跨阻放大器的直流偏置电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种跨阻放大器的直流偏置电路，包括：运算放大器、第一跨阻放大器和第二跨阻放大器；第一跨阻放大器包括一输入开关管M1和与之共源共栅的开关管M2；第二跨阻放大器包括一输入开关管M1’和与之共源共栅设置的开关管M2’；开关管M1’的栅极和漏极分别与运算放大器的正极、负极连接；运算放大器的输出端分别与开关管M2、M2’的栅极连接；使得第二跨阻放大器与运算放大器形成一负反馈网络，通过对开关管M2、开关管M2’栅极电压的偏置，使得开关管M1、开关管M1’的栅极电压与漏极电压值相同。因此，在M2的栅极电压Vg过高或过低时，M1的栅漏电压Vgd均约等于0，输出端信号眼图不会出现严重劣化。
【专利说明】
跨阻放大器的直流偏置电路
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种跨阻放大器，尤其涉及一种跨阻放大器的直流偏置电路。
【背景技术】
[0002] 跨阻放大器是将电流信号转化成电压信号并加以放大的电子电路，常作为光通信接收芯片的前端电路，跨阻放大电路需要有足够大的输入动态范围以满足应用，为了保证跨阻放大电路能够处理大信号，需要在跨阻放大电路中引入自动增益控制机制，即当输入信号大于一定值时，电路自动增益控制环路开始工作，减小跨阻放大电路的增益，从而达到处理大信号输入的功能。
[0003] 现有技术如图1所示，Ml为输入管，M2做共源共栅管，R1为负载电阻，M3与电流源形成缓冲级，Rf做为跨接电阻。它们组成跨阻放大电路TIAJ4是自动增益控制的M0S管，当输入光电流超过一定值时，M4将工作在线性区，控制TIA的跨阻。上述的跨阻放大器在M2的栅极电压Vg过高或过低时，输出端信号眼图都会出现严重劣化:
[0004] 1.如果Vg过低，会使得Ml的栅漏电压Vgd远小于0,当AGC工作时，由于Vagc电压上升，会使输出端OUT的直流电压Vout降低，当降低至电流源管的线性区时，会使得Vout信号的非线性增大，从而严重影响眼图的质量。
[0005] 2..如果Vg过高，会使得Ml的栅漏电压Vgd远大于0,当AGC工作时，由于Vagc电压上升，会使输出端OUT的直流电压Vout上升，从而使得M3的栅极电压上升，使得流经R1的电流减小，从而减小Ml的电流，降低其ft值，使得电路带宽下降，从而劣化眼图。
【实用新型内容】
[0006] 本实用新型所要解决的主要技术问题是提供一种跨阻放大器的直流偏置电路，来产生合适的M2栅极电压，保证Ml的栅漏电压Vgd均约等于0,从而使得在AGC工作时，Vagc电压上升，输出直流电也不会明显变化，保证输出端信号眼图不会出现严重劣化。
[0007] 为了解决上述的技术问题，本实用新型提供了一种跨阻放大器的直流偏置电路， 包括:运算放大器、第一跨阻放大器和第二跨阻放大器；
[0008] 所述第一跨阻放大器包括一输入开关管Ml和与之共源共栅设置的开关管M2;所述第二跨阻放大器包括一输入开关管Ml’和与之共源共栅设置的开关管M2’ ；
[0009] 所述开关管Ml’的栅极和漏极分别与运算放大器的正极、负极输入端连接;运算放大器的输出端分别与开关管M2、M2’的栅极连接;使得第二跨阻放大器与运算放大器形成一负反馈网络，通过对开关管M2、开关管M2’栅极电压的偏置，使得开关管Ml、开关管Ml ’的栅极电压与漏极电压值相同。
[0010] 在一较佳实施例中:所述开关管M1、开关管Ml’的栅极和源极之间分别设置有跨阻 Rf、Rf，。
[〇〇11]在一较佳实施例中:所述开关管1212’的漏极分别通过负载电阻1?1、1?1’与￥00相连。
[0012] 在一较佳实施例中:所述第一跨阻放大器还包括开关管M3,其栅极与开关管M2的漏极连接，源极接地，漏极与VDD连接。
[0013] 在一较佳实施例中:所述第二跨阻放大器还包括开关管M3 ’，其栅极与开关管M2 ’ 的漏极连接，源极接地，漏极与VDD连接。
[0014] 在一较佳实施例中:所述开关管Ml、M2、M3、M1’、M2 ’、M3 ’为M0S管或三极管。
[〇〇15]在一较佳实施例中:还包括一开关管M4，其栅极与Vagc连接，源极与开关管Ml的栅极连接，漏极与开关管Ml的漏极连接。
[〇〇16] 在一较佳实施例中:所述开关管M4为M0S管。
[0017] 在一较佳实施例中:所述第二跨阻放大器为第一跨阻放大器的镜像电路。
[0018] 在一较佳实施例中:所述第二跨阻放大器中的开关管Ml’、M2 ’、M3 ’相较于开关管 Ml、M2、M3等比例缩小，且负载电阻R1’相较于负载电阻R1等比例放大。
[0019] 相较于现有技术，本实用新型的技术方案具备以下有益效果:
[0020] 本实用新型提供了提供了一种跨阻放大器的直流偏置电路，在第一跨阻放大器的基础上，增加了一个运算放大器，一个第二跨阻放大器。第二跨阻放大器与运算放大器之间形成了一个负反馈网络，通过对开关管M2、开关管M2’栅极电压的偏置，使得第二跨阻放大器中开关管Ml’的栅极电压约等于漏极电压，从而使得第一跨阻放大器中的开关管Ml的栅极电压也约等于漏极电压即Vg, mi?Vd, mi。从而保证AGC工作时，M2栅极被偏置在合适的电压，保证Ml的栅漏电压Vgd均约等于0,输出端信号眼图都不会因为直流电压的过度变化而劣化。
