基于电流选择器的预加重信号产生电路制造技术

本发明专利技术公开一种基于电流选择器的预加重信号产生电路，包括第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管、第四MOS管、第一电阻、第二电阻、第一差分输入电路和第二差分输入电路；第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管和第四MOS管均为N型MOS管，第一差分输入电路和第二差分输入电路分别具有差分信号输入端、反相差分信号输入端、置位端和输出端；优点是在硅基电光调制器的工作带宽可扩展至1.77GHz，约为本征带宽的4.34倍，同时平均功耗最高可降低了60％，结构简单，响应速度快，工作带宽较大，体积和功耗较小。

Pre emphasis signal generation circuit based on current selector

The invention discloses a current generating circuit selector signal based on pre emphasis, including the first MOS tube, second MOS tube, third MOS tube, fourth MOS tube, a first resistor, a second resistor, a first differential input circuit and the second differential input circuit; the first MOS tube, second MOS tube, third MOS tube and fourth MOS tube were N type MOS tube, the first differential input circuit and the second differential input circuit with differential signal input, negative differential signal input terminal, the terminal and the output terminal; advantages in silicon based electro-optic modulator bandwidth can be extended to 1.77GHz, about 4.34 times the bandwidth at the same time, the average power consumption is reduced up to 60%, has the advantages of simple structure, fast response speed, high bandwidth, small volume and power consumption.

【技术实现步骤摘要】
基于电流选择器的预加重信号产生电路
本专利技术涉及一种预加重信号产生电路，尤其是涉及一种基于电流选择器的预加重信号产生电路。
技术介绍
随着半导体工艺的发展，芯片集成度和信息处理能力的提升，速度、带宽与功耗局限了传统电互连在高性能信息传输和处理系统中的应用，呈现出“电子瓶颈”效应。而相较于电子而言，光子具有高速、大容量以及并行等优势，是理想的信息载体。作为目前的优势技术，硅基光子学为高效互连提供了一种较有前景的解决方案。硅基光调制器是一种重要的硅基光子器件，可通过载流子色散效应和热光效应实现折射率的调制。硅基热光调制器利用温度调节折射率，其响应时间处于微秒量级，远不能满足高速光互连的需求。而载流子色散效应是通过载流子的注入或抽取，改变硅材料中自由载流子的浓度分布，引起等效折射率和吸收系数发生变化。其中，基于PIN电学结构的载流子注入式硅基电光调制器因结构紧凑以及调制效率高效而尤为常见。然而，该类型调制器受限于硅材料中少数载流子寿命，导致其调制速度慢且本征带宽窄。因此，为了提升器件的调制速度与工作带宽，需要设计一种合适的驱动电路。2007年，康奈尔大学通过信号发生器、反相器、脉冲发生器、延迟器、放大器与功率合成器等一系列电路构成有限脉冲响应数字滤波器(FIR)，实现将标准的不归零制(NRZ)信号转换成预加重信号，使得基于PIN电学结构的硅基微环调制器可支持10Gbit/s以上的高速信号传输。2010年，中科院半导体所余金中教授研究小组提出一个新思路，利用功率合成器将两个方波信号进行合并，产生预加重信号，从而提高开关响应速度，其中包含的器件主要有信号发生器(patterngenerator，PG)、延迟控制器(delaycontroller)和功率合成器(electricalpowercombiner，PC)。