专利名称：前置均衡放大电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种放大电路，尤指一种前置均衡放大电路。
背景技术：
前置均衡放大电路广泛应用于集成电路与系统中，特别是高速信道接收端，用于 补偿高速信号传输中在传输介质上的频谱分量损失。一般技术采用多级全差分放大器级联构成，级数的增多对电路匹配造成一定困 难，噪声在多级级连系统中也是逐级累积，同时多级系统增加了相位畸变从而使得传输信 号抖动增加。电路如图1所示由于级联结构所构成的主要失配影响如下失配造成的电压影响V0SC(总)=A2*A3*Voscl+A3*Vosc2+Vosc3所以第一级失配电压的影响由于后面两级的放大而影响最大，而且为单级系统的 A2*A3 倍。由于噪声构成的主要影响如下Vnoise () = A2*A3*Vnoi sel+A3*Vnoi se2+Vnoi se3其中，A2代表第一级放大器增益，A3代表第二级放大器增益，Vnoisel代表第一级 放大器输出噪声，Vnoise2代表第二级放大器输出噪声，Vnoise3代表第三级放大器输出噪声。所以第一级的噪声影响由于后面两级的放大而影响最大，而且为单级系统的 A2*A3倍。所以在高速信道接收端，会因大的失配和噪声积累影响使得相位畸变从而使得传 输信号抖动增加。
发明内容鉴于以上内容，有必要提供一种单级前置均衡放大电路。一种前置均衡放大电路，包括两对全差分对驱动管，其中一对驱动管的尾电流端 接地并通过容性器件连接，实现全差分对晶体管接退化电容即电容源端负反馈，另一对驱 动管的尾电流端接地但通过阻性元件连接，实现全差分对晶体管接退化电阻即电阻源端负 反馈。两对差分对的输出正负端分别通过感性器件连接在一起，做为连接电压源负载。一种前置均衡放大电路，包括两对全差分对驱动管，其中一对驱动管的尾电流端 接电压源并通过容性器件连接，实现全差分对晶体管接退化电容即电容源端负反馈，另一 对驱动管的尾电流端接电压源但通过阻性元件连接，实现全差分对晶体管接退化电阻即电 阻源端负反馈。两对差分对的输出正负端分别通过感性器件连接在一起，做为连接地的负 载。相对现有技术，本实用新型可通过对传统全差分运放改进，使得单极运放即可产 生两个零点，增高了高频增益，单级增益与多级增益相当，较传统多级结构降低了功耗与面 积，且提高了可靠性。
图1为传统的前置放大电路的电路图。图2本实用新型前置均衡放大电路较佳实施方式的电路图。图3本实用新型前置均衡放大电路另一实施方式的电路图。图4本实用新型前置均衡放大电路较佳实施方式中对于CMOS工艺的电路图。图5本实用新型前置均衡放大电路较佳实施方式中对于BJT工艺的电路图。图6本实用新型前置均衡放大电路另一实施方式中对于CMOS工艺的电路图。图7本实用新型前置均衡放大电路另一实施方式中对于BJT工艺的电路图。
具体实施方式
请参阅图2，本实用新型前置均衡放大电路较佳实施方式的连接关系如下V+连驱动管G1、G3的输入端，Gl、G3源端分别连接尾电流ibl、ib3，G1、G3放大端 连接感性负载Li，V-连驱动管G2、G4的输入端，G2、G4源端分别连接尾电流ib2、ib4，G2、 G4放大端连接感性负载L2，GU G2尾电流源端通过容性负载C连接，G3、G4尾电流端通过 阻性负载R连接。该电路的结构特征在于该电路为两对全差分对驱动管，其中一对驱动管Gl、G2 的尾电流端接地并通过容性器件连接，实现全差分对晶体管接退化电容即电容源端负反 馈，另一对驱动管G3、G4的尾电流端接地但通过阻性元件连接，实现全差分对晶体管接退 化电阻即电阻源端负反馈。