具有有源電感結(jié)構(gòu)的前饋共柵跨阻放大器電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】：
[0001] 本實用新型涉及模擬集成電路，尤其涉及光纖通信領(lǐng)域跨阻放大器的技術(shù)。
【背景技術(shù)】：
[0002] 在光接收模塊中低面積，低成本，高帶寬，高跨阻增益的跨阻放大器在其中扮演了 一個重要的角色。
[0003] 最近幾年，前饋共柵結(jié)構(gòu)的跨阻放大器因為克服了采用的RGCUegulated Cascode)結(jié)構(gòu)固有的電壓裕度消耗大的缺點，實現(xiàn)了高帶寬、高增益、低噪聲前置放大電路 的設(shè)計。但是跨阻增益與帶寬之間會存在一定的制約關(guān)系，無法在帶寬不受影響的情況下， 提尚的跨阻增益。 【實用新型內(nèi)容】
[0004] 本實用新型要解決的技術(shù)問題是:現(xiàn)有的前饋共柵結(jié)構(gòu)的跨阻放大器無法在帶寬 不受影響的情況下，提高的跨阻增益。
[0005] 為解決上述問題，本實用新型采用的技術(shù)方案是:具有有源電感結(jié)構(gòu)的前饋共柵 跨阻放大器電路，包括前饋共柵跨阻放大器電路和有源電感電路;所述前饋共柵跨阻放大 器電路的輸出端依次串聯(lián)上拉電阻Rl和有源電感電路后，連接電壓電源;所述前饋共柵跨 阻放大器電路包括輸入電源、匪OS晶體管Ml、匪OS晶體管M2、匪OS晶體管M3和匪OS晶體管 M4;輸入電源包括并聯(lián)的電流源和電容，其輸出端分別連接NMOS晶體管Ml和匪OS晶體管M2 的源極，以及匪OS晶體管M4的漏極;匪OS晶體管Ml和匪OS晶體管M2的源極為信號輸入端， 匪OS晶體管Ml的漏極連接上拉電阻Rl，NM0S晶體管M2的漏極連接上拉電阻R2,為匪OS晶體 管M3柵極的偏置;NMOS晶體管M3的漏極連接上拉電阻R3，為匪OS晶體管Ml柵極的偏置;NMOS 晶體管M4的源極接地，匪OS晶體管M4的柵極和NMOS晶體管M2的柵極均連接電壓電源Vb;上 拉電阻R2和上拉電阻R3均連接電源電壓VDD2;所述有源電感電路包括電阻R4和NMOS晶體管 M5，NMOS晶體管M5的柵極連接電阻R4，源極連接上拉電阻Rl，漏極連接電源電壓VDD1。
[0006] 本實用新型的優(yōu)點：本實用新型采用的是有源電感的結(jié)構(gòu)，緩解了跨阻增益與帶 寬之間的制約關(guān)系。在相同工作帶寬的同時可以獲得更大的跨阻增益。因為采用的是有源 電感，并沒有增大版圖的面積。
【附圖說明】
[0007] 圖1是現(xiàn)有的FCG跨阻放大器電路圖。
[0008] 圖2是本實用新型電路圖。
[0009] 圖3是本實用新型有源電感的等效模型。
【具體實施方式】
[0010] 如圖1所示，現(xiàn)有的FCG跨阻放大器的小信號等效電路，其跨阻增益的傳輸函數(shù)如
[0012] 從公式可以得出，提高跨阻增益的辦法主要就是提高Ml漏極的電阻。但是增大漏 極電阻Rl會導致主極點的改變，當輸出端的極點接近輸入端的極點的時候，帶寬就會受到 很大的影響。
[0013] 如圖2-3所示，具有有源電感結(jié)構(gòu)的前饋共柵跨阻放大器包括五個匪OS晶體管Ml， 12，13，14，15，其中[(12)源極是信號的輸入，13的漏極和12的漏極分別連接電阻1?3和1?2， Ml的漏極連接Rl和M5及R4組成的有源電感，而同時M2的漏極和M3的漏極分別作為M3和Ml柵 極的偏置。電源電壓Vm 1的大小為2.5V，Vdd2的大小為1.8V，Vb的大小為0.9V，可以通過外加 直流偏置電壓，或者帶隙基準電源提供，這里不再贅述。有源電感的結(jié)構(gòu)如圖3所示，等效電 感從Vin看上去L的大小為：
下所示：
[0015] 等效電感和電阻的串聯(lián)等于構(gòu)成了并聯(lián)峰化，可以在大電阻的情況下，保持帶寬 的不變。
[0016] 本實用新型在不改變帶寬的情況下，引入了有源電感與電阻串聯(lián)作為Ml漏極負載 的結(jié)構(gòu)。Ml的漏極負載可以等效為一個更大的電阻串聯(lián)電感，在獲得更大的跨阻增益的同 時，等效的串聯(lián)電感同時抑制了輸出極點對于整個帶寬的影響。
【主權(quán)項】
1.具有有源電感結(jié)構(gòu)的前饋共柵跨阻放大器電路，其特征是:包括前饋共柵跨阻放大 器電路和有源電感電路； 所述前饋共柵跨阻放大器電路的輸出端依次串聯(lián)上拉電阻R1和有源電感電路后，連接 電壓電源； 所述前饋共柵跨阻放大器電路包括輸入電源、NMOS晶體管Ml、NMOS晶體管M2、匪0S晶體 管M3和NMOS晶體管M4; 輸入電源包括并聯(lián)的電流源和電容，其輸出端分別連接NMOS晶體管Ml和匪0S晶體管M2 的源極，以及NMOS晶體管M4的漏極； NMOS晶體管Ml和匪0S晶體管M2的源極為信號輸入端，匪0S晶體管Ml的漏極連接上拉電 阻R1， NMOS晶體管M2的漏極連接上拉電阻R2，為NMOS晶體管M3柵極的偏置； NMOS晶體管M3的漏極連接上拉電阻R3，為NMOS晶體管Ml柵極的偏置； NMOS晶體管M4的源極接地，NMOS晶體管M4的柵極和NMOS晶體管M2的柵極均連接電壓電 源Vb; 上拉電阻R2和上拉電阻R3均連接電源電壓VDD2; 所述有源電感電路包括電阻R4和匪OS晶體管M5，匪OS晶體管M5的柵極連接電阻R4，源 極連接上拉電阻R1，漏極連接電源電壓VDD1。
【專利摘要】本實用新型公開了一種具有有源電感結(jié)構(gòu)的前饋共柵跨阻放大器電路，包括前饋共柵跨阻放大器電路和有源電感電路；所述前饋共柵跨阻放大器電路的輸出端依次串聯(lián)上拉電阻R1和有源電感電路后，連接電壓電源；所述前饋共柵跨阻放大器電路包括輸入電源、NMOS晶體管M1、NMOS晶體管M2、NMOS晶體管M3和NMOS晶體管M4。本實用新型采用的是有源電感的結(jié)構(gòu)，緩解了跨阻增益與帶寬之間的制約關(guān)系，在相同工作帶寬的同時可以獲得更大的跨阻增益，因為采用的是有源電感，并沒有增大版圖的面積。
【IPC分類】H03F1/22, H03F3/24, H03F3/45
【公開號】CN205265629
【申請?zhí)枴緾N201521068910
【發(fā)明人】范忱, 王蓉, 王志功
【申請人】東南大學
【公開日】2016年5月25日
【申請日】2015年12月21日