[發(fā)明專利]減小穩(wěn)定時間的突發(fā)模式光接收機跨阻放大器電路

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110471761.5
• 申請日: 2021-04-29
• 公開（公告）號: CN113300675A
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳瑩梅;陳奕鋼;朱恩
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學(xué);網(wǎng)絡(luò)通信與安全紫金山實驗室
• 主分類號: H03F1/26
• 分類號: H03F1/26;H03F3/08
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本發(fā)明公開了一種減小穩(wěn)定時間的突發(fā)模式光接收機跨阻放大器電路，跨阻放大器第一級采用共發(fā)共基Cascode結(jié)構(gòu)，降低輸入晶體管寄生電容的密勒效應(yīng)，從而提高跨阻放大器的帶寬；放大器第二級為射極跟隨器，進行隔離，避免反饋網(wǎng)絡(luò)負載效應(yīng)而導(dǎo)致的開環(huán)增益降低；光電二極管產(chǎn)生電流信號輸入至跨阻放大器，低通濾波器提取出跨阻放大器輸出信號的直流電壓，與跨阻放大器檢測點的直流電壓通過比較器進行比較，輸出電壓信號來調(diào)節(jié)反饋電阻阻值，從而改變跨阻增益，實現(xiàn)閉環(huán)自動增益控制。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，可以通過調(diào)整低通濾波器的時間常數(shù)以及比較器的壓擺率，顯著減小穩(wěn)定時間，經(jīng)過工藝驗證，穩(wěn)定時間可小于20ns。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光纖通信等系統(tǒng)中的光接收機模塊集成電路，尤其涉及一種減小穩(wěn)定時間的突發(fā)模式光接收機跨阻放大器電路。

背景技術(shù)

光接收機可以分為連續(xù)模式光接收機和突發(fā)模式光接收機，高速突發(fā)模式光接收機用于傳輸信號幅度隨時間變換較大的光纖通信系統(tǒng)中，這就需要光接收機對于任意輸入信號能夠快速穩(wěn)定在所需的工作狀態(tài)。

跨阻放大器作為光接收機的前端放大器，將微弱的輸入電流信號進行初步放大并轉(zhuǎn)換為電壓信號。由于突發(fā)模式光接收機輸入信號的幅度變換很大，這就需要跨阻放大器具有增益調(diào)節(jié)的功能，以保障其輸出信號幅度的穩(wěn)定，便于下一級電路工作，與此同時還需要保證較小的穩(wěn)定時間，從而傳輸更多的數(shù)據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：本發(fā)明的目的是提供一種減小穩(wěn)定時間的突發(fā)模式光接收機跨阻放大器電路，減小光接收機接收突發(fā)信號時的穩(wěn)定時間，實現(xiàn)高帶寬電路，傳輸更多的數(shù)據(jù)，具有結(jié)構(gòu)簡單可靠，穩(wěn)定時間短的優(yōu)點。

技術(shù)方案：一種突發(fā)模式光接收機跨阻放大器電路，電路具體包括：

晶體管Q₁的基極接輸入電流I_in和反饋電阻R_F的第一端，晶體管Q₁的集電極接晶體管Q₂的發(fā)射級，晶體管Q₁的發(fā)射級接地，

晶體管Q₂的基極接偏置電壓V_b，晶體管Q₂的集電極接電阻R₁的第一端和晶體管Q₃的基極，

晶體管Q₃的集電極接PMOS管M₁的柵極、漏極和PMOS管M₂的柵極，晶體管Q₃的發(fā)射級接電阻R₄的第一端和反饋電阻R_F的第二端，

PMOS管M₁的源極接電源電壓VDD，PMOS管M₂的漏極接電阻R₂的第一端和電阻R₃的第一端，PMOS管M₂的源極接電源電壓VDD，電阻R₁的第二端接電源電壓VDD，電阻R₂的第二端接地，電阻R₃的第二端接電容C₁的第一端，電阻R₄的第二端接地，電容C₁的第二端接地。

主放大晶體管Q₁和晶體管Q₂形成共發(fā)共基Cascode結(jié)構(gòu)，減小主放大晶體管Q₁的寄生密勒電容C_μ1，從而減小跨阻放大器輸入端主極點的寄生電容，提升跨阻放大器的帶寬。

為了避免反饋網(wǎng)絡(luò)負載效應(yīng)導(dǎo)致的開環(huán)增益降低，添加晶體管Q₃作為主放大晶體管Q₁的射極跟隨器，起到隔離和緩沖的作用。

進一步地，晶體管Q₃的基極為輸出節(jié)點V_out；電阻R₃的第二端為輸出節(jié)點V_cm。