2015年，加利福尼亚大学与惠普实验室通过共同合作，利用高速信号发生器的不同输出，合成具有预加重功能的FIR滤波器，作为微环调制器的驱动电路。利用该FIR滤波器产生的预加重信号，微环调制器可支持20Gbit/s的数据传输，并且工作带宽由1.1GHz扩展至10.9GHz。康奈尔大学和北京半导体所余金中教授采用的数字电路对芯片的输入波形进行整形是在芯片外部的庞大数字信号处理仪器，功能固然强大，但是体积和功耗较大。2014年，由德州农工大学与惠普实验室组成的合作研究小组利用方波主电路与正、负边缘脉冲电路并行处理合成预加重信号，其中的正、负边缘脉冲电路是由三电位(0V、1V、2V)电路逻辑组合实现的，并通过可调延迟单元独立控制上升和下降的预加重电位用以补偿不同边沿时间所产生的非线性瞬态特性。虽然该预加重信号产生方法不是借助于数字信号处理仪器，但也是采用数字逻辑(与、或、非)电路波形合成的方式，晶体管器件较多，电路结构较复杂，引起的寄生效应较大。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种结构简单，响应速度快，工作带宽较大，体积和功耗较小的基于电流选择器的预加重信号产生电路。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种基于电流选择器的预加重信号产生电路，包括第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管、第四MOS管、第一电阻、第二电阻、第一差分输入电路和第二差分输入电路；所述的第一MOS管、所述的第二MOS管、所述的第三MOS管和所述的第四MOS管均为N型MOS管，所述的第一差分输入电路和所述的第二差分输入电路分别具有差分信号输入端、反相差分信号输入端、置位端和输出端；所述的第一电阻的一端和所述的第二电阻的一端均接入电源，所述的第一电阻的另一端、所述的第一MOS管的漏极和所述的第三MOS管的漏极连接且其连接端为所述的预加重信号产生电路的输出端，所述的第二电阻的另一端、所述的第二MOS管的漏极和所述的第四MOS管的漏极连接且其连接端为所述的预加重信号产生电路的反相输出端，所述的第一MOS管的栅极为所述的预加重信号产生电路的第一输入端，所述的第二MOS管的栅极为所述的预加重信号产生电路的第一反相输入端，所述的第三MOS管的栅极为所述的预加重信号产生电路的第二输入端，所述的第四MOS管的栅极为所述的预加重信号产生电路的第二反相输入端，所述的第一MOS管的源极、所述的第二MOS管的源极和所述的第一差分输入电路的输出端连接，所述的第三MOS管的源极、所述的第四MOS管的源极和所述的第二差分输入电路的输出端连接，所述的第一差分输入电路的差分信号输入端和所述的第二差分输入电路的差分信号输入端连接且其连接端为所述的预加重信号产生电路的第三输入端，所述的第一差分输入电路的反相差分信号输入端和所述的第二差分输入电路的反相差分信号输入端连接且其连接端为所述的预加重信号产生电路的第三反相输入端，所述的第一差分输入电路的置位端和所述的第二差分输入电路的置位端均接地。所述的预加重信号产生电路还包括压控电压源，所述的压控电压源具有正相输入端、反相输入端、偏置端和输出端；所述的预加重信号产生电路的输出端和所述的压控电压源的正相输入端连接，所述的预加重信号产生电路的反相输出端和所述的压控电压源的反相输入端连接，所述的压控电压源的偏置端接地，所述的压控电压源的输出端输出预加重信号。所述的第一差分输入电路包括第一电流源、第二电流源、第五MOS管、第六MOS管、第七MOS管、第八MOS管、第九MOS管和第十MOS管；所述的第五MOS管和所述的第六MOS管均为P型MOS管，所述的第七MOS管、所述的第八MOS管、所述的第九MOS管和所述的第十MOS管均为N型MOS管；所述的第五MOS管的源极、所述的第六MOS管的源极和所述的第二电流源的输出端连接，所述的第五MOS管的栅极和所述的第七MOS管的栅极连接且其连接端为所述的第一差分输入电路的差分信号输入端，所述的第六MOS管的栅极和所述的第八MOS管的栅极连接且其连接端为所述的第一差分输入电路的反相差分信号输入端，所述的第一电流源的输出端、所述的第七MOS管的源极和所述的第八MOS管的源极连接，所述的第五MOS管的漏极、所述的第七MOS管的漏极、所述的第九MOS管的漏极、所述的第九MOS管的栅极和所述的第十MOS管的栅极连接，所述的第六MOS管的漏极和所述的第八MOS管的漏极连接，所述的第九MOS管的源极和所述的第十MOS管的源极均接地，所述的第十MOS管的漏极为所述的第一差分输入电路的输出端。