转阻放大器制造技术

本公开提供一种转阻放大器，包括第一级转导放大器、第二级转导放大器、第三级放大器与反馈电路。第一级转导放大器电性连接于输入电流源，以接收第一输入信号，再输出第一输出信号。第二级转导放大器电性连接于第一级转导放大器，以接收第一输出信号，再输出第二输出信号。第三级放大器电性连接于第二级转导放大器，以接收第二输出信号，再由输出第三输出信号。反馈电路的一端电性连接于第一级转导放大器，反馈电路的另一端电性连接于第三级放大器，以稳定第三输出信号。其中，第三级放大器由第一输出级与第二输出级所组成。本公开可以缩短转阻放大器的传输延迟的时间。

Transimpedance amplifier

The present invention provides a transimpedance amplifier, including a first stage transduction amplifier, a second stage transduction amplifier, a third stage amplifier and a feedback circuit. The first stage transduction amplifier is electrically connected to the input current source to receive the first input signal, and then outputs the first output signal. The second stage transduction amplifier is electrically connected to the first stage transduction amplifier to receive the first output signal and then output the second output signal. The third stage amplifier is electrically connected to the second stage amplifier to receive the second output signal, and then the output third outputs the signal. One end of the feedback circuit is electrically connected to the first stage transduction amplifier, and the other end of the feedback circuit is electrically connected to the third stage amplifier to stabilize the third output signal. Among them, the third stage amplifier consists of the first output stage and the second output stage. The present disclosure can shorten the transmission delay time of the transimpedance amplifier.

