双极型晶体管的基极电流镜像电路、RSSI电路及芯片制造技术

本发明专利技术公开了一种双极型晶体管的基极电流镜像电路、RSSI电路及芯片，其中基极电流镜像电路用于镜像待镜像双极型晶体管的基极电流，包括电路输入端、电路输出端、镜像双极型晶体管、箝位电路、第一电流镜、第一电流源、第二电流源和第一负载电路，电路输入端由所述待镜像双极型晶体管的集电极引出；箝位电路用于箝位所述待镜像双极型晶体管的集电极和所述镜像双极型晶体管的集电极的电压。本发明专利技术能够通过按比例复制出跨阻放大器的输入电流的三部分电流，以复制得到的电流作为接收信号强度指示信息。本发明专利技术提供的RSSI电路具有较高的精度并且同时能够满足PIN型光电二极管和APD型光电二极管的应用需求。电二极管的应用需求。电二极管的应用需求。

【技术实现步骤摘要】
双极型晶体管的基极电流镜像电路、RSSI电路及芯片


[0001]本专利技术属于集成电路
，特别涉及一种双极型晶体管的基极电流镜像电路、RSSI(Received Signal Strength Indication，接收信号强度指示)电路及芯片。

技术介绍

[0002]如图1中三个组件组成一个简单的光纤通信系统，三个组件分别为：(1)光电转换器，如激光器10，它可将电信号转换为光信号；(2)光纤20，它的作用是传输激光器所产生的光；(3)光检测器，如光电二极管30，其对光纤终端的光敏感并且能够将光信号转换为电信号，常见的光电二极管可分为PIN型光电二极管和APD型光电二极管。光信号能量经过光纤在到达远端的光电二极管之前会产生损耗，为了后续电路方便处理信号，光电二极管按一定的比例将光强转换为电流后，需要通过一个TIA(跨阻放大器)将这个电流转换为电压。图2为一种常见的TIA的电路图，I
in
是TIA的输入电流，它在数值上等于I
b
、I
Rf
、I
DCR
三者之和，其中I
b
是流过双极型晶体管Q2基极的电流，I
Rf
是流过电阻R
f
的电流，I
DCR
是流过双极型晶体管Q1集电极的电流。在跨阻放大器的应用中，通常需要对接收到的信号强度进行监测，能实现这项功能的模块叫做RSSI电路，有些TIA芯片内部除了包括如图2所示的TIA电路外还同时集成RSSI电路。
[0003]光电二极管需要合适的偏置电压才能工作。如图3所示，PIN型光电二极管需要的偏置电压较低，所以其需要的偏置电压通常在TIA芯片4内部产生，TIA芯片4包括PIN型偏置电路以及TIA电路。但是，对于APD型光电二极管而言，需要较高的偏置电压，无法在TIA芯片内部实现。如图4所示，APD型光电二极管的偏置电压一般由TIA芯片4
’
外部的APD型偏置电路提供。一种常见的PIN型偏置电路是采用在TIA芯片内部，在光电二极管阴极引脚与VDD之间加一个电阻实现，此时通过测量光电二极管阴极的电压可以获得RSSI信息；另一种常见的PIN型光电二极管偏置电路如图5所示，图5中A点与PIN型光电二极管阴极引脚相连，在图5中通过电流镜将M0中电流也即流过PIN型光电二极管的电流复制出来也可以获得RSSI信息。这两种情况下RSSI信息的获取可以借助于TIA芯片内部的PIN型偏置电路，但由于APD型光电二极管采用外部电压偏置，所以对于外接APD型光电二极管的TIA芯片，芯片内部无法实现如PIN型光电二极管类似的RSSI信息获取方式，即无法在TIA芯片内部实现RSSI电路功能。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是为了克服现有技术中TIA芯片内部无法实现针对APD型光电二极管的RSSI电路功能的缺陷，提供一种能够对TIA电路中的双极型晶体管的基极电流进行测试进而能够在TIA芯片内部实现针对APD型光电二极管的接收信号强度指示功能的双极型晶体管的基极电流镜像电路、RSSI电路及芯片。
[0005]本专利技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
[0006]一种双极型晶体管的基极电流镜像电路，其特点在于，用于镜像待镜像双极型晶
体管的基极电流，包括电路输入端、电路输出端、镜像双极型晶体管、箝位电路、第一电流镜、第一电流源、第二电流源和第一负载电路，所述基极电流镜像电路的所述电路输入端由所述待镜像双极型晶体管的集电极引出；
[0007]所述箝位电路包括第一输入端、第二输入端和输出端，所述箝位电路的所述第一输入端与所述基极电流镜像电路的所述电路输入端电连接，所述箝位电路的所述第二输入端与所述镜像双极型晶体管的集电极电连接，所述箝位电路的输出端与所述第一电流镜电连接；
[0008]所述箝位电路用于箝位所述待镜像双极型晶体管的集电极和所述镜像双极型晶体管的集电极的电压；
[0009]所述第一电流镜的输入端、所述镜像双极型晶体管的基极及所述第一电流源的一端电连接；
