源極以及第三電阻R3的另一端連接電源；
[0012] 所述電流鏡包括第四NM0S管MN4和第五NM0S管MN5 ;其中，第四NM0S管MN4的 漏極作為電流鏡的輸入端與第三PM0S管MP3的漏極和連接，其柵極和漏極與第五NM0S管 MN5的柵極連接；第五NM0S管MN5的漏極作為電流鏡的輸出端；第四NM0S管MN4的源極和 第五NM0S管MN5的源極接地；
[0013] 所述第二跨阻放大器包括第八PM0S管MP8、第六NM0S管MN6、第一二極管D1、第 二二極管D2和第四電阻R4 ;其中，第八PM0S管MP8的柵極作為第二跨阻放大器的第一輸入 端，連接第六PM0S管MP6的漏極和第一二極管D1的正極；第六NM0S管MN6的柵極作為第 二跨阻放大器的第二輸入端，連接第五NM0S管MN5的漏極和第二二極管D2的負(fù)極；第一二 極管D1的負(fù)極連接第二二極管D2的正極和第四電阻R4的一端；第四電阻R4的另一端連 接第八PM0S管MP8的漏極和第六NM0S管MN6的漏極，并作為第二跨阻放大器的輸出；第六 NM0S管MN6的源極接地；第八PM0S管MP8的源極接電源。
[0014] 本發(fā)明的有益效果為，用增益較小的跨阻放大器作為電路輸入級，采用電流鏡來 實(shí)現(xiàn)電流增益，在提高電路帶寬的同時(shí)可以提高電路的增益，使跨阻放大電路同時(shí)滿足寬 帶和高增益的要求。
【附圖說明】
[0015] 圖1是基本跨阻放大器邏輯結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016] 圖2是高增益跨阻放大器邏輯結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017] 圖3是本發(fā)明的寬帶跨阻放大電路邏輯結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018] 圖4是本發(fā)明的寬帶跨阻放大電路結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，詳細(xì)描述本發(fā)明的技術(shù)方案：
[0020] 如圖3所示，為本發(fā)明的寬帶跨阻放大電路邏輯結(jié)構(gòu)示意圖，包括第一跨阻放大 器、第一跨導(dǎo)放大器、鏡像的第二跨導(dǎo)放大器、電流鏡和第二跨阻放大器。其中，第一跨阻放 大器的跨阻增益較小，以保證較寬的帶寬，其開環(huán)電壓增益為，反饋電阻為&。第一跨導(dǎo) 放大器及鏡像的第二跨導(dǎo)放大器由V-I轉(zhuǎn)換電路和電流鏡實(shí)現(xiàn)，其中，電流鏡提供較大的 增益?？鐚?dǎo)放大器的跨導(dǎo)為，其中V-I轉(zhuǎn)換電路的跨導(dǎo)為gni，電流鏡放大倍數(shù)為B。第二跨 阻放大器的跨阻增益也較小，同樣以保證較寬的帶寬，其開環(huán)電壓增益為_A2，反饋電阻為 R2〇
[0021] 如圖4所示，為本發(fā)明的具體的電路圖，包括第一跨阻放大器、第一跨導(dǎo)放大器、 第二跨導(dǎo)放大器、電流鏡和第二跨阻放大器，其中，所述第一跨阻放大器的輸入端是寬帶放 大電路的輸入端，第二跨阻放大器的輸出端是寬帶跨阻放大電路的輸出端；所述第一跨導(dǎo) 放大器的輸入端連接第一跨阻放大器的輸出端，其輸出端連接電流鏡的輸入端；所述第二 跨導(dǎo)放大器是第一跨導(dǎo)放大器的鏡像電路，其輸入端連接第一跨阻放大器的輸入端，其輸 出端連接第二跨阻放大器的第一輸入端；所述電流鏡的輸出連接第二跨阻放大器的第二輸 入端；
[0022] 所述第一跨阻放大器包括第一NM0S管麗1、第一PM0S管MP1和第一電阻R1 ;其中， 第一NM0S管麗1的柵極與第一PM0S管MP1的柵極和第一電阻R1的一端連接，該連接點(diǎn)為 第一跨阻放大器的輸入端；第一電阻R1的另一端與第一NM0S管MN1的漏極和第一PM0S管 MP1的漏極連接，該連接點(diǎn)為第一跨阻放大器的輸出端；第一NM0S管的麗1源極接地；第一 PM0S管MP1的源極連接電源；
[0023] 所述第一跨導(dǎo)放大器包括第二NM0S管MN2、第二PM0S管MP2、第三PM0S管MP3、第 四PM0S管MP4、第二電阻R2 ;其中，第二NM0S管麗2的柵極作為第一跨導(dǎo)放大器的輸入端 與第一NM0S管麗1的漏極連接，其漏極與第二PM0S管MP2的漏極和第四PM0S管MP4的柵 極連接；第二PM0S管MP2的柵極與第三PM0S管MP3的柵極、第四PM0S管MP4的源極以及 第二電阻R2的一端連接；第三PM0S管MP3的漏極作為第一跨導(dǎo)放大器的輸出端；第二NM0S 管MN2的源極和第四PM0S管MP4的漏極接地；第二PM0S管MP2的源極和第三PM0S管MP3 的源極以及第二電阻R2的另一端連接電源；
[0024] 所述第二跨導(dǎo)放大器包括第三NM0S管麗3、第五PM0S管MP5、第六PM0S管MP6、 第七PM0S管MP7和第三電阻R3 ;其中，第三NM0S管麗3的柵極作為第二跨導(dǎo)放大器的輸 入端與第一NM0S管MN1的柵極連接，其漏極與