【技术实现步骤摘要】
转阻放大器
本专利技术乃是涉及一种转阻放大器(Trans-ConductanceAmplifier；TIA)，特别涉及一种将缩短传输延迟时间的转阻放大器。
技术介绍
在光通信系统中，光接收器的增益与灵敏度是很重要的特性，必须同时提高两者使传输效能达到优化。传统的光接收器所采用的单级(Single-Stage)转阻放大器的结构简单，但由于整体增益及带宽特性与放大器的输出端阻抗大小有密切关系，单级转阻放大器的架构会因其电压增益不足而具有无法获得高灵敏度的问题。因此，一般来说会采用多级(Multi-Stage)转阻放大器的架构来设计光接收器，以实现高电压增益。此种多级转阻放大器的架构通常包含多个串联的单一放大器，但由于光接收器的输入电流取决于光电二极管所接收的红外线，因此输入电流的最大值与最小值可能存在四倍的差距。输入电流的最大值与最小值之间的差距将拉大转阻放大器的输出端电位由高至低的传输延迟(PropagationDelay)。
技术实现思路
本专利技术实施例公开一种转阻放大器，包括第一级转导放大器、第二级转导放大器、第三级放大器与反馈电路。第一级转导放大器具有一输入端与一输出端，第一级转导放大器的输入端电性连接于输入电流源，以接收第一输入信号，再由第一级转导放大器的输出端输出第一输出信号。第二级转导放大器，具有一输入端与一输出端，第二级转导放大器的输入端电性连接于第一级转导放大器的输出端，以接收第一输出信号，再由第二级转导放大器的输出端输出第二输出信号。第三级放大器，具有一输入端与一输出端，第三级放大器的输入端电性连接于第二级转导放大器的输出端，以接收第二输出信号，再由第三级放大器的输出端输出第三输出信号。反馈电路的一端电性连接于第一级转导放大器的输入端，反馈电路的另一端电性连接于第三级放大器的输出端，以稳定第三输出信号。其中，第三级放大器由第一输出级与第二输出级所组成。在本专利技术其中一个实施例中，第三级放大器的第一输出级包括电流源，其一端电性连接于供应电压源，以公开稳定电流，其另一端连接于第三级放大器的输出端。在本专利技术其中一个实施例中，第三级放大器的第二输出级包括第一NMOS晶体管与第二PMOS晶体管。第一NMOS晶体管与第二PMOS晶体管的栅极相连接以形成第三级放大器的输入端。第二PMOS晶体管的源极电性连接于供应电压源，且第二PMOS晶体管的漏极与第一NMOS晶体管的漏极相连接于第三级放大器的输出端。第一NMOS晶体管的漏极接地。在本专利技术其中一个实施例中，转阻放大器包括参考电压电路。参考电压电路包括定电流单元、第三晶体管、第四晶体管与第五晶体管。定电流单元包含电流镜与偏压电流源。第三晶体管的栅极、第四晶体管的栅极与电流镜相互并联。第四晶体管的漏极形成参考电压电路的输出端，以输出参考电压信号。第五晶体管并联于定电流单元，并且电性连接于供应电压源与定电流源的输出端之间。综上所述，本专利技术实施例所提出的转阻放大器通过设置以第一输出级与第二输出级所组成的第三级放大器，其中，第一输出级的电路设计属于A类放大器的组态，且第二输出级的电路设计属于AB类放大器的组态，如此一来，便可使得转阻放大器同时具有A类放大器与AB类放大器的优势，得以缩短转阻放大器的传输延迟的时间。另一方面，于本专利技术实施例所提出的转阻放大器的参考电压电路中，第五晶体管被设置并联于定电流单元，且电性连接于供应电压源与参考电压电路的输出端之间，以改善参考电压信号因温度变化或制造过程中的产生的变化所造成的不稳定。为使能更进一步了解本专利技术的特征及
技术实现思路
，请参阅以下有关本专利技术的详细说明与附图，但是此等说明与附图仅用来说明本专利技术，而非对本专利技术的权利范围作任何的限制。附图说明图1是本专利技术实施例所公开的转阻放大器的电路图。图2是本专利技术另一实施例所公开的转阻放大器的电路图。图3是本专利技术另一实施例所公开的转阻放大器的电路图。图4A是图2所绘示的实施例所公开的转阻放大器中参考电压信号随温度变化的曲线图。图4B是图3所绘示的实施例所公开的转阻放大器中参考电压信号随温度变化的曲线图。具体实施方式在下文将参看附图更充分地描述各种实施例，在附图中展示一些实施例。然而，本专利技术概念可能以许多不同形式来体现，且不应解释为限于本文中所阐述的实施例。确切而言，公开此等实施例使得本专利技术将为详尽且完整，且将向本领域技术人员充分传达本专利技术概念的范畴。在诸附图中，类似数字始终指示类似组件。应理解，虽然本文中可能使用术语第一、第二、第三等来描述各种组件，但此等组件不应受此等术语限制。此等术语乃用以区分一组件与另一组件。因此，下文论述的第一组件可称为第二组件而不偏离本专利技术概念的教示。如本文中所使用，术语「及/或」包括相关联的列出项目中的任一者及一或多者的所有组合。〔转阻放大器的实施例〕请参照图1，图1是本专利技术实施例所公开的转阻放大器的电路图。如图1所示，转阻放大器1包括第一级转导放大器TCA1、第二级转导放大器TCA2、第三级放大器TSA3与反馈电路FB。第一级转导放大器TCA1具有一输入端与一输出端，第一级转导放大器TCA1的输入端电性连接于输入电流源Iin，以接收第一输入信号，再由第一级转导放大器TCA1的输出端输出第一输出信号。第二级转导放大器TCA2具有一输入端与一输出端，第二级转导放大器TCA2的输入端电性连接于第一级转导放大器TCA1的输出端，以接收第一输出信号，再由第二级转导放大器TCA2的输出端输出第二输出信号。第三级放大器TSA3，具有一输入端与一输出端，第三级放大器TSA3的输入端电性连接于第二级转导放大器TCA2的输出端，以接收第二输出信号，再由第三级放大器TSA3的输出端输出第三输出信号TIAp。反馈电路FB的一端电性连接于第一级转导放大器TCA1的输入端，反馈电路FB的另一端电性连接于第三级放大器TSA3的输出端，以稳定第三输出信号TIAp。其中，第三级放大器TSA3包括第一输出级OUT1与第二输出级OUT2所组成。接下来要教示的，是进一步说明转阻放大器1的工作原理。如图1所示，本实施例的转阻放大器1的第三级放大器TSA3由第一输出级OUT1与第二输出级OUT2所组成。第一输出级OUT1包括电流源Is，其中电流源Is的一端电性连接于供应电压源Vcc，以公开稳定电流，电流源Is的另一端连接于第三级放大器TSA3的输出端。第二输出级OUT2包括第一NMOS晶体管MN1与第二PMOS晶体管MP2。第一NMOS晶体管MN1与第二PMOS晶体管MP2的栅极相连接以形成第三级放大器TSA3的输入端。第二PMOS晶体管MP2的源极电性连接于供应电压源Vcc，且第二PMOS晶体管MP2的漏极与第一NMOS晶体管MN1的漏极相连接于第三级放大器TSA3的输出端。第一NMOS晶体管MN1的源极接地。也就是说，第一输出级OUT1属于A类输出级，且第二输出级OUT2属于AB类输出级。此外，于本实施例中，第三级放大器TSA3可进一步包括第二NMOS晶体管MN2，如图1所示，第二NMOS晶体管MN2的栅极与源极相连接于第三级放大器TSA3的输出端。于本实施例中，第一输出级OUT1为与一参考电压源(未图标)连接的电流源Is，其提的供稳定电流为定值。当前述的输入电流源Iin开始输入电流后，流经第一N本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种转阻放大器，其特征在于，包括：一第一级转导放大器，具有一输入端与一输入端，该第一级转导放大器的输入端电性连接于一输入电流源，以接收一第一输入信号，再由该第一级转导放大器的输出端输出一第一输出信号；一第二级转导放大器，具有一输入端与一输入端，该第二级转导放大器的输入端电性连接于该第一级转导放大器的输出端，以接收该第一输出信号，再由该第二级转导放大器的输出端输出一第二输出信号；以及一第三级放大器，具有一输入端与一输出端，该第三级放大器的输入端电性连接于该第二级转导放大器的输出端，以接收该第二输出信号，再由该第三级放大器的输出端输出一第三输出信号；一反馈电路，其一端电性连接于该第一级转导放大器的输入端，其另一端电性连接于该第三级放大器的输出端，以稳定该第三输出信号；其中，该第三级放大器包括：一第一输出级，该第一输出级包括一电流源，该电流源电性连接于一供应电压源与该第三级放大器的输出端；以及一第二输出级，包括一第一NMOS晶体管与一第二PMOS晶体管，该第一NMOS晶体管与该第二PMOS晶体管的栅极相连接以形成该第三级放大器的输入端，该第二PMOS晶体管的源极电性连接于该供应电压源，该第二PMOS晶体管的漏极电性与该第一NMOS晶体管的漏极相连接于该第三级放大器的输出端，且该第一NMOS晶体管的漏极接地。...

