[發明專利]配備固有時間常數減小的轉換電路的放大器

在審

• 申請號: 201980097608.1
• 申請日: 2019-06-25
• 公開（公告）號: CN113994591A
• 公開（公告）日: 2022-01-28
• 發明（設計）人: 盧卡·皮亞宗
• 申請（專利權）人: 華為技術有限公司
• 主分類號: H03F3/45
• 分類號: H03F3/45
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種用于將差分輸入信號轉換為單端輸出信號的放大器。具體地，本發明涉及一種所述轉換的固有時間常數減小的放大器。本發明提供了一種放大器，所述放大器包括轉換電路，用于將差分輸入信號轉換為單端輸出信號，所述轉換電路包括：輸入部分，用于接收所述差分輸入信號；輸出部分，包括用于提供所述單端輸出信號的輸出端口，其中，所述輸出部分包括電容元件，用于減小所述轉換電路的固有時間常數。

技術領域

本發明涉及一種用于將差分輸入信號轉換為單端輸出信號的放大器。具體地尤其涉及一種所述轉換的固有時間常數減小的放大器。本發明還涉及一種用于操作此類放大器的方法。

背景技術

在發射器(例如，用于光通信)中，高速數字源會產生差分信號。同時，電光調制器通常需要單端輸入信號。為此，使用將差分輸入轉換為單端輸出的驅動器放大器。

提高電光發射器數據速率的關鍵要求是帶寬。帶寬越寬，數據速率越高。用戶對允許獲取具有寬帶寬的差分輸入到單端輸出驅動器放大器的方案感興趣，以便最大限度地提高電光發射器的數據速率。

圖10示出了現有技術中使用的典型差分輸入到單端輸出驅動器放大器方案。該方案由三個塊組成：差分輸入到差分輸出塊、差分輸入到單端輸出塊、單端輸入到單端輸出塊。上述三個塊中的每一個可以由一個或多個內部增益級組成。通過具有兩個輸入(Vin+和Vin-)和僅一個輸出(Vout)的差分對實現差分輸入到單端輸出塊。差分對(以其最簡單的形式)由兩個相同的晶體管(Q1和Q2)、電流源(IS)、兩個相同的負載電阻器(RD)和偏置電壓(VD)組成。圖10中的兩個電容器CDS不是差分對的組件，它們是指兩個晶體管的固有輸出寄生電容。圖10中示出了這兩個電容器，因為它們對于估計差分對的差分輸入到單端輸出電壓增益(AV)非常重要，如以下等式所示：

其中，ω是角頻率，g_m是晶體管的跨導。根據等式(1)，可以估計現有技術中差分輸入到單端輸出驅動器放大器的帶寬，即電壓增益比直流(direct current，DC)值低3dB的角頻率，其以下列等式表示：

圖11示出了電壓增益與頻率的典型行為，圖中還突出顯示了3dB帶寬。

通過考慮等式(2)，可以注意到傳統差分輸入到單端輸出驅動器放大器的帶寬基本上受到寄生電容器CDS的限制，具體取決于晶體管(Q1和Q2)的尺寸。晶體管的尺寸越小，寄生電容器CDS的尺寸就越小，差分對的增益和線性度也越小。

綜上所述，現有技術中提出的方案在實際設計中只能實現有限的帶寬，因為存在關于增益和線性度的權衡。因此，需要一種能夠克服上述缺點的放大器。

發明內容

鑒于上述問題和缺點，本發明實施例旨在改進傳統放大器。

本發明的目的在于實現一種具有最佳較寬帶寬的差分輸入到單端輸出驅動器放大器。例如，該方面對用于光通信的發射器是有益的，其中寬帶驅動器放大器用于提高高速數字源的電平，以便充分供電，從而正確驅動電光調制器。

具體地，本發明的目的通過差分到單端轉換電路實現，所述差分到單端轉換電路包括連接到所述差分到單端轉換電路的閉合輸出路徑的組件，所述組件用于減小所述電路的固有時間常數。所述組件可以是添加到所述差分到單端轉換電路中的電容器(例如，將差分輸入轉換為單端輸出的差分對)。由此產生的轉換函數確保能夠實現較寬的帶寬，而不影響所述放大器的其它關鍵性能值。例如，選取的所述電容器的電容應該大于所述差分到單端轉換電路的寄生電容。

本發明的目的通過所附獨立權利要求中提供的方案實現。從屬權利要求中進一步定義了本發明的有利實現方式。