该电路具有差分结构特点，可以通过改变差分输入信号的控制能力来实现第一电流源与第二电流源的切换，对电源/地要求低，能消除辐射电场，噪声低；可工作于低电源电压的环境下；具有高速传输特性，码元传输速度能实现Mbit/s～Gbit/s；电压摆幅与输出电流较小，功耗低；能与CMOS工艺兼容，低成本，易集成。所述的第一电流源包括第十一MOS管、第十二MOS管、第十三MOS管、第十四MOS管、第十五MOS管、第十六MOS管、第十七MOS管、第十八MOS管、第十九MOS管和第三电阻；所述的第十一MOS管、所述的第十二MOS管、所述的第十五MOS管、所述的第十八MOS管和所述的第十九MOS管均为P型MOS管，所述的第十三MOS管、所述的第十四MOS管、所述的第十六MOS管和所述的第十七MOS管均为N型MOS管；所述的第十一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于电流选择器的预加重信号产生电路，其特征在于包括第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管、第四MOS管、第一电阻、第二电阻、第一差分输入电路和第二差分输入电路；所述的第一MOS管、所述的第二MOS管、所述的第三MOS管和所述的第四MOS管均为N型MOS管，所述的第一差分输入电路和所述的第二差分输入电路分别具有差分信号输入端、反相差分信号输入端、置位端和输出端；所述的第一电阻的一端和所述的第二电阻的一端均接入电源，所述的第一电阻的另一端、所述的第一MOS管的漏极和所述的第三MOS管的漏极连接且其连接端为所述的预加重信号产生电路的输出端，所述的第二电阻的另一端、所述的第二MOS管的漏极和所述的第四MOS管的漏极连接且其连接端为所述的预加重信号产生电路的反相输出端，所述的第一MOS管的栅极为所述的预加重信号产生电路的第一输入端，所述的第二MOS管的栅极为所述的预加重信号产生电路的第一反相输入端，所述的第三MOS管的栅极为所述的预加重信号产生电路的第二输入端，所述的第四MOS管的栅极为所述的预加重信号产生电路的第二反相输入端，所述的第一MOS管的源极、所述的第二MOS管的源极和所述的第一差分输入电路的输出端连接，所述的第三MOS管的源极、所述的第四MOS管的源极和所述的第二差分输入电路的输出端连接，所述的第一差分输入电路的差分信号输入端和所述的第二差分输入电路的差分信号输入端连接且其连接端为所述的预加重信号产生电路的第三输入端，所述的第一差分输入电路的反相差分信号输入端和所述的第二差分输入电路的反相差分信号输入端连接且其连接端为所述的预加重信号产生电路的第三反相输入端，所述的第一差分输入电路的置位端和所述的第二差分输入电路的置位端均接地。...

【技术特征摘要】
1.一种基于电流选择器的预加重信号产生电路，其特征在于包括第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管、第四MOS管、第一电阻、第二电阻、第一差分输入电路和第二差分输入电路；所述的第一MOS管、所述的第二MOS管、所述的第三MOS管和所述的第四MOS管均为N型MOS管，所述的第一差分输入电路和所述的第二差分输入电路分别具有差分信号输入端、反相差分信号输入端、置位端和输出端；所述的第一电阻的一端和所述的第二电阻的一端均接入电源，所述的第一电阻的另一端、所述的第一MOS管的漏极和所述的第三MOS管的漏极连接且其连接端为所述的预加重信号产生电路的输出端，所述的第二电阻的另一端、所述的第二MOS管的漏极和所述的第四MOS管的漏极连接且其连接端为所述的预加重信号产生电路的反相输出端，所述的第一MOS管的栅极为所述的预加重信号产生电路的第一输入端，所述的第二MOS管的栅极为所述的预加重信号产生电路的第一反相输入端，所述的第三MOS管的栅极为所述的预加重信号产生电路的第二输入端，所述的第四MOS管的栅极为所述的预加重信号产生电路的第二反相输入端，所述的第一MOS管的源极、所述的第二MOS管的源极和所述的第一差分输入电路的输出端连接，所述的第三MOS管的源极、所述的第四MOS管的源极和所述的第二差分输入电路的输出端连接，所述的第一差分输入电路的差分信号输入端和所述的第二差分输入电路的差分信号输入端连接且其连接端为所述的预加重信号产生电路的第三输入端，所述的第一差分输入电路的反相差分信号输入端和所述的第二差分输入电路的反相差分信号输入端连接且其连接端为所述的预加重信号产生电路的第三反相输入端，所述的第一差分输入电路的置位端和所述的第二差分输入电路的置位端均接地。2.根据权利要求1所述的一种基于电流选择器的预加重信号产生电路，其特征在于所述的预加重信号产生电路还包括压控电压源，所述的压控电压源具有正相输入端、反相输入端、偏置端和输出端；所述的预加重信号产生电路的输出端和所述的压控电压源的正相输入端连接，所述的预加重信号产生电路的反相输出端和所述的压控电压源的反相输入端连接，所述的压控电压源的偏置端接地，所述的压控电压源的输出端输出预加重信号。