可消除非理想?yún)⒖嫉赜绊懙膫鬏斪杩狗糯笃鞯闹圃旆椒?br>【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種放大器，特別是涉及一種可消除非理想?yún)⒖嫉赜绊懙膫鬏斪杩狗糯笃鳌?br>【背景技術(shù)】
[0002]放大器是一種增加信號(hào)幅度或者功率的裝置，它是自動(dòng)化技術(shù)工具中處理信號(hào)的重要元件。放大器的放大作用是采用輸入信號(hào)控制能源來(lái)實(shí)現(xiàn)的，放大器所需功耗由能源提供。對(duì)于線性放大器，輸出就是輸入信號(hào)的復(fù)現(xiàn)和增強(qiáng)；對(duì)于非線性放大器，輸出則與輸入信號(hào)成一定函數(shù)關(guān)系。
[0003]而在現(xiàn)代光纖通信系統(tǒng)中，普遍使用光電二極管級(jí)聯(lián)傳輸阻抗放大器的結(jié)構(gòu)作為光信號(hào)接收機(jī)的第一級(jí)輸入，由于光電二極管的單端特性，決定了傳輸阻抗放大器必然是單端轉(zhuǎn)差分的非對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)。
[0004]在工程人員進(jìn)行電路設(shè)計(jì)時(shí)，通常設(shè)定電路中的地為理想?yún)⒖嫉?，但在?shí)際應(yīng)用中由于打線以及其它因素的影響，尤其在頻率超過(guò)IGHz以上的射頻應(yīng)用中，實(shí)際參考地遠(yuǎn)遠(yuǎn)偏離理想?yún)⒖嫉?。另一方面，由于傳輸阻抗放大器的單端結(jié)構(gòu)和高增益，通常達(dá)若干千歐姆，輸入信號(hào)往往首先耦合至非理想?yún)⒖嫉兀缓笤偻ㄟ^(guò)非理想?yún)⒖嫉伛詈现练糯笃鬏敵龆?，往往?dǎo)致單端的傳輸阻抗放大器輸入級(jí)的頻響性能明顯惡化，嚴(yán)重影響傳輸阻抗放大器的尚頻性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、構(gòu)思巧妙、具有良好高頻性能的可消除非理想?yún)⒖嫉赜绊懙膫鬏斪杩狗糯笃鳌?br>[0006]本發(fā)明可消除非理想?yún)⒖嫉赜绊懙膫鬏斪杩狗糯笃?，其中，包括第一?chǎng)效應(yīng)晶體管、第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管、第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管、第一電阻、第二電阻、第三電阻和恒流源，第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極與電流輸入端連接，第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極接入理想零電勢(shì)點(diǎn)，第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極與第一電阻的一端連接，第一電阻的另一端與電源連接，第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極連接至第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極，第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極與電源連接，第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極與電壓輸出端連接，在電壓輸出端和理想零電勢(shì)點(diǎn)之間還設(shè)置有恒流源，第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極與電壓輸出端連接，第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極接入理想零電勢(shì)點(diǎn)，第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極與第三電阻的一端連接，第三電阻的另一端與電源連接，電流輸入端與電壓輸出端之間連接有第二電阻。
[0007]本發(fā)明可消除非理想?yún)⒖嫉赜绊懙膫鬏斪杩狗糯笃?，其中所述恒流源的電流輸入端與電壓輸出端連接，恒流源的電流輸出端接入理想零電勢(shì)點(diǎn)。
[0008]本發(fā)明可消除非理想?yún)⒖嫉赜绊懙膫鬏斪杩狗糯笃髋c現(xiàn)有技術(shù)不同之處在于:本發(fā)明在傳統(tǒng)傳輸阻抗放大器的基礎(chǔ)上添加了第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管和第三電阻，構(gòu)成了一個(gè)虛擬的增益級(jí)，第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極與電壓輸出端連接，第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極與電流輸入端連接，使第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管中的電流極性和第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管中的電流極性相反，通過(guò)調(diào)節(jié)第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管和第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管的大小，能夠使第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管中的電流和第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管中的電流滿(mǎn)足幅度相同、相位相反的要求，消除非理想?yún)⒖嫉氐挠绊懀狗抢硐雲(yún)⒖嫉刈兂衫硐氲奶摂M參考地，保證了傳輸阻抗放大器的高頻性能不受影響。
[0009]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明可消除非理想?yún)⒖嫉赜绊懙膫鬏斪杩狗糯笃髯鬟M(jìn)一步說(shuō)明。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為本發(fā)明可消除非理想?yún)⒖嫉赜绊懙膫鬏斪杩狗糯笃鞯碾娐方Y(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]如圖1所示，為本發(fā)明可消除非理想?yún)⒖嫉赜绊懙膫鬏斪杩狗糯笃鞯碾娐方Y(jié)構(gòu)圖，包括第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管M1、第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管M2、第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管M3、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3和恒流源II。第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管Ml的柵極與電流輸入端I連接，第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管Ml的源極接入理想零電勢(shì)點(diǎn)GND，第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管Ml的漏極與第一電阻Rl的一端連接，第一電阻Rl的另一端與電源VCC連接。第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管M2的柵極與第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管Ml的漏極和第一電阻Rl之間的導(dǎo)線連接，第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管M2的漏極與電源VCC連接，第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管M2的源極與電壓輸出端2連接，在電壓輸出端2和理想零電勢(shì)點(diǎn)GND之間還設(shè)置有恒流源II，恒流源Il的電流輸入端與電壓輸出端2連接，恒流源Il的電流輸出端接入理想零電勢(shì)點(diǎn)GND。第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管M3的柵極與電壓輸出端2連接，第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管M3的源極接入理想零電勢(shì)點(diǎn)GND，第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管M3的漏極與第三電阻R3的一端連接，第三電阻R3的另一端與電源VCC連接。在電流輸入端I與電壓輸出端2之間還設(shè)置有第二電阻R2，電流輸入端I和電壓輸出端2分別與第二電阻R2的兩端連接。
