一种分布式电流驱动电路制造技术

本发明专利技术公开了一种分布式电流驱动电路，其包括输入传输网络、射极跟随支路、偏置跨导复用支路以及输出传输网络；射极跟随支路包括N个射极跟随单元，偏置跨导复用支路包括N个偏置跨导复用单元，N为正整数；射极跟随单元和偏置跨导复用单元分别将接收的输入信号转化为同相和反相电流信号，由于射极跟随单元和偏置跨导复用单元接收差分信号，因此在二者的输出端形成同相电流信号；输出传输网络将电流信号叠加并输出，使该电路的驱动效率得以提高；同时，由于取消了输出匹配负载，进一步提高了电路的驱动效率；另一方面，由于射极跟随单元输出阻抗低，偏置跨导复用单元输出阻抗高，该电路总输出阻抗低，具有良好的输出匹配特性。具有良好的输出匹配特性。具有良好的输出匹配特性。

【技术实现步骤摘要】
一种分布式电流驱动电路


[0001]本专利技术属于模拟与射频放大器领域，更具体地，涉及一种分布式电流驱动电路。

技术介绍

[0002]电流驱动型器件指器件需要使用电流进行驱动的器件，其要求驱动器电路具有高输出电流的能力。电流驱动电路具有广泛的应用，比如应用于光通信系统的发射端，用于驱动直调激光器，实现电流信号到光信号的转换。
[0003]现有技术中的电流驱动电路主要有以下几种：
[0004]公知公用的，一种电流驱动电路为传统的分布式放大器，其采用的是基极输入集电极输出的连接方式，如图1中(a)所示，并且为了保持行波匹配特性，需要在输入网络与输出网络的一端添加匹配负载，用于吸收输入信号、部分输出信号以及来自前级或后级的反射信号。该方案可以提供增益，但由于匹配负载的存在，片上消耗了一半的调制电流，存在驱动效率较低的问题。
[0005]另一种电流驱动电路为电流模式逻辑(Current Mode Logic，简称CML)方式；美国专利技术专利US8903254B2采用CML输出结构，如图1中(b)所示，该种结构避免了输出匹配恶化的问题，但由于片上的匹配负载会吸收调制电流，因此CML驱动器的驱动效率比较低。
[0006]再一种电流驱动电路为开漏极(Open Drain，简称OD)输出方式；中国专利技术专利CN103178441B采用OD输出结构，如图1中(c)所示，该种结构通过取消片上的匹配负载实现与CML输出相比两倍的调制电流强度。然而OD输出的输出阻抗一般很高，导致驱动器输出匹配严重恶化。<br/>[0007]基于上述缺陷和不足，本领域亟需对现有的电流驱动电路做出进一步的改进设计，以解决现有技术中的电流驱动电路驱动效率低、输出匹配差的问题。