【附图说明】
[0021 ]图1为现有技术中跨阻放大器的电路图；
[0022] 图2为本实用新型优选实施例中跨阻放大器的直流偏置电路图。
【具体实施方式】
[0023] 以下结合附图及实施例对本实用新型进行进一步的详细说明。
[0024] 参考图2,一种跨阻放大器的直流偏置电路，包括:运算放大器I 0、第一跨阻放大器TIA和第二跨阻放大器TIA dummy;
[〇〇25]所述第一跨阻放大器TIA包括一输入开关管Ml和与之共源共栅设置的开关管M2; 所述第二跨阻放大器包括一输入开关管Ml’和与之共源共栅设置的开关管M2’ ；
[〇〇26]所述开关管Ml’的栅极和漏极分别与运算放大器的正极、负极输入端连接;运算放大器的输出端分别与开关管M2、M2’的栅极连接;使得第二跨阻放大器与运算放大器形成一负反馈网络，通过对开关管M2、开关管M2’栅极电压的偏置，使得第二跨阻放大器中开关管 Ml’的栅极电压约等于漏极电压，从而使得第一跨阻放大器中的开关管Ml的栅极电压也约等于漏极电压即￥8，[?1^^(1，[?1。从而保证46(:工作时，无论开关管112的栅极电压过高或过低， 输出端信号眼图都不会因为直流电的过度变化而劣化。
[0027]本实施例中，第一跨阻放大器TIA和第二跨阻放大器TIA dummy的其余结构为: [〇〇28]所述开关管Ml、开关管Ml’的栅极和源极之间分别设置有跨阻Rf、Rf’。所述开关管 M2、M2’的漏极分别通过负载电阻R1、R1’与VDD相连。
[0029] 所述第一跨阻放大器还包括开关管M3,其栅极与开关管M2的漏极连接，源极接地， 漏极与VDD连接。所述第二跨阻放大器还包括开关管M3’，其栅极与开关管M2’的漏极连接， 源极接地，漏极与VDD连接。
[0030] 本实施例中，所述开关管Ml、M2、M3、M1’、M2 ’、M3 ’为M0S管或三极管。
[〇〇31]以及，控制自动增益的MOS管M4，其栅极与Vagc连接，源极与开关管Ml的栅极连接， 漏极与开关管Ml的漏极连接。
[0032]本实施例中，所述第二跨阻放大器的电路结构与第一跨阻放大器镜像设置，
[〇〇33]并且所述第二跨阻放大器中的开关管Ml’、M2’、M3’相较于开关管M1、M2、M3等比例缩小，且负载电阻R1’相较于负载电阻R1等比例放大，从而减小电流。
[0034]以上所述，仅为本实用新型较佳的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
【主权项】
1.一种跨阻放大器的直流偏置电路，其特征在于包括:运算放大器、第一跨阻放大器和 第二跨阻放大器； 所述第一跨阻放大器包括一输入开关管Ml和与之共源共栅设置的开关管M2;所述第二 跨阻放大器包括一输入开关管Ml’和与之共源共栅设置的开关管M2’ ； 所述开关管Ml’的栅极和漏极分别与运算放大器的正极、负极输入端连接;运算放大器 的输出端分别与开关管M2、M2’的栅极连接;使得第二跨阻放大器与运算放大器形成一负反 馈网络，通过对开关管M2、开关管M2’栅极电压的偏置，使得开关管Ml、开关管Ml ’的栅极电 压与漏极电压值相同。2.根据权利要求1所述的一种跨阻放大器的直流偏置电路，其特征在于:所述开关管 Ml、开关管Ml’的栅极和源极之间分别设置有跨阻Rf、Rf’。3.根据权利要求2所述的一种跨阻放大器的直流偏置电路，其特征在于:所述开关管 M2、M2’的漏极分别通过负载电阻R1、R1’与VDD相连。4.根据权利要求3所述的一种跨阻放大器的直流偏置电路，其特征在于:所述第一跨阻 放大器还包括开关管M3，其栅极与开关管M2的漏极连接，源极接地，漏极与VDD连接。5.根据权利要求4所述的一种跨阻放大器的直流偏置电路，其特征在于:所述第二跨阻 放大器还包括开关管M3’，其栅极与开关管M2 ’的漏极连接，源极接地，漏极与VDD连接。6.根据权利要求5所述的一种跨阻放大器的直流偏置电路，其特征在于:所述开关管 Ml、M2、M3、M1’、M2 ’、M3 ’ 为MOS管或三极管。7.根据权利要求1所述的一种跨阻放大器的直流偏置电路，其特征在于:还包括一开关 管M4，其栅极与Vagc连接，源极与开关管Ml的栅极连接，漏极与开关管Ml的漏极连接。8.根据权利要求1所述的一种跨阻放大器的直流偏置电路，其特征在于:所述开关管M4 为MOS管。9.根据权利要求1所述的一种跨阻放大器的直流偏置电路，其特征在于:所述第二跨阻 放大器为第一跨阻放大器的镜像电路。10.根据权利要求1所述的一种跨阻放大器的直流偏置电路，其特征在于:所述第二跨 阻放大器中的开关管Ml’、M2’、M3’相较于开关管Ml、M2、M3等比例缩小，且负载电阻R1’相较 于负载电阻R1等比例放大。
【文档编号】H03F3/45GK205647446SQ201620364675
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年4月27日
【发明人】陈伟, 潘剑华
【申请人】厦门优迅高速芯片有限公司