专利名称：一种窄脉冲电压放大器的制作方法
技术领域：
本发明涉及集成电路领域，特别是涉及一种窄脉冲电压放大器。
背景技术：
四象限光电探测器由四个光电探测器构成，每个探测器一个象限，目标光信号经光学系统后在四象限光电探测器上成像。四象限探测器以其响应频率快、响应波长宽、灵敏度高和工作温度范围大等优点得到越来越广泛的应用，激光引导头，激光经纬仪等光电跟踪仪器中常用四象限探测器作为光电传感器探测目标方位。在四象限激光探测系统中，当光信号功率较小时，光电探测器输出的电信号输出也比较小，有时甚至十分微弱，仅为ns量级的窄脉冲，高速AD也难以捕捉到窄脉冲的幅值， 所以要对其放大处理。为了信号处理的需要，一般要跟随前置脉冲放大器，除了要对光电二极管各个参数进行合理的选择外，放大器的设计也是影响探测器性能的重要因素。目前的四象限探测器前端信号处理电路中的前置放大器都是在陶瓷基板上集成通用器件及电容电阻，即采用厚膜工艺来实现。此类电路功耗高、体积大，不利于集成并且抗干扰能力不强。文献“四象限红外探测器信号处理系统”(陈社，徐秀芳，刘银年科学技术与工程，2009，6 (5) :611-615)介绍了采用放大器对窄脉冲进行放大的方法。其中选择器件op07或AD632为放大器的核心组件，外围则为yF级别的大电容。但电路对输入脉冲宽度要求大于10ns，且功耗电流都在5mA以上，体积相对很大，不能量产，整体性能严重受通用核心器件的制约。采用大规模集成电路技术研制四象限探测器前端信号处理电路芯片，可以缩小控制系统的体积、减轻重量、降低功耗、提高抗干扰能力、增加可靠性和使用的灵活性等优点， 因此具有及其重要的实际意义。其中，设计合理的高速、宽带前置窄脉冲放大电路，对脉宽为纳秒级的激光脉冲实现不失真放大具有非常重要的意义。
发明内容
本发明目的是提供一种窄脉冲电压放大器，应用于四象限光电探测器系统。为达到上述目的，本发明采用的技术方案是 一种窄脉冲电压放大器，其包括
电流放大器，其用于放大输入窄脉冲信号的脉冲幅度；
电压缓冲器，其用于调整或提高整个放大器回路中的驱动电流能力并输出信号；所述的电压缓冲器的输入端连接至所述的电流放大器的输出端；
反馈电路，其用于稳定并控制整个放大器回路的增益；所述的反馈电路的输入端连接至所述的电流放大器的输出端，其输出端连接至所述的电流放大器的输入端。优选地，所述的窄脉冲电压放大器还包括偏置电路，其用于为放大器回路中的负载提供偏置电压。进一步优选地，所述的偏置电路包括偏置电阻、偏置电容以及第一晶体MOS管
3(M1)，所述的偏置电阻一端连接外接电源，另一端连接至所述的偏置电容的一端，偏置电容的另一端接地；所述的第一晶体MOS管(Ml)的漏极连接至偏置电阻与偏置电容之间，其源极接地，其栅极为所述的偏置电压输出端。进一步优选地，所述的电流放大器包括第二 MOS晶体管(M2)、第三MOS晶体管 (M3)、第四MOS晶体管(M4)以及第五MOS晶体管(M5)，所述的第二 MOS晶体管(M2)的源极连接输入信号，其漏极连接至所述的第三MOS晶体管(M3)的漏极，其栅极连接至所述的偏置电压输出端；所述的第三MOS晶体管(M3)的栅极连接至所述的第四MOS晶体管(M4)的栅极，其源极连接外接电源；所述的第四MOS晶体管(M4)的漏极连接至所述的第五MOS晶体管(M5)的漏极，其栅极连接外接电源；所述的第五MOS晶体管(M5)的栅极连接至所述的偏置电压输出端，其源极接地；所述的电流放大器的输出端从所述的第四MOS晶体管(M4)的漏极与第五MOS晶体管(M5)的漏极之间引出。进一步优选地，所述的第二MOS晶体管(M2)、第五MOS晶体管(M5)为NMOS晶体管； 所述的第三MOS晶体管(M3)、第四MOS晶体管(M4)为PMOS晶体管。进一步优选地，所述的电压缓冲器包括M0S晶体管(M0)、第六MOS晶体管(M6)， 所述的MOS晶体管(MO)的栅极连接至所述的电流放大器的输出端，其源极连接至所述的第六MOS晶体管(M6)的漏极，其漏极连接外接电源；所述的第六MOS晶体管(M6)的栅极连接至所述的偏置电压输出端，其源极接地；输出信号从所述的MOS晶体管(MO)的漏极与第六 MOS晶体管(M6)的漏极之间引出。进一步优选地，所述的电压缓冲器包括NPN晶体管(Q0)、第六MOS晶体管(M6)， 所述的NPN晶体管(QO)的基极连接至所述的电流放大器的输出端，其发射极连接至所述的第六MOS晶体管(M6)的漏极，其集电极连接外接电源；所述的第六MOS晶体管(M6)的栅极连接至所述的偏置电压输出端，其源极接地；输出信号从所述的NPN晶体管(QO)的发射极与第六MOS晶体管(M6)的漏极之间引出。优选地，所述的反馈电路包括输入电阻和反馈电阻，所述的输入电阻的一端连接输入信号，另一端连接至所述的电流放大器的输入端；所述的反馈电阻的一端连接至所述的电流放大器的输出端，另一端连接至所述的电流放大器的输入端。本发明在集成电路双阱COMS工艺下实现了激光探测系统中四象限探测器前端信号处理电路的窄脉冲电压放大器，代替传统的厚膜工艺电路。如