【技术特征摘要】
1.一种转阻放大器，其特征在于，包括：一第一级转导放大器，具有一输入端与一输入端，该第一级转导放大器的输入端电性连接于一输入电流源，以接收一第一输入信号，再由该第一级转导放大器的输出端输出一第一输出信号；一第二级转导放大器，具有一输入端与一输入端，该第二级转导放大器的输入端电性连接于该第一级转导放大器的输出端，以接收该第一输出信号，再由该第二级转导放大器的输出端输出一第二输出信号；以及一第三级放大器，具有一输入端与一输出端，该第三级放大器的输入端电性连接于该第二级转导放大器的输出端，以接收该第二输出信号，再由该第三级放大器的输出端输出一第三输出信号；一反馈电路，其一端电性连接于该第一级转导放大器的输入端，其另一端电性连接于该第三级放大器的输出端，以稳定该第三输出信号；其中，该第三级放大器包括：一第一输出级，该第一输出级包括一电流源，该电流源电性连接于一供应电压源与该第三级放大器的输出端；以及一第二输出级，包括一第一NMOS晶体管与一第二PMOS晶体管，该第一NMOS晶体管与该第二PMOS晶体管的栅极相连接以形成该第三级放大器的输入端，该第二PMOS晶体管的源极电性连接于该供应电压源，该第二PMOS晶体管的漏极电性与该第一NMOS晶体管的漏极相连接于该第三级放大器的输出端，且该第一NMOS晶体管的漏极接地。2.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈明东，林惠祯，王又法，
申请(专利权)人：光宝新加坡有限公司，
类型：发明
国别省市：新加坡,SG