两对差分对的输出正负端分别通过感性器件连接在一起，做为 连接电压源负载。该电路的工作原理为该电路为单级电路，其感性负载提供第一零点，退化容性器 件与退化阻性器件共同作用提供第二零点，即单级电路产生两个零点，使得输入-输出增 益幅频特性曲线在低频至高频转折上升斜率提高，提高了高频增益。同时退化阻性器件使 得输入_输出增益幅频特性低频增益可控可调。具体如下计算负载所提供的零点如下传输函数为Ad= (S*gm*L/ (1+gm/SC)) + (S*gm*L/ (l+gmR/2))所以可以通过调整上面式中R、C、L的参数来调整该放大器的零极点，从而实现运 放高频段增益的调整。由于是一级系统所以Vosc电压和Vnoise电压没有累加，所以对于 相位等影响很小，所以完全可以实现对传统多级结构的替换。其中，Ad代表放大器增益，gm代表驱动管的跨导，C代表等效电容量，L代表等效 电感量，R代表等效电阻量，S代表频阈因子，Vosc代表放大器失配电压，Vnoise代表放大 器等效输出噪声。请参阅图3，本实用新型前置均衡放大电路另一实施方式的连接关系如下V+连驱动管G1、G3的输入端，Gl、G3源端分别连接尾电流ibl、ib3，G1、G3放大端 连接感性负载Li，V-连驱动管G2、G4的输入端，G2、G4源端分别连接尾电流ib2、ib4，G2、 G4放大端连接感性负载L2，GU G2尾电流源端通过容性负载C连接，G3、G4尾电流端通过 阻性负载R连接。该电路的结构特征在于该电路为两对全差分对驱动管，其中一对驱动管Gl、G2 的尾电流端接电压源并通过容性器件连接，实现全差分对晶体管接退化电容即电容源端负反馈，另一对驱动管G3、G4的尾电流端接电压源但通过阻性元件连接，实现全差分对晶体 管接退化电阻即电阻源端负反馈。两对差分对的输出正负端分别通过感性器件连接在一 起，做为连接地的负载。该电路的工作原理为该电路为单级电路，其感性负载提供第一零点，退化容性器 件与退化阻性器件共同作用提供第二零点，即单级电路产生两个零点，使得输入-输出增 益幅频特性曲线在低频至高频转折上升斜率提高，提高了高频增益。同时退化阻性器件使 得输入_输出增益幅频特性低频增益可控可调。具体如下计算负载所提供的零点如下传输函数为Ad = (S*gm*L/(1+gm/SC))+(S*gm*L/(l+gmR/2))所以可以通过调整上面式中R、C、L的参数来调整该放大器的零极点，从而实现运 放高频段增益的调整。由于是一级系统所以Vosc电压和Vnoise电压没有累加，所以对于 相位等影响很小，所以完全可以实现对传统多级结构的替换。其中，Ad代表放大器增益，gm代表驱动管的跨导，C代表等效电容量，L代表等效 电感量，R代表等效电阻量，S代表频阈因子，Vosc代表放大器失配电压，Vnoise代表放大 器等效输出噪声。请参阅图4，本实用新型前置均衡放大电路较佳实施方式中对于CMOS(需要增加 全称Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)工艺，该前置 均衡放大电路的结构特征在于该电路为两对NMOS全差分对驱动管，其中一对NMOS驱动管的尾电流端接地并通 过容性器件连接，实现全差分对晶体管接退化电容即电容源端负反馈，另一对NMOS驱动管 的尾电流端接地但通过阻性元件连接，实现全差分对晶体管接退化电阻即电阻源端负反 馈。两对NMOS差分对的输出正负端分别通过感性器件连接在一起，做为连接电压源负载。