一种宽带放大电路的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于光电子集成电路技术领域，具体的说涉及一种宽带放大电路。
【背景技术】
[0002] 光通信系统作为现代通信系统的基础，在现代社会中起非常重要的作用。在光通 信系统中，前置放大器是光接收机的关键部分，其作用是将光电二极管输出的微弱电流脉 冲信号转换成一定的电压脉冲信号。要改善由于光接收机的性能，就必须提高前置放大器 的性能，这要求前置放大器一方面具有较高的增益，以避免由于后接的主放大器噪声影响 而引起的信噪比的下降；另一方面，在现有工艺下具有尽可能宽的带宽，以满足系统高速率 的要求。
[0003] 前置放大器通常选用跨阻放大器的形式，其基本结构如图1所示。该放大器的增 益为
其-3dB带宽为：
[0004] (其中，CT=CpD+Ci，RF<<ARi，CPD是光电二极管的寄生电容，C1是基本放大器的 输入电容，民是基本放大器的输入电阻，RF是反馈电阻，是基本放大器的中频电压增益），可 以知道：反馈电阻越小，跨阻放大器的频带越宽；CT越小，跨阻放大器的频带越宽；反馈电 阻越大，跨阻放大器的增益越大。集成光电二极管的寄生电容cPD是确定的，并且一般比较 大，故电路增益和宽带主要由决定，二者是两个相互矛盾的要求。
[0005] 为了提高跨阻放大器的增益，在跨阻放大器后接一个电压放大器，如图2所示。这 种使用电压模增益级的电路结构在带宽和增益的折衷方面仍然受限，当电压放大倍数比较 大时，放大器的主极点位置前移，导致带宽下降，不能进一步同时优化电路的带宽和增益。
【发明内容】
[0006] 本发明所要解决的，就是针对上述的跨阻放大器存在的带宽和增益制约问题，提 出一种使用电流模增益级并能同时满足宽带和高增益的跨阻放大电路。
[0007] 为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0008] -种宽带放大电路，其特征在于，包括第一跨阻放大器、第一跨导放大器、第二跨 导放大器、电流镜和第二跨阻放大器，其中，所述第一跨阻放大器的输入端是宽带放大电路 的输入端，第二跨阻放大器的输出端是宽带跨阻放大电路的输出端；所述第一跨导放大器 的输入端连接第一跨阻放大器的输出端，其输出端连接电流镜的输入端；所述第二跨导放 大器是第一跨导放大器的镜像电路，其输入端连接第一跨阻放大器的输入端，其输出端连 接第二跨阻放大器的第一输入端；所述电流镜的输出连接第二跨阻放大器的第二输入端；
[0009] 所述第一跨阻放大器包括第一NM0S管丽1、第一PM0S管MP1和第一电阻R1 ;其中， 第一NM0S管丽1的栅极与第一PM0S管MP1的栅极和第一电阻R1的一端连接，该连接点为 第一跨阻放大器的输入端；第一电阻R1的另一端与第一NM0S管MN1的漏极和第一PM0S管 MP1的漏极连接，该连接点为第一跨阻放大器的输出端；第一NMOS管的丽1源极接地；第一PM0S管MP1的源极连接电源；
[0010] 所述第一跨导放大器包括第二NM0S管丽2、第二PM0S管MP2、第三PM0S管MP3、第 四PM0S管MP4、第二电阻R2 ;其中，第二NM0S管丽2的栅极作为第一跨导放大器的输入端 与第一NM0S管丽1的漏极连接，其漏极与第二PM0S管MP2的漏极和第四PM0S管MP4的栅 极连接；第二PM0S管MP2的栅极与第三PM0S管MP3的栅极、第四PM0S管MP4的源极以及 第二电阻R2的一端连接；第三PM0S管MP3的漏极作为第一跨导放大器的输出端；第二NM0S 管MN2的源极和第四PM0S管MP4的漏极接地；第二PM0S管MP2的源极和第三PM0S管MP3 的源极以及第二电阻R2的另一端连接电源；
[0011] 所述第二跨导放大器包括第三NM0S管丽3、第五PM0S管MP5、第六PM0S管MP6、 第七PM0S管MP7和第三电阻R3 ;其中，第三NM0S管丽3的栅极作为第二跨导放大器的输 入端与第一NM0S管MN1的栅极连接，其漏极与第五PM0S管MP5的漏极和第七PM0S管MP7 的栅极连接；第五PM0S管MP5的栅极与第六PM0S管MP6的栅极、第七PM0S管MP7的源极 以及第三电阻R3的一端连接；第六PM0S管MP6的漏极作为第二跨导放大器的输出端；第三 NM0S管丽3的源极和第七PM0S管MP7的漏极接地；第五PM0S管MP5的源极和第六PM0S管 MP6的源极以及第三电阻R3的另一端连接电源；
