本实用新型专利技术公开了一种低噪声跨阻放大器，自带直流失调消除电路，包括反向放大器(011)和反馈电阻(012)；反向放大器(011)和反馈电阻(012)并联连接；反向放大器(011)是通过共源共栅输入级、差分中间级、源极跟随器输出级、直流反馈电路、第一NMOS管(100)和电流源(112)来实现的。本实用新型专利技术通过自动增益控制单元控制第一NMOS管(100)以控制跨阻放大器的跨阻增益，解决了大信号时交流输出幅度过大导致的非线性问题，提高了动态范围；同时还解决了大信号时电路直流工作点发生严重偏移的问题，消除了直流信号；并且提出了电流注入技术，减小了噪声，有效提高了灵敏度。本实用新型专利技术还提供一种使用该低噪声跨阻放大器的光接收机前置放大器。
【技术实现步骤摘要】
一种低噪声跨阻放大器及其光接收机前置放大器
本技术涉及光通信电子技术的光电集成电路0EIC(0ptical ElectronicIntegrated Circuits)领域,尤其涉及一种用于光前通信系统的自带直流失调消除电路的低噪声跨阻放大器。
技术介绍
随着光纤通信的快速发展，有力地推动了光通信产品的广泛应用，同时对其性能也提出了苛刻的要求。光接收机芯片作为光通信系统的重要组成部分，其性能(包括灵敏度、动态范围等)关系到光信号的传输质量。其中，跨阻放大器(Transimpedence Amp, TIA)位于接收机的最前端，是光接收机中最重要的芯片，它的噪声及动态范围性能直接决定了光接收机的灵敏度和动态范围。由此可见，跨阻放大器的性能在很大程度上决定了光接收机乃至整个光纤通信系统的性能。因此，研究设计高速、高增益、低噪声、宽动态范围的前置跨阻放大器，对于提高光接收机的性能，构建高速、大容量、长距离光纤通信系统具有重要的价值，对我国的光通信产业及集成电路产业都具有十分重要的推动作用。 光通信系统通常用光电二极管将光脉冲信号转换为电流脉冲信号。跨阻放大器(TIA)将这个电流脉冲信号转换为相应的电压脉冲信号供后续的电路放大和处理。由于在实际使用中接收的光电流的动态范围非常大，跨阻放大器也相应要求有很大的输入动态范围。因此，跨阻放大器要有相应的自动增益控制(Automatic Gain Control,AGC)和直流失调调整机制，但是主流的直流失调调整电路常常会对电路的噪声性能带来不利影响或者结构过于复杂。 因此，本领域的技术人员致力于开发一种带自动增益控制和直流失调控制，但不会影响跨阻放大器噪声性能的低噪声跨阻放大器。
技术实现思路
有鉴于现有技术的上述缺陷，本技术所要解决的技术问题是提供一种不会影响跨阻放大器噪声性能的自带直流失调消除电路的低噪声跨阻放大器。 为实现上述目的，本技术提供了一种自带直流失调消除电路的低噪声跨阻放大器，其特征在于，包括反向放大器(011)和反馈电阻(012);所述反向放大器(011)和所述反馈电阻(012)并联连接； 所述反向放大器(011)是通过共源共栅输入级、差分中间级、源极跟随器输出级、直流反馈电路、第一 NMOS管(100)和电流源(112)来实现的； 所述直流反馈电路是RC低通滤波器。 进一步地，所述共源共栅输入级包括第二 NMOS管(101)、第三NMOS管(102)和第一电阻(103)； 所述第二 NMOS管(101)的栅极与输入信号(IN)、所述第一 NMOS管(100)和所述反馈电阻(012)的MINUS端连接；源极直接接地(VGND);漏极与所述第一 NMOS管(100)的漏极、所述第三NMOS管(102)的源极以及所述电流源(112)的MINUS端连接； 所述第三NMOS管(102)的栅极与所述直流反馈电路连接；漏极与所述第一电阻 (103)的MINUS端以及所述差分中间级连接；源极与所述第一 NMOS管(100)的漏极和所述第二 NMOS管(101)的漏极连接； 所述第一电阻(103)的PLUS端接电源(VDD) ；MINUS端分别与所述第三NMOS管 (102)的漏极和所述差分中间级连接。 进一步地，所述差分中间级包括第四NMOS管(104)、第五NMOS管(105)、第二电阻(106)和第六 NMOS 管(109)； 所述第四NMOS管(104)的栅极与所述共源共栅输入级连接；源极分别与所述第五NMOS管(105)的源极和所述第六NMOS管(109)的漏极连接；漏极与所述电源(VDD)连接； 所述第五NMOS管(105)的栅极外接直流电平；源极分别与所述第四NMOS管(104)的源极和所述第六NMOS管(109)的漏极连接；漏极与所述第二电阻(106)的MINUS端、所述直流反馈电路以及所述源极跟随器输出级连接； 所述第二电阻(106)的MINUS端分别与所述第五NMOS管(105)的漏极、所述直流反馈电路以及所述源极跟随器输出级连接；PLUS端与所述电源(VDD)连接； 所述第六NMOS管(109)的栅极与所述源极跟随器输出级连接；漏极分别与所述第四NMOS管(104)的源极和所述第五NMOS管(105)的源极连接；源极源极接地(VGND)。 进一步地，所述源极跟随器输出级包括第七匪OS管(110)和第八NMOS管(111)； 所述第七NMOS管(110)的栅极与所述直流反馈电路和所述差分中间级连接；源极与输出点(OUT)、所述第八NMOS管(111)的漏极以及所述反馈电阻(012)的PLUS端连接；漏极与所述电源(VDD)连接； 所述第八NMOS管(111)的源极直接接地(VGND);漏极与输出点(OUT)、以及所述反馈电阻(012)的PLUS端和所述第七NMOS管(110)的源极连接；源极直接接地(VGND)。 