[發明專利]一種單端輸入、差分輸出轉換電路

有效

• 申請號: 202110235796.9
• 申請日: 2021-03-03
• 公開（公告）號: CN112953506B
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發明（設計）人: 余長亮
• 申請（專利權）人: 烽火通信科技股份有限公司;武漢飛思靈微電子技術有限公司
• 主分類號: H03K19/0185
• 分類號: H03K19/0185
• 代理公司: 深圳市六加知識產權代理有限公司 44372
• 代理人: 曲衛濤

本發明涉及半導體集成電路技術和光通信技術領域，提供了一種單端輸入、差分輸出轉換電路。低通濾波器，用于對輸入信號IN進行濾波處理，并輸出其均值信號IN_AVG；穩壓器，用于將輸入信號的均值信號IN_AVG轉換成穩定的電壓信號Reg_OUT，同時穩壓器的輸出端Reg_OUT還輸出驅動電流，用于向BJT管提供基極電流。全差分放大器，用于將輸入信號IN和穩壓器輸出信號Reg_OUT轉換成一對差分輸出信號OUTP和OUTN。本發明解決了目前基于CMOS工藝的TIA等涉及單端轉差分的電路結構不能直接應用于SiGe BiCMOS工藝的問題。

【技術領域】

本發明涉及半導體集成電路技術和光通信技術領域，特別是涉及一種單端輸入、差分輸出轉換電路。

【背景技術】

近30年來，無線通信網已經歷了1G(電話語音通信時代)、2G(語音和短信時代)、3G(語音、短信、網絡時代)、4G(語音、短信、網絡、視頻、電商時代)，光纖接入網也已實現了從電話線接入(Kbps速率)到銅線接入(Mbps速率)再到光纖接入(Gbps)的技術革新，將家庭用戶的帶寬速率從最初的Kbps提升到了Gbps。隨著電子商務、4K/8K視頻、物聯網、云計算等寬帶業務的普及應用以及無人智能駕駛、虛擬現實(Virtual Reality，簡寫為：VR)、人工智能(Artificial Intelligence，簡寫為：AI)、智慧城市等超寬帶業務的到來，無線通信網正從4G時代步入到5G時代、接入網也即將從10G G/EPON升級到下一代50G PON；通信網絡的演進升級也將光模塊的單路速率從10G提升到了25G/50G/100G速率級別。

在光模塊進行升級換代的同時，其使用的光接收、光發送等光/電芯片也需相應升級。對于客戶側/接入側光接收用模擬電芯片(如跨阻放大器，全稱為Trans-ImpedanceAmplifier，簡寫為：TIA)，在10G及以下速率級別可采用低成本的互補金屬氧化物半導體(Complementary Metal Oxide Semiconductor，簡寫為：CMOS)工藝來研發，但當速率提升至25G/50G/100G級別時則需采用先進的鍺硅三極管(或雙極型晶體管)互補金屬氧化物半導體(Silicon Germanium Bipolar Complementary Metal Oxide Semiconductor，簡寫為：SiGe BiCMOS)工藝來研發。而SiGe BiCMOS工藝中三極管或雙極型晶體管(BipolarJunction Transistor，簡寫為：BJT)的工作原理與CMOS工藝中金屬氧化物半導體場效應晶體管(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor，簡寫為：MOSFET)的工作原理有本質的區別：MOSFET是電壓驅動(柵/源極電壓)，而BJT管是電流驅動(基極電流，并對基極電流進行放大)。這導致以前采用CMOS工藝實現的客戶側/接入側電芯片部分架構不能直接移植到SiGe BiCMOS工藝。

鑒于此，克服該現有技術所存在的缺陷是本技術領域亟待解決的問題。

【發明內容】

本發明實施例要解決的技術問題是MOSFET是電壓驅動(柵/源極電壓)，而BJT管是電流驅動(基極電流，并對基極電流進行放大)，這導致以前采用CMOS工藝實現的客戶側/接入側電芯片部分架構不能直接移植到SiGe BiCMOS工藝。

本發明實施例采用如下技術方案：

第一方面，本發明提供了一種單端輸入、差分輸出轉換電路，包括低通濾波器、穩壓器和全差分放大器，三者依次級聯，具體的：

低通濾波器，用于對輸入信號IN進行濾波處理，并輸出其均值信號IN_AVG；

穩壓器，用于將輸入信號的均值信號IN_AVG轉換成穩定的電壓信號Reg_OUT，同時穩壓器的輸出端Reg_OUT還輸出驅動電流，用于向BJT管提供基極電流；其中，所述BJT管的基極電流控制在uA量級；