3.根据权利要求1或2所述的一种基于电流选择器的预加重信号产生电路，其特征在于所述的第一差分输入电路包括第一电流源、第二电流源、第五MOS管、第六MOS管、第七MOS管、第八MOS管、第九MOS管和第十MOS管；所述的第五MOS管和所述的第六MOS管均为P型MOS管，所述的第七MOS管、所述的第八MOS管、所述的第九MOS管和所述的第十MOS管均为N型MOS管；所述的第五MOS管的源极、所述的第六MOS管的源极和所述的第二电流源的输出端连接，所述的第五MOS管的栅极和所述的第七MOS管的栅极连接且其连接端为所述的第一差分输入电路的差分信号输入端，所述的第六MOS管的栅极和所述的第八MOS管的栅极连接且其连接端为所述的第一差分输入电路的反相差分信号输入端，所述的第一电流源的输出端、所述的第七MOS管的源极和所述的第八MOS管的源极连接，所述的第五MOS管的漏极、所述的第七MOS管的漏极、所述的第九MOS管的漏极、所述的第九MOS管的栅极和所述的第十MOS管的栅极连接，所述的第六MOS管的漏极和所述的第八MOS管的漏极连接，所述的第九MOS管的源极和所述的第十MOS管的源极均接地，所述的第十MOS管的漏极为所述的第一差分输入电路的输出端。4.根据权利要求3所述的一种基于电流选择器的预加重信号产生电路，其特征在于所述的第一电流源包括第十一MOS管、第十二MOS管、第十三MOS管、第十四MOS管、第十五MOS管、第十六MOS管、第十七MOS管、第十八MOS管、第十九MOS管和第三电阻；所述的第十一MOS管、所述的第十二MOS管、所述的第十五MOS管、所述的第十八MOS管和所述的第十九MOS管均为P型MOS管，所述的第十三MOS管、所述的第十四MOS管、所述的第十六MOS管和所述的第十七MOS管均为N型MOS管；所述的第十一MOS管的源极、所述的第十二MOS管的源极、所述的第十五MOS管的源极、所述的第十八MOS管的源极和所述的第十九MOS管的源极均接入电源，所述的第十一MOS管的栅极、所述的第十二MOS管的栅极、所述的第十二MOS管的漏极、所述的第十四MOS管的漏极和所述的第十五MOS管的栅极连接，所述的第十一MOS管的漏极、所述的第十三MOS管的漏极、所述的第十三MOS管的栅极和所述的第十四MOS管的栅极连接，所述的第十三MOS管的源极、所述的第三电阻的一端、所述的第十六MOS管的源极和所述的第十七MOS管的源极均接地，所述的第十四MOS管的源极和所述的第三电阻的另一端连接，所述的第十五MOS管的漏极、所述的第十六MOS管的漏极、所述的第十六MOS管的栅极和所述的第十七MOS管的栅极连接，所述的第十七MOS管的漏极、所述的第十八MOS管的栅极、所述的第十八MOS管的漏极和所述的第十九MOS管的栅极连接，所述的第十九MOS管的漏极为所述的第一电流源的输出端。5.根据权利要求3所述的一种基于电流选择器的预加重信号产生电路，其特征在于所述的第二电流源包括第四电阻、第二十MOS管、第二十一MOS管、第二十二MOS管、第二十三MOS管、第二十四MOS管、第二十五MOS管、第二十六MOS管、第二十七MOS管、第二十八MOS管、第二十九MOS管、第三十MOS管、第三十一MOS管和第三十二MOS管，所述的第二十MOS管、所述的第二十一MOS管、所述的第二十四MOS管、所述的第二十七MOS管、所述的第二十八MOS管、所述的第三十一MOS管和所述的第三十二MOS管均为P型MOS管，所述的第二十二MOS管、所述的第二十三MOS管、所述的第二十五MOS管、所述的第二十六MOS管、所述的第二十九MOS管和所述的第三十MOS管均为N型MOS管；所述的第二十MOS管的源极、所述的第二十一MOS管的源极、所述的第二十四MOS管的源极、所述的第二十七MOS管的源极、所述的第二十八MOS管的源极、所述的第三十一MOS管的源极和所述的第三十二MOS管的源极均接入电源，所述的第二十MOS管的栅极、所述的第二十一MOS管的栅极、所述的第二十一MOS管的漏极、所述的第二十三MOS管的漏极和所述的第二十四MOS管的栅极连接，所述的第二十MOS管的漏极、所述的第二十二MOS管的漏极、所述的第二十二MOS管的栅极和所述的第二十三MOS管的栅极连接，所述的第二十二MOS管的源极、所述的第四电阻的一端、所述的第二十五MOS管的源极、所述的第二十六MOS管的源极、所述的第二十九MOS管的源极和所述的第三十MOS管的源极均接地，所述的第二十三MOS管的源极和所述的第四电阻的另...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈伟伟，张亚伟，汪鹏君，杨建义，
申请(专利权)人：宁波大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33