[0012]本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中所采用的恒流源Il還可以是其他可調(diào)電流源，如動(dòng)態(tài)電流源。
[0013]本發(fā)明的工作原理為:第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管M1、第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管M2、第一電阻R1、第二電阻R2和恒流源Il的連接結(jié)構(gòu)構(gòu)成傳統(tǒng)的傳輸阻抗放大器，第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管M3和第三電阻R3的連接結(jié)構(gòu)構(gòu)成了一個(gè)虛擬增益級(jí)，由于第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管M3的柵極與電壓輸出端連接，而第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管Ml的柵極與電流輸入端I連接，因此，第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管M3中的電流極性和第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管Ml中的電流極性相反，適當(dāng)調(diào)節(jié)第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管M3和第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管Ml的大小，能夠使第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管M3中的電流和第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管Ml中的電流滿(mǎn)足幅度相同、相位相反的要求，使非理想?yún)⒖嫉刈兂衫硐氲奶摂M參考地，從而使輸入信號(hào)直接耦合至放大器輸出端。
[0014]本發(fā)明可消除非理想?yún)⒖嫉赜绊懙膫鬏斪杩狗糯笃?，在傳統(tǒng)傳輸阻抗放大器的基礎(chǔ)上添加了第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管M3和第三電阻R3，構(gòu)成了一個(gè)虛擬的增益級(jí)，第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管M3的柵極與電壓輸出端2連接，第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管Ml的柵極與電流輸入端I連接，使第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管M3中的電流極性和第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管Ml中的電流極性相反，通過(guò)調(diào)節(jié)第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管M3和第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管Ml的大小，能夠使第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管M3中的電流和第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管Ml中的電流滿(mǎn)足幅度相同、相位相反的要求，消除非理想?yún)⒖嫉氐挠绊?，使非理想?yún)⒖嫉刈兂衫硐氲奶摂M參考地，保證了傳輸阻抗放大器的高頻性能不受影響。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、構(gòu)思巧妙，消除了非理想?yún)⒖嫉貙?duì)傳輸阻抗放大器的影響，與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)。
[0015] 以上所述的實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明權(quán)利要求書(shū)確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種可消除非理想?yún)⒖嫉赜绊懙膫鬏斪杩狗糯笃鳎涮卣髟谟?包括第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管(M1)、第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管(M2)、第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管(M3)、第一電阻(Rl)、第二電阻(R2)、第三電阻(R3)和恒流源(II)，第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管(Ml)的柵極與電流輸入端(I)連接，第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管(Ml)的源極接入理想零電勢(shì)點(diǎn)(GND)，第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管(Ml)的漏極與第一電阻(Rl)的一端連接，第一電阻(Rl)的另一端與電源(VCC)連接，第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管(M2)的柵極連接至第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管(Ml)的漏極，第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管(M2)的漏極與電源(VCC)連接，第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管(M2)的源極與電壓輸出端⑵連接，在電壓輸出端(2)和理想零電勢(shì)點(diǎn)(GND)之間還設(shè)置有恒流源(II)，第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管(M3)的柵極與電壓輸出端(2)連接，第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管(M3)的源極接入理想零電勢(shì)點(diǎn)(GND)，第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管(M3)的漏極與第三電阻(R3)的一端連接，第三電阻(R3)的另一端與電源(VCC)連接，電流輸入端⑴與電壓輸出端⑵之間連接有第二電阻(R2)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可消除非理想?yún)⒖嫉赜绊懙膫鬏斪杩狗糯笃?，其特征在?所述恒流源(Il)的電流輸入端與電壓輸出端(2)連接，恒流源(Il)的電流輸出端接入理想零電勢(shì)點(diǎn)(GND)。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種可消除非理想?yún)⒖嫉赜绊懙膫鬏斪杩狗糯笃?。其目的是為了提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、具有良好高頻性能的傳輸阻抗放大器。本發(fā)明包括恒流源、三個(gè)場(chǎng)效應(yīng)晶體管和三個(gè)電阻，第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管、第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管、第一電阻、第二電阻和恒流源構(gòu)成傳統(tǒng)的傳輸阻抗放大器，第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管和第三電阻構(gòu)成一個(gè)虛擬增益級(jí)。第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管中的電流極性與第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管中的電流極性相反，適當(dāng)調(diào)節(jié)兩場(chǎng)效應(yīng)晶體管的大小，能夠使兩場(chǎng)效應(yīng)晶體管中的電流滿(mǎn)足幅度相同、相位相反的要求，使非理想?yún)⒖嫉刈兂衫硐氲奶摂M參考地，消除非理想地對(duì)輸出信號(hào)的影響。
【IPC分類(lèi)】H03F3/189, H03F1/56
【公開(kāi)號(hào)】CN105187019
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510698628
【發(fā)明人】李曉波, 曹正軍, 吳烜
【申請(qǐng)人】南京美辰微電子有限公司
【公開(kāi)日】2015年12月23日
【申請(qǐng)日】2015年10月23日