[0010]所述第一电流镜的输出端、所述第二电流源的一端以及所述第一负载电路的输入端电连接；
[0011]所述第一负载电路的输出端与所述基极电流镜像电路的所述电路输出端电连接。
[0012]本方案中，镜像双极型晶体管与待镜像双极型晶体管为同类型双极型晶体管，通过箝位电路使得二者的集电极电压相等，进而能够实现二者的基极电流成比例关系，进一步对镜像双极型晶体管的基极电流进行镜像输出，最终在电路输出端复制出待镜像双极型晶体管的基极电流。
[0013]本方案中，第一负载电路用于输出第一电流镜输出的电流，该电流能够用于测试。
[0014]本方案中，通过基极电流镜像电路能够在不影响待镜像双极型晶体管的基极电流的情况下在电路输出端复制出待镜像双极型晶体管的基极电流。本方案用于图2中TIA电路中时能够复制出双极型晶体管Q2的基极电流，此时电路输出端输出的电流可用于获取RSSI信息。
[0015]较佳地，所述箝位电路包括差分输入单端输出的放大器，所述放大器的同相输入端为所述箝位电路的所述第一输入端，所述放大器的反相输入端为所述箝位电路的所述第二输入端，所述放大器的输出端为所述箝位电路的输出端。
[0016]本方案中，该放大器的作用是箝位镜像双极型晶体管与待镜像双极型晶体管的集电极的电压，使得二者电压值相等。
[0017]较佳地，所述第一电流镜包括第一MOS(金属
‑
氧化物
‑
半导体)管和第二MOS管，所述箝位电路的输出端、所述第一MOS管的栅极及所述第二MOS管的栅极电连接；所述第一MOS管的漏极与所述镜像双极型晶体管的基极电连接；所述第二MOS管的漏极与所述第一负载电路的输入端电连接；
[0018]所述第一MOS管的宽长比和所述第二MOS管的宽长比的比值等于所述第一电流源的电流与所述第二电流源的电流的比值。
[0019]本方案中，第一MOS管和第二MOS管的栅极相连，构成第一电流镜，第一MOS管的宽长比和第二MOS管的宽长比的比值等于第一电流源的电流与第二电流源的电流的比值，能够使得第二MOS管的漏极输出的电流等于第一MOS管的漏极电流。
[0020]较佳地，所述第一负载电路包括第二电流镜，所述第二电流镜的输入端接至所述第一负载电路的输入端，所述第二电流镜的输出端输出至所述第一负载电路的输出端，所
述第二电流镜的输入支路的电流与所述第二电流镜的输出支路的电流之比为1：n，所述n为正实数。
[0021]本方案中，第一负载电路由第二电流镜实现，第二电流镜用于将第一电流镜输出的电流进行n倍镜像输出。
[0022]较佳地，所述待镜像双极型晶体管的集电极串联第一负载，所述镜像双极型晶体管的集电极串联第二负载。
[0023]本方案中，根据电路需求能够选择第一负载和第二负载的类型。
[0024]较佳地本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双极型晶体管的基极电流镜像电路，其特征在于，用于镜像待镜像双极型晶体管的基极电流，包括电路输入端、电路输出端、镜像双极型晶体管、箝位电路、第一电流镜、第一电流源和第二电流源，所述基极电流镜像电路的所述电路输入端由所述待镜像双极型晶体管的集电极引出；所述箝位电路包括第一输入端、第二输入端和输出端，所述箝位电路的所述第一输入端与所述基极电流镜像电路的所述电路输入端电连接，所述箝位电路的所述第二输入端与所述镜像双极型晶体管的集电极电连接，所述箝位电路的输出端与所述第一电流镜电连接；所述箝位电路用于箝位所述待镜像双极型晶体管的集电极和所述镜像双极型晶体管的集电极的电压；所述第一电流镜的输入端、所述镜像双极型晶体管的基极及所述第一电流源的一端电连接。2.如权利要求1所述的双极型晶体管的基极电流镜像电路，其特征在于，进一步包括：第一负载电路，其中所述第一电流镜的输出端、所述第二电流源的一端以及所述第一负载电路的输入端电连接；所述第一负载电路的输出端与所述基极电流镜像电路的所述电路输出端电连接。3.如权利要求2所述的双极型晶体管的基极电流镜像电路，其特征在于，所述箝位电路包括差分输入单端输出的放大器，所述放大器的同相输入端为所述箝位电路的所述第一输入端，所述放大器的反相输入端为所述箝位电路的所述第二输入端，所述放大器的输出端为所述箝位电路的输出端。4.如权利要求2所述的双极型晶体管的基极电流镜像电路，其特征在于，所述第一电流镜包括第一MOS管和第二MOS管，所述箝位电路的输出端、所述第一MOS管的栅极及所述第二MOS管的栅极电连接；所述第一MOS管的漏极与所述镜像双极型晶体管的基极电连接；所述第二MOS管的漏极与所述第一负载电路的输入端电连接；所述第一MOS管的宽长比和所述第二MOS管的宽长比的比值等于所述第一电流源的电流与所述第二电流源的电流的比值。5.如权利要求2所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李威，李旋，孟钒，李小勇，
申请(专利权)人：苏州瀚宸科技有限公司，
类型：发明
国别省市：