[發明專利]應用于全晶片式高速通訊的低供應電壓和低消耗功率的分散式放大器

在審

• 申請號: 202010030823.4
• 申請日: 2020-01-13
• 公開（公告）號: CN112803903A
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發明（設計）人: 張傑;李泰興
• 申請（專利權）人: 財團法人工業技術研究院
• 主分類號: H03F3/20
• 分類號: H03F3/20
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 徐金國

一種低供應電壓和低消耗功率的分散式放大器，包含一輸入端，是輸入一輸入信號；一輸出端，是輸出一輸出信號；一放大單元；一柵極線電路，是分別連接該輸入端與一第一負載電路、該放大單元；一第二負載電路；一漏極線電路，是分別連接該第二負載電路與該放大單元、該輸出端；以及一偏壓電路，是連接于該漏極線電路與該輸出端，其中該偏壓電路包括：一電壓源；一電感，是連接該電壓源與該漏極線電路的一端；以及一電容倍增器，是連接該電感、該漏極線電路與該輸出端。本發明更改其供電位置及產生電流方向，使供應電壓無需提高即可有相同的性能且不需要增加晶片面積。且本發明通過修改其供電方式解決消耗功率較高的問題，達到減少消耗功率。

技術領域

本發明是有關于一種分散式放大器，特別是一種低供應電壓和低消耗功率的分散式放大器。本發明應用于全晶片式高速通訊的分散式放大器。

背景技術

調變器驅動電路在光傳輸前端電路中負責將數位調變信號做放大，來驅動馬赫曾德爾調變器去對激光做調變，將電信號調變為光信號。而由于馬赫曾德爾調變器需要較大的調變信號才能夠操作，因此調變器驅動電路必須具有高速、高輸出振福的特性以滿足馬赫曾德爾調變器的需求。

分散式放大器由于具有良好的增益平坦度、優秀的頻率響應的特性，因此適合用來設計寬頻放大器。但其電路結構會造成較高的消耗功率。

傳統的分散式放大器供應電源的位置是在終端電阻的后方，所以當放大器的電流越大，供應電壓就需要越高，進而提高消耗功率。傳統分散式放大器降低消耗功率的方法有減少內部放大單元消耗電流的技術和使用并連電感的技術兩種，其一減少內部放大單元會增加電路復雜度，另一則是使用并聯電感會增加晶片面積。

由于分散式放大器的電路特性導致需要使用較高的供應電壓，從而提高電路整體的消耗功率并提高晶片溫度，晶片溫度過高又會影響其他周邊電路正常運作以及增加散熱所需的能源。傳統分散式放大器的偏壓電路在負載電阻端，因此當大電流經過電阻時會在電阻上產生跨壓，導致漏極線上的電壓下降，若不提高偏壓電路電壓放大單元就會因為漏極線的電壓下降而降低其性能，但若要維持漏極線上的電壓就必須提高偏壓電路電壓，當偏壓電路電壓被提高時電路的消耗功率也會大幅提高。

發明內容

本發明的目的在提供一種應用于全晶片式高速通訊的低供應電壓和低消耗功率的分散式放大器，是通過修改其供電方式解決消耗功率較高的問題，達到減少消耗功率。

本發明的又一目的在提供一種應用于全晶片式高速通訊的低供應電壓和低消耗功率的分散式放大器，是更改其供電位置及產生電流方向，使供應電壓無需提高即可有相同的性能且不需要增加晶片面積。

本發明提出一種應用于全晶片式高速通訊的低供應電壓和低消耗功率的分散式放大器，該分散式放大器包括：一輸入端，是輸入一輸入信號；一輸出端，是輸出一輸出信號；一放大單元；一柵極線電路，是分別連接該輸入端與一第一負載電路、該放大單元；一第二負載電路；一漏極線電路，是分別連接該第二負載電路與該放大單元、該輸出端；以及一偏壓電路，是連接于該漏極線電路與該輸出端，其中該偏壓電路包括：一電壓源；一電感是連接該電壓源與該漏極線電路的一端；以及一電容倍增器，是連接該電感、該漏極線電路與該輸出端。本發明更改其供電位置及產生電流方向，使供應電壓無需提高即可有相同的性能且不需要增加晶片面積。且本發明通過修改其供電方式解決消耗功率較高的問題，達到減少消耗功率。

在一實施例中，其中該放大單元包括有一第一晶體管連接該漏極線電路與該柵極線電路；以及一第二晶體管連接該漏極線電路與該柵極線電路。

在一實施例中，其中該漏極線電路包括有一第一電感分別連接該第二負載電路與一第二電感，及一第三電感分別連接該第二電感與該電感。

在一實施例中，其中該第一晶體管的漏極連接該漏極線電路的該第一電感與該第二電感，及該第二晶體管的漏極連接該漏極線電路的該第二電感與該第三電感。