[實用新型]減小光電二極管寄生電容電路

有效

• 申請號: 201720739614.0
• 申請日: 2017-06-23
• 公開（公告）號: CN206807407U
• 公開（公告）日: 2017-12-26
• 發明（設計）人: 范樟;李景虎;涂航輝
• 申請（專利權）人: 千度芯通（廈門）微電子科技有限公司
• 主分類號: H03F1/42
• 分類號: H03F1/42;H03F3/08
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所23109
• 代理人: 劉士寶

技術領域

本實用新型屬于集成電路下跨阻放大器中的帶寬延展技術領域，涉及一種用于減小光電二極管自身寄生電容的電路結構。

背景技術

在光纖通信集成電路的接收端，需要將光信號通過光電二極管(PD)轉換為電流信號，再通過跨阻放大器(TIA)將電流信號轉換為電壓信號。PIN二極管作為光電二極管(PD)的一種類型，自身將產生一個范圍是100～500fF的寄生電容C_pd，該寄生電容的大小不僅會限制PIN二極管的開關速度，更重要的是將影響跨阻放大器(TIA)的-3dB帶寬。

圖1給出了常見的光電二極管D0與跨阻放大器A的連接方式。圖1中，跨阻放大器A采用-A理想電壓放大器實現。

跨阻放大器的-3dB帶寬f_-3dB為：

式中：A為跨阻放大器的放大倍數，RF為跨阻放大器輸入輸出端的跨阻，C_pd為光電二極管D0的寄生電容C_pd的電容量；

實際情況中，PIN二極管的寄生電容C_pd的電容量通常會很大，進而使跨阻放大器的帶寬變得很小，很難使帶寬的設計滿足要求。

發明內容

本實用新型目的是為了解決常見的光電二極管與跨阻放大器連接方式中光電二極管的寄生電容C_pd影響跨阻放大器-3dB帶寬的問題，提供了一種減小光電二極管寄生電容電路。

本實用新型所述減小光電二極管寄生電容電路，包括誤差放大器A0、NMOS晶體管MN1、NMOS晶體管MN2、NMOS晶體管MN3、NMOS晶體管MN4、電阻R0、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電容C1、電容C2和電容C3；

NMOS晶體管MN1的柵極同時連接電阻R0的一端和電阻R1的一端；

NMOS晶體管MN2的柵極、漏極同時連接NMOS晶體管MN1的源極、電阻R2的一端和電容C3的一端；

NMOS晶體管MN2的源極連接NMOS晶體管MN3的漏極；

NMOS晶體管MN3的柵極同時連接電容C2的一端、電阻R2的另一端和電阻R3的一端；

NMOS晶體管MN3的源極同時連接NMOS晶體管MN4的漏極、電容C1的一端和電容C3的另一端；

NMOS晶體管MN4的柵極連接誤差放大器A0的輸出端；

NMOS晶體管MN4的源極同時連接誤差放大器A0的反向輸入端和電阻R4的一端；

誤差放大器A0的正向輸入端連接基準電壓Vref；

電容C1的另一端連接光電二極管D0的PINK端；

電容C2的另一端連接光電二極管D0的PINA端；

電阻R1的另一端、電阻R3的另一端和電阻R4的另一端同時連接GND；

NMOS晶體管MN1的漏極和電阻R0的另一端同時連接電源VDD。

優選地，電容C1與電容C2為交流耦合電容。

本實用新型的有益效果是：提出一種減小光電二極管寄生電容電路,能夠產生負電容與光電二極管寄生電容C_pd部分抵消，減小跨阻放大器的輸入電容，達到延展帶寬減小設計難度的效果，并已經通過了仿真結果驗證。

附圖說明

圖1是常見的光電二極管與跨阻放大器的連接方式；

圖2是本實用新型所述減小光電二極管寄生電容電路的電路原理圖；

圖3是本實用新型的簡化結構電路原理圖。

圖4是常見光電二極管與跨阻放大器連接方案中TIA的-3dB帶寬和使用本實用新型電路時TIA的-3dB帶寬仿真對比圖。

具體實施方式

以下將結合附圖及實施例來詳細說明本實用新型的實施方式，借此對本實用新型如何應用技術手段來解決技術問題，并達成技術效果的實現過程能充分理解并據以實施。本實用新型電路能夠產生負電容與光電二極管寄生電容C_pd部分抵消，減小跨阻放大器的輸入電容，達到延展帶寬減小設計難度的效果。

在闡述常見的光電二極管與跨阻放大器的連接方式電路中，由于光電二極管的PINA端直接接在跨阻放大器的輸入端，即光電二極管寄生電容C_pd作為跨阻放大器的輸入電容將會減小電路帶寬。圖2提出的一種減小光電二極管寄生電容電路，解決了光電二極管PINA端直接連接TIA輸入端影響整體電路帶寬的情況。