进一步地，所述RC低通滤波器包括第三电阻(107)和电容(108)； 所述第三电阻(107)的PLUS端与所述NMOS管(105)的漏极、所述第二电阻(106)的MINUS端以及所述第七NMOS管(110)的栅极连接；MINUS端与所述第三NMOS管(102)的栅极以及所述电容(108)的PLUS端连接； 所述电容(108)的PLUS端与所述第三NMOS管(102)的栅极以及所述电阻(107)的MINUS端连接；MINUS端接地(VGND)。 进一步地，所述第一 NMOS管(100)源极分别与所述输入信号(IN)、所述第二 NMOS管(101)的栅极以及所述反馈电阻(012)的MINUS端连接；漏极与所述第二 NMOS管(101)漏极、所述第三NMOS管(102)的源极以及所述电流源(112)的MINUS端连接。 进一步地，所述电流源(112)PLUS端接所述电源(VDD) ;MINUS端分别与所述第二NMOS管(101)的漏极、所述第三NMOS管(102)的源极以及第一 NMOS管(100)的漏极连接。 一种使用了自带直流失调消除电路的低噪声跨阻放大器的光接收机前置放大器，其中，包括跨阻放大器(01)、单转差分放大器(02)、输出驱动(03)和自动增益控制单元 (04)； 所述跨阻放大器(01)的输入端连接输入信号，输出端与所述单转差分放大器 (02)的输入端连接；所述单转差分放大器(02)的输出端分别与所述输出驱动(03)的输入端和所述自动增益控制单元(04)的输入端连接；所述输出驱动(03)的输出端输出信号；所述自动增益控制单元(04)的输出端与所述跨阻放大器(I)连接； 所述自动增益控制单元(04)与所述跨阻放大器(01)的所述第一 NMOS管(100)的栅极连接。 在本技术的一个较佳实施例中，所述光接收机前置放大器还包括光电二极管偏置电压产生模块(305)、带隙基准模块(306)和基准产生模块(307)； 所述光电二极管偏置电压产生模块(305)与光电二极管连接；用于为光电二极管提供偏置电压； 所述带隙基准模块(306)和所述基准产生模块(307)与所述电源(VDD)连接在一起，用于提供基准电压和基准电本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种自带直流失调消除电路的低噪声跨阻放大器，其特征在于,包括反向放大器(011)和反馈电阻(012)；所述反向放大器(011)和所述反馈电阻(012)并联连接； 所述反向放大器(011)是通过共源共栅输入级、差分中间级、源极跟随器输出级、直流反馈电路、第一NMOS管(100)和电流源(112)来实现的。
【技术特征摘要】
1.一种自带直流失调消除电路的低噪声跨阻放大器，其特征在于，包括反向放大器(Oll)和反馈电阻(012);所述反向放大器(011)和所述反馈电阻(012)并联连接； 所述反向放大器(011)是通过共源共栅输入级、差分中间级、源极跟随器输出级、直流反馈电路、第一 NMOS管(100)和电流源(112)来实现的。2.如权利要求1所述的自带直流失调消除电路的低噪声跨阻放大器，其中，所述共源共栅输入级包括第二 NMOS管(101)、第三NMOS管(102)和第一电阻(103)； 所述第二 NMOS管(101)的栅极与输入信号(IN)、所述第一 NMOS管(100)和所述反馈电阻(012)的MINUS端连接；源极直接接地(VGND);漏极与所述第一 NMOS管(100)的漏极、所述第三NMOS管(102)的源极以及所述电流源(112)的MINUS端连接； 所述第三NMOS管(102)的栅极与所述直流反馈电路相连；漏极与所述第一电阻(103)的MINUS端以及所述差分中间级连接；源极与所述第一 NMOS管(100)的漏极和所述第二NMOS管(101)的漏极连接； 所述第一电阻(103)的PLUS端接电源(VDD) ;MINUS端分别与所述第三NMOS管(102)的漏极和所述差分中间级连接。3.如权利要求2所述的自带直流失调消除电路的低噪声跨阻放大器，其中，所述差分中间级包括第四NMOS管(104)、第五NMOS管(105)、第二电阻(106)和第六NMOS管(109)； 所述第四NMOS管(104)的栅极与所述共源共栅输入级连接；源极分别与所述第五NMOS管(105)的源极和所述第六NMOS管(109)的漏极连接；漏极与所述电源(VDD)连接； 所述第五NMOS管(105)的栅极外接直流电平；源极分别与所述第四NMOS管(104)的源极和所述第六NMOS管(109)的漏极连接；漏极与所述第二电阻(106)的MINUS端、所述直流反馈电路以及所述源极跟随器输出级连接；所述第二电阻(106)的MINUS端分别与所述第五NMOS管(105)的漏极、所述直流反馈电路以及所述源极跟随器输出级连接；PLUS端与所述电源(VDD)连接； 所述第六NMOS管(109)的栅极与所述源极跟随器输出级连接；漏极分别与所述第四NMOS管(104)的源极和所述第五NMOS管(105)的源极连接；源极接地(VGND)。4.如权利要求3所述的自带...
【专利技术属性】
技术研发人员：莫太山，张书磊，沈林峰，
申请(专利权)人：嘉兴禾润电子科技有限公司，嘉兴泰鼎光电集成电路有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33
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