[發明專利]一種跨阻放大器

有效

• 申請號: 201611253586.8
• 申請日: 2016-12-30
• 公開（公告）號: CN106656061B
• 公開（公告）日: 2022-09-16
• 發明（設計）人: 胡上;白睿;王俊成;姜培
• 申請（專利權）人: 光梓信息科技（上海）有限公司
• 主分類號: H03F1/26
• 分類號: H03F1/26;H03F1/30;H03F3/08;H03F3/45
• 代理公司: 北京市浩天知識產權代理事務所(普通合伙) 11276
• 代理人: 王廣濤

一種跨阻放大器，包含：偽差分跨阻放大器，其輸入端輸入光電流信號，其輸出端為分別輸出正極電壓信號和負極電壓信號，負電容兩端分別連接偽差分跨阻放大器的兩個輸出端，負電阻兩端分別連接偽差分跨阻放大器的兩個輸出端，工藝角檢測器輸出控制電壓信號給負電阻。本發明采用CMOS工藝設計，提高放大器的增益和帶寬，進而有效的提高了跨阻放大器的噪聲性能，且采用PVT補償技術來補償工藝、電源電壓和溫度偏差對電路性能帶來的影響。

技術領域

本發明涉及CMOS工藝下的高速光通信收發芯片領域，尤其涉及一種跨阻放大器。

背景技術

當前數據中心等高速互聯網絡的帶寬需求越來越高，傳統的電互聯由于其在成本和性能上的劣勢，被價格低廉、容量大、串擾小、抗電磁干擾強的光纖通信取代的趨勢日益明顯。然而，作為光通信互聯的核心，當前的高速光通信收發芯片(驅動器、跨組放大器、限幅放大器以及時鐘數據恢復電路等均采用傳統的SiGe/GaAs等工藝設計制造，其帶寬噪聲性能優越，但成本較高。隨著系統集成度的提高和CMOS工藝的不斷進步，利用具有成本、功耗和集成度優勢的CMOS工藝完成高速光電收發機的設計具有越來越大的吸引力。

傳統的跨阻放大器均采用SiGe工藝設計，其帶寬噪聲性能優越，但成本較高，CMOS的工藝成本較低，但帶寬和噪聲性能相對較差，如果需要達到和SiGe等雙極工藝相近的性能，需要更多的電路技術來克服工藝本身所帶來的設計困難，此外工藝、電源和溫度(PVT)變化會對跨阻放大器的增益、帶寬和群延時性能造成影響，對電路的穩定性帶來挑戰。

發明內容

本發明提供一種跨阻放大器，有效的提高了電路的帶寬和噪聲性能，同時也補償了工藝、電源電壓和溫度偏差對電路性能帶來的影響。

為了達到上述目的，本發明提供一種跨阻放大器，其特征在于，包含：

偽差分跨阻放大器，其輸入端為跨阻放大器的輸入端，輸入光電流信號，其輸出端為跨阻放大器的輸出端，分別輸出正極電壓信號和負極電壓信號；

負電容C_neg，其兩端分別連接偽差分跨阻放大器的兩個輸出端，用于提高跨阻放大器的帶寬；

負電阻R_neg，其兩端分別連接偽差分跨阻放大器的兩個輸出端，用于提高跨阻放大器的增益和噪聲性能；

工藝角檢測器，其輸出端輸出控制電壓信號V_ctrl給負電阻R_neg，用于根據工藝，電源和溫度信息得到的控制電壓信號V_ctrl來調節負電阻R_neg的大小。

所述的偽差分跨阻放大器包含：

第一放大器A₀，其輸入端輸入光電流信號，輸出端輸出負極電壓信號，作為負極電壓輸出端V_on；

第一電阻R_{f_P}，其一端連接第一放大器A₀的輸入端，另一端連接第一放大器A₀的輸出端；

第二放大器A₁，輸出端輸出正極電壓信號，作為正極電壓輸出端V_op；

第二電阻R_{f_N}，其一端連接第二放大器A₁的輸入端，另一端連接第二放大器A₁的輸出端。

所述的第一放大器A₀和第二放大器A₁是單端輸入單端輸出的放大器。

所述的負電容C_neg包含：交叉耦合的第一N型MOS管NM_P和第二N型MOS管NM_N、偏置電流源I_b、以及電容C_c；