[實用新型]一種用于提高TIA中跨阻放大級輸出直流電平的電路

有效

• 申請號: 201820345982.1
• 申請日: 2018-03-14
• 公開（公告）號: CN208013817U
• 公開（公告）日: 2018-10-26
• 發明（設計）人: 彭慧耀;陳偉;洪佳程;潘劍華
• 申請（專利權）人: 廈門優迅高速芯片有限公司
• 主分類號: G05F1/56
• 分類號: G05F1/56;H03F3/45
• 代理公司: 廈門市新華專利商標代理有限公司 35203
• 代理人: 羅恒蘭

本實用新型涉及一種用于提高TIA中跨阻放大級輸出直流電平的電路，其包括跨阻放大級、差分放大級、電平提升單元和直流恢復環路；所述跨阻放大級的輸入端用于輸入光電流信號，其輸出端則直接連接差分放大級的輸入端。本實用新型通過引入電平提升單元和直流恢復環路實現跨阻放大級輸出直流電平的提升，達到與差分放大級輸入直流電平相匹配的目的，提高整體電路的穩定性。

技術領域

本實用新型涉及電子電路領域，具體涉及一種用于提高TIA中跨阻放大級輸出直流電平的電路。

背景技術

光通信中，接收前端的跨阻放大電路(TIA)主要由跨阻放大級和差分放大級組成。跨阻放大級將光電流信號轉換為電壓信號，差分放大級將前級輸出電壓信號進一步放大，以滿足輸出電壓幅度的要求。跨阻放大級通常由單端電路構成，其輸出直流電平往往無法和差分放大級的輸入直流電平相匹配，需要加入其他的電路結構來實現電平匹配。

如圖1所示，由NMOS管MN1，PMOS管MP1，可調電阻RF構成的跨阻放大級，其輸出直流電平為V1，在I_in=0時，V1=VGS_MN1。圖2為差分放大級的輸入級，由于增加了尾電流Itail1，其所需輸入直流電平為V2=VGS_MN5+Vtail 。 由于VGS_MN1≈VGS_MN5，V1和V2相差一個Vtail的電壓，不好直接相連。目前所采用的方法是利用NMOS管MN3和電阻R3構成的CS放大級，將V1電平進行提升后，再與差分放大級相連。

由NMOS管MN3，電阻R3構成的CS放大級，其偏置電流由跨阻放大級所決定。如果生產工藝出現偏差或者I_in≠0，V1將發生變化，CS級的偏置電流也隨之發生變化，進而整個TIA的帶寬和增益也將發生變化，影響整體電路工作的穩定性。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種用于提高TIA中跨阻放大級輸出直流電平的電路，其不引入額外的中間級即可實現跨阻放大級和差分放大級之間的直流電平匹配，提高整體電路的穩定性。

為實現上述目的，本實用新型采用的技術方案是：

一種用于提高TIA中跨阻放大級輸出直流電平的電路，其包括跨阻放大級、差分放大級、電平提升單元和直流恢復環路；所述跨阻放大級的輸入端用于輸入光電流信號，其輸出端則直接連接差分放大級的輸入端；

所述直流恢復環路包括偽跨阻放大級、第一濾波單元、第二濾波單元、直流恢復運放和直流通路單元，所述跨阻放大級和偽跨阻放大級并聯在電源VDD和電平提升單元之間，所述跨阻放大級的輸出端通過第一濾波電路連接直流恢復運放的的反相輸入端，所述偽跨阻放大級的輸出端通過第二濾波單元連接直流恢復運放的同相輸入端，所述直流恢復運放的輸出端連接直流通路單元，所述直流通路單元還連接跨阻放大級的輸入端。

所述電平提升單元包括尾電流源Itail和電容C3，所述尾電流源Itail和電容C3并聯，其一端連接跨阻放大級和偽跨阻放大級，另一端接地。

所述偽跨阻放大級包括包括PMOS管MP2、NMOS管MN2和電阻Rdummy，PMOS管MP2的源極連接電源VDD，柵極連接電阻Rdummy的一端，漏極連接電阻Rdummy的另一端；NMOS管MN2的柵極與電阻Rdummy連接PMOS管MP2柵極的一端連接，NMOS管MN2的漏極與電阻Rdummy連接PMOS管MP2漏極的一端連接，而NMOS管MN2的源極連接電平提升單元，電阻Rdummy接PMOS管MP2、NMOS管MN2的一端作為偽跨阻放大級的輸出端連接至第二濾波單元。

所述直流通路單元包括NMOS管MN0，該NMOS管MN0的柵極連接直流恢復運放的輸出端，漏極連接跨阻放大級的輸入端，源極接地。