一种高增益高带宽的可变增益放大器及放大器芯片制造技术

本发明专利技术公开了一种高增益高带宽的可变增益放大器及放大器芯片，可变增益放大器包括两级设置的跨导放大器和跨阻放大器；其中，第一级跨导放大器，其输入端接受输入信号，将输入的电压信号进行放大并转化为电流信号；第二级跨阻放大器，其输入端与第一级跨导放大器的输出端相连，用于进一步将信号放大并将电流信号转化为电压信号。可变增益放大器芯片采用所述的可变增益放大器。本发明专利技术在改变可变增益放大器第二级TIA的增益的时候，只改变输入端跨接的可变电阻的阻值，不会影响TIA的稳定性，并且在大信号的情况下使输入电阻会降低，从而可以提高线性度。本发明专利技术应用于100G/200G/400G以太网中PAM‑4模式传输和相干光检测的高速光接收芯片。

【技术实现步骤摘要】
一种高增益高带宽的可变增益放大器及放大器芯片
本专利技术属于光通信芯片设计
，具体涉及一种高增益高带宽的可变增益放大器及放大器芯片。
技术介绍
近几年，随着云计算、高性能计算、高清视频点播等的不断普及和发展，高带宽网络应用已无处不在，核心及数据中心网络带宽以指数速率高速增长。光通信从早期的10Gb/s和40Gb/s以太网到如今100Gb/s技术的成熟商用，再到业界加速推进400Gb/s甚至1Tb/s超高速传输技术的研发和产业化进程，未来对更大容量、更高传输速率的需要越来越高。光接收机一般包括跨阻放大器(TIA)、可变增益放大器(VGA)、数据时钟恢复电路(CDR)等。光纤发出的光信号被光电探测器所接收后，产生一个与接收光强度成正比的光电流。跨阻放大器将光电流放大并转化为电压信号，再经过VGA进一步放大，使其可以被CDR进行处理。可变增益放大器的主要性能指标包括带宽、增益和线性度。为了信号传输质量，电路必须有充足的带宽。又因为TIA输出较小，而CDR等需要的输入信号较大，因此需要一个高增益的VGA进行放大，一般要求VGA的增本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高增益高带宽的可变增益放大器，其特征在于，包括两级设置的跨导放大器和跨阻放大器；其中，/n第一级跨导放大器，其输入端接受输入信号，将输入的电压信号进行放大并转化为电流信号；/n第二级跨阻放大器，其输入端与第一级跨导放大器的输出端相连，用于进一步将信号放大并将电流信号转化为电压信号。/n

【技术特征摘要】
1.一种高增益高带宽的可变增益放大器，其特征在于，包括两级设置的跨导放大器和跨阻放大器；其中，
第一级跨导放大器，其输入端接受输入信号，将输入的电压信号进行放大并转化为电流信号；
第二级跨阻放大器，其输入端与第一级跨导放大器的输出端相连，用于进一步将信号放大并将电流信号转化为电压信号。


2.根据权利要求1所述的一种高增益高带宽的可变增益放大器，其特征在于，跨导放大器采用两对差分对的输入管，均采用源级负反馈的结构；
第一对差分对，输入管由两个P型MOS管M5、M6组成，负载是由两个N型MOS管M1、M2组成，负反馈电阻都采用可变电阻Rs；
第二对差分对，输入管由两个P型MOS管M7、M8组成，负载是由两个N型MOS管M3、M4组成，负反馈电阻都采用可变电阻Rs1；
所述第一对差分对的连接方式如下：
M5的栅端连接输入端VINN和M7的栅端，M5的源端连接电流源I1和电阻Rs，M5的漏端连接输出端VOUTP和M1的漏级；
M6的栅端连接输入端VINPP和M8的栅端，M6的源端连接电流源I2和电阻Rs，M6的漏端连接输出端VOUTN和M2的漏端；
M1的栅端连接电阻Rp1、M7的漏端和M3的漏端，M1的源端连接地，M1的漏端连接输出端VOUTP和M5的漏端；
M2的栅端连接电阻Rp2、M8的漏端和M4的漏端，M2的源端连接地，M2的漏端连接输出端VOUTN和M6的漏端；
电阻Rs一端连接电流源I1和M5的源端，电阻Rs另一端连接电流源I2和M6的源端；
所述第二对差分对的连接方式如下：
M7的栅端连接输入端VINN和M5的栅端，M7的源端连接电流源I3和电阻Rs1，M7的漏端连接M1的栅端、电阻Rp1和M3的漏端；
M8的栅端连接输入端VINP和M6的栅端，M8的源端连接电流源I4和电阻Rs1，M8的漏端连接M2的栅端、电阻Rp2和M4的漏端；
M3的栅端连接电阻Rp1，M3的源端接地，M3的漏端连接电阻Rp1、M1的栅端和M7的漏端；
M4的栅端连接电阻Rp2，M4的源端接地，M4的漏端连接电阻Rp2、M2的栅端和M8的漏端；
电阻Rp1一端连接M1的栅端、M7的漏端和M3的漏端，电阻Rp1另一端连接M3的栅端；
电阻Rp2一端连接M2的栅端、M8的漏端和M4的漏端，电阻Rp2另一端连接M4的栅端；...

【专利技术属性】
技术研发人员：李丹，杨栋，史勇俊，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61