请参阅图5，对于BJT (需要增加全称Bipolar Junction Transistor,双极型晶体 管)工艺，该前置均衡放大电路的结构特征在于该电路为两对NPN全差分对驱动管，其中一对NPN驱动管的尾电流端接地并通过 容性器件连接，实现全差分对晶体管接退化电容即电容源端负反馈，另一对NPN驱动管的 尾电流端接地但通过阻性元件连接，实现全差分对晶体管接退化电阻即电阻源端负反馈。 两对NPN差分对的输出正负端分别通过感性器件连接在一起，做为连接电压源负载。请参阅图6，本实用新型前置均衡放大电路另一实施方式中对于CMOS工艺，该前 置均衡放大电路的结构特征在于该电路为两对PMOS全差分对驱动管，其中一对PMOS驱动管的尾电流端接电源并 通过容性器件连接，实现全差分对晶体管接退化电容即电容源端负反馈，另一对PMOS驱动 管的尾电流端接电源但通过阻性元件连接，实现全差分对晶体管接退化电阻即电阻源端负 反馈。两对PMOS差分对的输出正负端分别通过感性器件连接在一起，做为连接地的负载。请参阅图7，对于BJT工艺，该前置均衡放大电路的结构特征在于该电路为两对PNP全差分对驱动管，其中一对PNP驱动管的尾电流端接电源并通 过容性器件连接，实现全差分对晶体管接退化电容即电容源端负反馈，另一对PNP驱动管 的尾电流端接电源但通过阻性元件连接，实现全差分对晶体管接退化电阻即电阻源端负反
5馈。两对PNP差分对的输出正负端分别通过感性器件连接在一起，做为连接电压源负载。
权利要求一种前置均衡放大电路，其特征在于该电路包括两对全差分对驱动管，其中一对驱动管的尾电流端通过容性器件接地，实现全差分对晶体管接退化电容，另一对驱动管的尾电流端通过阻性器件接地，实现全差分对晶体管接退化电阻，两对差分对的输出正负端分别通过感性器件连接在一起，做为连接电压源负载。
2.如权利要求1所述的前置均衡放大电路，其特征在于所述电路为单级电路，其感性 器件提供第一零点，容性器件与阻性器件共同作用提供第二零点。
3.如权利要求1所述的前置均衡放大电路，其特征在于所述两对全差分对驱动管为 两对NMOS全差分对驱动管。
4.如权利要求1所述的前置均衡放大电路，其特征在于所述两对全差分对驱动管为 两对NPN全差分对驱动管。
5.一种前置均衡放大电路，其特征在于该电路为两对全差分对驱动管，其中一对驱 动管的尾电流端通过容性器件接电压源，实现全差分对晶体管接退化电容，另一对驱动管 的尾电流端通过阻性元件接电压源，实现全差分对晶体管接退化电阻，两对差分对的输出 正负端分别通过感性器件连接在一起，做为连接地的负载。
6.如权利要求5所述的前置均衡放大电路，其特征在于该电路为单级电路，其感性负 载提供第一零点，退化容性器件与退化阻性器件共同作用提供第二零点。
7.如权利要求5所述的前置均衡放大电路，其特征在于所述两对全差分对驱动管为 两对PMOS全差分对驱动管。
8.如权利要求5所述的前置均衡放大电路，其特征在于所述两对全差分对驱动管为 两对PNP全差分对驱动管。
专利摘要一种前置均衡放大电路，包括两对全差分对驱动管，其中一对驱动管的尾电流端接地并通过容性器件连接，实现全差分对晶体管接退化电容即电容源端负反馈，另一对驱动管的尾电流端接地但通过阻性元件连接，实现全差分对晶体管接退化电阻即电阻源端负反馈。两对差分对的输出正负端分别通过感性器件连接在一起，做为连接电压源负载。该电路增高了高频增益，单级增益与多级增益相当，较传统多级结构降低了功耗与面积，且提高了可靠性。
文档编号H03F3/45GK201663584SQ20102015038
公开日2010年12月1日 申请日期2010年4月6日 优先权日2010年4月6日
发明者张子澈 申请人:四川和芯微电子股份有限公司