技术实现思路

[0008]针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种分布式电流驱动电路，以克服电流驱动电路中驱动能力和输出匹配之间的折衷关系，解决现有技术中的电流驱动电路驱动效率低、输出匹配差的问题；提出一种高驱动效率且具有良好输出匹配特性的电流驱动电路。
[0009]为实现上述目的，本专利技术提出了一种分布式电流驱动电路，其包括：输入传输网络、射极跟随支路、偏置跨导复用支路以及输出传输网络；
[0010]射极跟随支路包括N个射极跟随单元，偏置跨导复用支路包括N个偏置跨导复用单元，N为正整数，
[0011]输入传输网络用于接收外部输入的差分信号Vinn和Vinp；
[0012]N个射极跟随单元均用于接收由输入传输网络输出的信号Vinn，并分别转化为Vinn的同相电流信号；N个偏置跨导复用单元均用于接收由输入传输网络输出的信号Vinp，并分别转化为Vinp的反相电流信号；第i个偏置跨导复用单元还用于向第i个射极跟随单元
提供偏置电流，i取值为1到N；
[0013]输出传输网络用于接收由各射极跟随单元的输出端和各偏置跨导复用单元的输出端输出的电流信号，并将电流信号叠加后输出，以提高电流驱动电路的驱动效率。
[0014]通过本专利技术所构思的以上技术方案，与现有技术相比，一方面，由于射极跟随单元和偏置跨导复用单元分别将所接收的输入信号转化为同相和反相电流信号，而射极跟随单元和偏置跨导复用单元所接收的输入信号为差分信号，因此在射极跟随单元和偏置跨导复用单元的输出端形成同相的电流信号，输出传输网络将电流信号叠加并输出，使该电流驱动电路的驱动效率得以提高；另一方面，由于无输出匹配负载，进一步提高该电路的驱动效率；再一方面，由于射极跟随单元具有输出阻抗低的特点，偏置跨导复用单元具有输出阻抗大的特点，二者连接后电路的总输出阻抗低，使该电路具有良好的输出匹配特性。
[0015]作为优选的，该分布式电流驱动电路还包括输入匹配负载；输入匹配负载与输入传输网络耦合；输入匹配负载主要用于吸收来自输入端口的输入信号，改善输入匹配效果，防止信号从输入端口反射到前级。
[0016]作为进一步优选的，输入匹配负载为电阻。
[0017]作为进一步优选的，输入匹配负载为电阻和电容的串联网络。
[0018]作为进一步优选的，输入匹配负载的阻抗与输入传输网络的特征阻抗相等；此时电路的输入匹配特性最好，电流信号可以最大程度的流入输入传输网路。
[0019]作为优选的，射极跟随单元为第一双极晶体管；第一双极晶体管的基极连接输入传输网络的一输出端，第一双极晶体管的射极连接输出传输网络的输入端，第一双极晶体管的集电极接电源。
[0020]作为进一步优选的，与输出传输网络输入端起始端口相连的第一双极晶体管的输出阻抗与输出传输网络的特征阻抗相等；此时电路的输出匹配特性最好，电流信号可以最大程度的流入输出传输网路。
[0021]作为进一步优选的，偏置跨导复用单元为第二双极晶体管；第二双极晶体管的基极连接输入传输网络的另一输出端，第二双极晶体管的集电极连接第一双极晶体管的射级，第二双极晶体管的射极接地。
[0022]作为进一步优选的，偏置跨导复用单元还包括第三双极晶体管；第三双极晶体管的基极接电源，第三双极晶体管的射极与第二双极晶体管的集电极相连，第三双极晶体管的集电极与第一双极晶体管的射极相连。
[0023]作为进一步优选的，射极跟随单元为第一场效应晶体管；第一场效应晶体管的栅极连接输入传输网络的一输出端，第一场效应晶体管的源极连接输出传输网络的输入端，第一场效应晶体管的漏极接电源。
[0024]作为进一步优选的，偏置跨导复用单元为第二场效应晶体管；第二场效应晶体管的栅极连接输入传输网络的另一输出端，第二场效应晶体管的漏极连接第一场效应晶体管的源级，第二场效应晶体管的源极接地。
[0025]作为优选的，输入传输网络和输出传输网络均为传输线。
[0026]作为优选的，输入传输网络和输出传输网络为多个电感的串联网络。总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：
[0027]1.通过射极跟随单元和偏置跨导复用单元将所接收的差分输入信号转化并输出
同相的电流信号，再通过输出传输网络将同相电流信号叠加，使该电流驱动电路的驱动效率得以提高；通过取消输出匹配负载，进一步提高该电路的驱动效率；通过利用射极跟随单元输出阻抗低、偏置跨导复用单元输出阻抗大的特点，二者连接后电路总输出阻抗低，使该电路具有良好的输出匹配特性。
[0028]2.作为上述方案的一个改进，通过在电路中设置输入匹配负载，吸收来自输入端口的输入信号，改善输入匹配效果，防止信号从输入端口反射到前级；通过将输入匹配负载的阻抗与输入传输网络的特征阻抗设置为相等，进一步优化该电路的输入匹配。
[0029]3.作为上述方案的进一步改进，通过使与输出传输网络输入端起始端口相连的射极跟随单元的输出阻抗与输出传输网络的特征阻抗相等，进一步优化该电路的输出匹配。
附图说明
[0030]图1为传统的几种电流驱动电路的结构；
[0031]图2为本专利技术的分布式电流驱动电路本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种分布式电流驱动电路，其特征在于，包括输入传输网络、射极跟随支路、偏置跨导复用支路以及输出传输网络；所述射极跟随支路包括N个射极跟随单元，所述偏置跨导复用支路包括N个偏置跨导复用单元，N为正整数；所述输入传输网络用于接收外部输入的差分信号Vinn和Vinp；N个所述射极跟随单元均用于接收由所述输入传输网络输出的信号Vinn，并分别转化为同相电流信号；N个所述偏置跨导复用单元均用于接收由所述输入传输网络输出的信号Vinp，并分别转化为反相电流信号；第i个偏置跨导复用单元还用于向第i个射极跟随单元提供偏置电流，i取值为1到N；所述输出传输网络用于接收由各射极跟随单元的输出端和各偏置跨导复用单元的输出端输出的电流信号，并将电流信号叠加后输出，以提高电流驱动电路的驱动效率。2.如权利要求1所述的分布式电流驱动电路，其特征在于，还包括输入匹配负载；所述输入匹配负载与所述输入传输网络耦合。3.如权利要求2所述的分布式电流驱动电路，其特征在于，所述输入匹配负载的阻抗与所述输入传输网络的特征阻抗相等。4.如权利要求1所述的分布式电流驱动电路，其特征在于，所述射极跟随单元为第一双极晶体管；所述第一双极晶体管的基极连接所述输入传输网络的一输出端，所述第一双极晶体管的射极连接所述输出传输网络的输入端，所述第一双极晶体管的集电极接电源。5.如权利要求4所述的分布式电流驱动电路，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：毕晓君，盛超帝，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：