[發明專利]一種低噪高速跨阻放大器

有效

• 申請號: 201611178239.3
• 申請日: 2016-12-19
• 公開（公告）號: CN106788280B
• 公開（公告）日: 2019-12-27
• 發明（設計）人: 石躍;何林峰;龔宏國
• 申請（專利權）人: 成都信息工程大學
• 主分類號: H03F1/26
• 分類號: H03F1/26;H03F1/48;H03F3/45
• 代理公司: 51232 成都點睛專利代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 葛啟函

一種低噪高速跨阻放大器，屬于電子技術領域。包括采用低輸入阻抗、低增益的跨阻放大器的兩個電流放大器，第一電流放大器輸入端接信號光電管，第二電流放大器輸入端接虛擬光電管或浮空處理，在足夠寬的帶寬下為整體電路提供一部分增益，隔離輸入節點的大電容，抑制第一級的噪聲；電流鏡電流做差電路，其兩個輸入端分別接兩個電流放大器的輸出端，將兩個電流放大器的輸出電流做差，從而實現電路靜態工作點的穩定及噪聲抵消功能；后級跨阻放大器，其輸入端接電流鏡做差電路的輸出端，可以采用高增益跨阻放大器，在保證高帶寬的前提下，為電路提供較大的增益和電路驅動能力。本發明提出的架構可以同時實現低噪聲、高帶寬和高增益。

技術領域

本發明屬于電子技術領域，具體涉及一種低噪高速跨阻放大電路。

背景技術

在高速傳感集成電路中，傳感器接收其他非電信號后產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，需要將電流信號轉化為適當幅值的電壓信號，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。

調節式共柵共源(RGC)電路結構能較好地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。

發明內容

本發明針對上述現有跨阻放大器電路無法同時實現高增益、高帶寬和低噪聲的限制，尤其是在光電管寄生電容大的情況下帶寬不夠寬的問題，提出了一種低噪高速跨阻放大器，可以同時實現低噪聲、高帶寬和高增益。

本發明的技術方案是：

一種低噪高速跨阻放大器，包括兩個電流放大器、一個電流鏡電流做差電路和一個后級跨阻放大器；

第一電流放大器輸入端接信號光電管，第二電流放大器輸入端接虛擬光電管或浮空處理；

電流鏡電流做差電路的兩個輸入端分別接兩個電流放大器的輸出端，將兩個電流放大器的輸出電流做差；

后級跨阻放大器的輸入端接電流鏡電流做差電路的輸出端。

具體的，所述第一電流放大器與第二電流放大器采用相同的電流放大電路形式，所述電流放大電路由一個前級跨阻放大器和一個后級電壓電流轉換電路組成，包括第一NMOS管MN1、第二NMOS管MN2、第三NMOS管MN3、第四NMOS管MN4、第一PMOS管MP1、第二PMOS管MP2、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻RF1、第一電容C1、第二電容CF1和放大器A1；

第一NMOS管MN1的柵極作為所述電流放大電路的輸入端，第二PMOS管MP2的源極作為所述電流放大電路的輸出端；

第一NMOS管MN1的柵極經過第四電阻RF1和第二電容CF1的并聯結構后連接放大器A1的同相輸入端，其漏極經過第一電阻R1后接電源電壓VDD，其源極接地；

第二NMOS管MN2的柵極接第一NMOS管MN1的漏極，其源極通過第二電阻R2后接地，其漏極接電源電壓VDD；

第三NMOS管MN3的柵極接放大器A1的輸出端，其源極接放大器A1的反相輸入端和第四NMOS管MN4的漏極，其漏極接第一PMOS管MP1的源極和柵極以及第二PMOS管MP2的柵極；

第四NMOS管MN4的漏極通過第三電阻R3和第一電容C1的串聯結構后接地，其源極接地，其柵極接電壓偏置VB0；

第一PMOS管MP1和第二PMOS管MP2的漏極接電源電壓VDD。