图1所示设电流放大器的输出电流权利要求
1.一种窄脉冲电压放大器，其特征在于其包括电流放大器，其用于放大输入窄脉冲信号的脉冲幅度；电压缓冲器，其用于调整或提高整个放大器回路中的驱动电流能力并输出信号；所述的电压缓冲器的输入端连接至所述的电流放大器的输出端；反馈电路，其用于稳定并控制整个放大器回路的增益；所述的反馈电路的输入端连接至所述的电流放大器的输出端，其输出端连接至所述的电流放大器的输入端。
2.根据权利要求1所述的一种窄脉冲电压放大器，其特征在于所述的窄脉冲电压放大器还包括偏置电路，其用于为放大器回路中的负载提供偏置电压。
3.根据权利要求2所述的一种窄脉冲电压放大器，其特征在于所述的偏置电路包括偏置电阻、偏置电容以及第一晶体MOS管(M1)，所述的偏置电阻一端连接外接电源，另一端连接至所述的偏置电容的一端，偏置电容的另一端接地；所述的第一晶体MOS管(Ml)的漏极连接至偏置电阻与偏置电容之间，其源极接地，其栅极为所述的偏置电压输出端。
4.根据权利要求3所述的一种窄脉冲电压放大器，其特征在于所述的电流放大器包括第二 MOS晶体管(M2)、第三MOS晶体管(M3)、第四MOS晶体管(M4)以及第五MOS晶体管 (M5)，所述的第二 MOS晶体管(M2)的源极连接输入信号，其漏极连接至所述的第三MOS晶体管(M3)的漏极，其栅极连接至所述的偏置电压输出端；所述的第三MOS晶体管(M3)的栅极连接至所述的第四MOS晶体管(M4)的栅极，其源极连接外接电源；所述的第四MOS晶体管(M4)的漏极连接至所述的第五MOS晶体管(M5)的漏极，其栅极连接外接电源；所述的第五MOS晶体管(M5)的栅极连接至所述的偏置电压输出端，其源极接地；所述的电流放大器的输出端从所述的第四MOS晶体管(M4)的漏极与第五MOS晶体管(M5)的漏极之间引出。
5.根据权利要求4所示的一种窄脉冲电压放大器，其特征在于所述的第二MOS晶体管(M2)、第五MOS晶体管(M5)为NMOS晶体管；所述的第三MOS晶体管(M3)、第四MOS晶体管(M4)为PMOS晶体管。
6.根据权利要求3所述的一种窄脉冲电压放大器，其特征在于所述的电压缓冲器包括M0S晶体管(M0)、第六MOS晶体管(M6)，所述的MOS晶体管(MO)的栅极连接至所述的电流放大器的输出端，其源极连接至所述的第六MOS晶体管(M6)的漏极，其漏极连接外接电源；所述的第六MOS晶体管(M6)的栅极连接至所述的偏置电压输出端，其源极接地；输出信号从所述的MOS晶体管(MO)的漏极与第六MOS晶体管(M6)的漏极之间引出。
7.根据权利要求3所述的一种窄脉冲电压放大器，其特征在于所述的电压缓冲器包括NPN晶体管(Q0)、第六MOS晶体管(M6)，所述的NPN晶体管(QO)的基极连接至所述的电流放大器的输出端，其发射极连接至所述的第六MOS晶体管(M6)的漏极，其集电极连接外接电源；所述的第六MOS晶体管(M6)的栅极连接至所述的偏置电压输出端，其源极接地；输出信号从所述的NPN晶体管(QO)的发射极与第六MOS晶体管(M6)的漏极之间引出。
8.根据权利要求1所述的一种窄脉冲电压放大器，其特征在于所述的反馈电路包括输入电阻和反馈电阻，所述的输入电阻的一端连接输入信号，另一端连接至所述的电流放大器的输入端；所述的反馈电阻的一端连接至所述的电流放大器的输出端，另一端连接至所述的电流放大器的输入端。
全文摘要
本发明涉及一种窄脉冲电压放大器，其包括电流放大器，其用于放大输入窄脉冲信号的脉冲幅度；电压缓冲器，其用于调整或提高整个放大器回路中的驱动电流能力并输出信号；所述的电压缓冲器的输入端连接至所述的电流放大器的输出端；反馈电路，其用于稳定并控制整个放大器回路的增益；所述的反馈电路的输入端连接至所述的电流放大器的输出端，其输出端连接至所述的电流放大器的输入端。本发明通过窄脉冲电压放大器代替环通的厚膜工艺电路来实现高频和大动态范围的特性。能够对微弱的窄脉冲信号进行放大，具有良好的线性输入范围。
文档编号H03K5/04GK102394609SQ201110327258
公开日2012年3月28日 申请日期2011年10月25日 优先权日2011年10月25日
发明者白涛 申请人:中国兵器工业集团第二一四研究所苏州研发中心