[0012] 所述电流镜包括第四NM0S管MN4和第五NM0S管MN5 ;其中，第四NM0S管MN4的 漏极作为电流镜的输入端与第三PM0S管MP3的漏极和连接，其栅极和漏极与第五NM0S管 MN5的栅极连接；第五NM0S管MN5的漏极作为电流镜的输出端；第四NM0S管MN4的源极和 第五NM0S管MN5的源极接地；
[0013] 所述第二跨阻放大器包括第八PM0S管MP8、第六NM0S管MN6、第一二极管D1、第 二二极管D2和第四电阻R4 ;其中，第八PM0S管MP8的栅极作为第二跨阻放大器的第一输入 端，连接第六PM0S管MP6的漏极和第一二极管D1的正极；第六NM0S管MN6的栅极作为第 二跨阻放大器的第二输入端，连接第五NM0S管MN5的漏极和第二二极管D2的负极；第一二 极管D1的负极连接第二二极管D2的正极和第四电阻R4的一端；第四电阻R4的另一端连 接第八PM0S管MP8的漏极和第六NM0S管MN6的漏极，并作为第二跨阻放大器的输出；第六 NM0S管MN6的源极接地；第八PM0S管MP8的源极接电源。
[0014] 本发明的有益效果为，用增益较小的跨阻放大器作为电路输入级，采用电流镜来 实现电流增益，在提高电路带宽的同时可以提高电路的增益，使跨阻放大电路同时满足宽 带和高增益的要求。
【附图说明】
[0015] 图1是基本跨阻放大器逻辑结构示意图；
[0016] 图2是高增益跨阻放大器逻辑结构示意图；
[0017] 图3是本发明的宽带跨阻放大电路逻辑结构示意图；
[0018] 图4是本发明的宽带跨阻放大电路结构示意图。
【具体实施方式】
[0019] 下面结合附图和实施例，详细描述本发明的技术方案：
[0020] 如图3所示，为本发明的宽带跨阻放大电路逻辑结构示意图，包括第一跨阻放大 器、第一跨导放大器、镜像的第二跨导放大器、电流镜和第二跨阻放大器。其中，第一跨阻放 大器的跨阻增益较小，以保证较宽的带宽，其开环电压增益为，反馈电阻为&。第一跨导 放大器及镜像的第二跨导放大器由V-I转换电路和电流镜实现，其中，电流镜提供较大的 增益。跨导放大器的跨导为，其中V-I转换电路的跨导为gni，电流镜放大倍数为B。第二跨 阻放大器的跨阻增益也较小，同样以保证较宽的带宽，其开环电压增益为_A2，反馈电阻为 R2〇
[0021] 如图4所示，为本发明的具体的电路图，包括第一跨阻放大器、第一跨导放大器、 第二跨导放大器、电流镜和第二跨阻放大器，其中，所述第一跨阻放大器的输入端是宽带放 大电路的输入端，第二跨阻放大器的输出端是宽带跨阻放大电路的输出端；所述第一跨导 放大器的输入端连接第一跨阻放大器的输出端，其输出端连接电流镜的输入端；所述第二 跨导放大器是第一跨导放大器的镜像电路，其输入端连接第一跨阻放大器的输入端，其输 出端连接第二跨阻放大器的第一输入端；所述电流镜的输出连接第二跨阻放大器的第二输 入端；
[0022] 所述第一跨阻放大器包括第一NM0S管丽1、第一PM0S管MP1和第一电阻R1 ;其中， 第一NM0S管丽1的栅极与第一PM0S管MP1的栅极和第一电阻R1的一端连接，该连接点为 第一跨阻放大器的输入端；第一电阻R1的另一端与第一NM0S管MN1的漏极和第一PM0S管 MP1的漏极连接，该连接点为第一跨阻放大器的输出端；第一NM0S管的丽1源极接地；第一 PM0S管MP1的源极连接电源；
[0023] 所述第一跨导放大器包括第二NM0S管MN2、第二PM0S管MP2、第三PM0S管MP3、第 四PM0S管MP4、第二电阻R2 ;其中，第二NM0S管丽2的栅极作为第一跨导放大器的输入端 与第一NM0S管丽1的漏极连接，其漏极与第二PM0S管MP2的漏极和第四PM0S管MP4的栅 极连接；第二PM0S管MP2的栅极与第三PM0S管MP3的栅极、第四PM0S管MP4的源极以及 第二电阻R2的一端连接；第三PM0S管MP3的漏极作为第一跨导放大器的输出端；第二NM0S 管MN2的源极和第四PM0S管MP4的漏极接地；第二PM0S管MP2的源极和第三PM0S管MP3 的源极以及第二电阻R2的另一端连接电源；
[0024] 所述第二跨导放大器包括第三NM0S管丽3、第五PM0S管MP5、第六PM0S管MP6、 第七PM0S管MP7和第三电阻R3 ;其中，第三NM0S管丽3的栅极作为第二跨导放大器的输 入端与第一NM0S管MN1的栅极连接，其漏极与