大输出摆幅驱动电路和通信集成电路制造技术

技术编号:41412628 阅读:2 留言:0更新日期:2024-05-20 19:40
本技术提出一种大输出摆幅驱动电路和通信集成电路,其中,大输出摆幅驱动电路包括共基极差分放大模块、共射极差分放大模块、尾电流源模块和复用放大模块,复用放大模块通过对第一差分电压信号进行缓冲和放大,并分别输出第二差分电压信号至共射极差分放大模块以及输出动态偏置电压信号至共基极差分放大模块,同时满足缓冲级和动态偏置级的功能,通过对同一个电路级进行复用,由一级电路同时支持两路信号路径,简化了大输出摆幅驱动电路的结构,在保证所有HBT工作于安全条件的情况下,降低了大输出摆幅驱动电路的功耗。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于集成电路,尤其涉及一种大输出摆幅驱动电路和通信集成电路


技术介绍

1、在高速通信网络中,需要大输出摆幅驱动电路来增大电信号的调制幅度,以便后级模块进行信号处理。以光纤网络为例,光信号调制器是光纤网络的核心组件之一,常用的光信号调制器如马赫-曾德尔调制器(mzm,mach-zehnder modulator)和电吸收调制器(eml,electro-absorption modulator)等均需要能够输出大电压摆幅的驱动器来驱动,以获得高消光比的光信号,从而提升光纤网络的通信质量。然而,大摆幅驱动电路常需多个缓冲级进行信号摆幅的逐级放大和信号共模电平的平移,因此往往需要更高的功耗。sigebicmos工艺被广泛应用于高速通信集成电路的设计和制造,该工艺采用的器件是异质结双极型晶体管(hbt,heterojunction bipolar transistor),尽管它具有高速、低噪声等优点,但要使其同时实现低功耗和大输出摆幅的驱动器仍然是一项具有挑战性的任务。

2、目前已有的基于sige bicmos工艺实现大输出摆幅驱动器的方法是采用击穿电压倍增(bv-doubler,breakdown voltage doubler)的结构,如图2所示。该拓扑结构是通过给传统的cascode结构(如图1所示)的共基极hbt提供动态基极偏置电压,保持共基极hbt在驱动器大信号工作时的集电极-发射极电压小于击穿电压,从而在理论上实现2倍cascode结构的输出摆幅,即2×(bvce-vceo)的输出电压摆幅,其中bvce为hbt集电极-发射极击穿电压,vceo是保证hbt工作于线性放大区的最小集电极-发射极电势差。然而,如图2所示,在bv-doubler结构中,常需一个共发射极路径(ce,common emitter)给共基极hbt提供基极偏置电压,及一个射极跟随器(ef,emitter follower)进行信号的缓冲和共模电平平移。缓冲级和偏置级的引入大幅提升了bv-doubler的功耗需求。


技术实现思路

1、本技术的目的在于提供一种大输出摆幅驱动电路,旨在解决传统的大输出摆幅驱动电路存在功耗高的问题。

2、本技术实施例的第一方面提出了一种大输出摆幅驱动电路,包括依次连接的共基极差分放大模块、共射极差分放大模块和尾电流源模块,以及与所述共基极差分放大模块的输入端、所述共射极差分放大模块的输入端和所述尾电流源模块的输入端分别连接的复用放大模块;

3、所述复用放大模块,被配置为将输入源的第一差分电压信号进行缓冲并输出第二差分电压信号至所述共射极差分放大模块以及对所述第一差分电压信号进行信号放大并输出动态偏置电压信号至所述共基极差分放大模块,所述第二差分电压信号与所述第一差分电压信号幅值相同且共模电平不同,所述动态偏置电压信号将所述第一差分电压信号幅值放大且相位相反;

4、所述共射极差分放大模块,被配置为对所述第二差分电压信号进行放大并由所述共基极差分放大模块输出差分驱动信号;

5、所述共基极差分放大模块,被配置为根据所述动态偏置电压信号使所述差分驱动信号输出;

6、所述尾电流源模块,被配置为输出恒定的尾电流至所述共射极差分放大模块和所述复用放大模块。

7、可选地,所述复用放大模块包括第一双极型晶体管和第二双极型晶体管;

8、所述第一双极型晶体管的基极和所述第二双极型晶体管的基极分别接收第一差分电压信号的两个相位相反的电压信号,所述第一双极型晶体管的发射极和所述第二双极型晶体管的发射极与所述共射极差分放大模块的基极连接,所述第一双极型晶体管的集电极和所述第二双极型晶体管的集电极分别与所述共基极差分放大模块的基极连接,所述第一双极型晶体管的发射极和所述第二双极型晶体管的发射极还与所述尾电流源模块的输入端连接,所述第一双极型晶体管的集电极和所述第二双极型晶体管的集电极还分别通过第一负载电阻连接至供电电压。

9、可选地,所述复用放大模块还包括第一退化电阻;

10、所述第一退化电阻的两端分别与所述第一双极型晶体管的发射极和所述第二双极型晶体管的发射极连接。

11、可选地,所述共基极差分放大模块包括第三双极型晶体管和第四双极型晶体管;

12、所述第三双极型晶体管的基极和所述第四双极型晶体管的基极分别接收所述动态偏置电压信号中相位相反的一电压信号,所述第三双极型晶体管的集电极和所述第四双极型晶体管的集电极分别通过第二负载电阻连接至供电电压,所述第三双极型晶体管的发射极和所述第四双极型晶体管的发射极分别与所述共射极差分放大模块的输出端连接。

13、可选地,所述共射极差分放大模块包括第五双极型晶体管和第六双极型晶体管;

14、所述第五双极型晶体管的集电极和所述第六双极型晶体管的集电极构成所述共射极差分放大模块的输出端,所述第五双极型晶体管的基极和所述第六双极型晶体管的基极分别接收所述第二差分电压信号中相位相同的一电压信号,所述第五双极型晶体管的发射极和所述第六双极型晶体管的发射极分别与尾电流源模块的输入端连接。

15、可选地,所述共射极差分放大模块还包括第二退化电阻;

16、所述第二退化电阻的两端分别与所述第五双极型晶体管的发射极和所述第六双极型晶体管的发射极连接。

17、可选地,所述尾电流源模块包括多个尾电流源,所述复用放大模块的各双极型晶体管的发射极和所述共射极差分放大模块的各双极型晶体管的发射极分别与一尾电流源连接。

18、可选地,所述大输出摆幅驱动电路还包括:

19、延时调节模块,所述延时调节模块与所述复用放大模块连接,所述延时调节模块,用于调节第一差分电压信号至差分驱动信号之间各路径的延时。

20、可选地,所述延时调节模块包括第一电容和第二电容;

21、所述第一电容连接于所述第一双极型晶体管的集电极和所述供电电压之间,所述第二电容连接于所述第二双极型晶体管的集电极和所述供电电压之间。

22、本技术实施例的第二方面提出了一种通信集成电路,包括如上所述的大输出摆幅驱动电路。

23、本技术实施例与现有技术相比存在的有益效果是:上述的大输出摆幅驱动电路通过采用共基极差分放大模块、共射极差分放大模块、尾电流源模块和复用放大模块,复用放大模块通过对第一差分电压信号进行缓冲和放大,并分别输出第二差分电压信号至共射极差分放大模块以及输出动态偏置电压信号至共基极差分放大模块,同时满足缓冲级和动态偏置级的功能,通过对同一个放大路径的复用,简化了大输出摆幅驱动电路的结构,在保证所有hbt工作于安全条件的情况下,降低了大输出摆幅驱动电路的功耗。

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【技术保护点】

1.一种大输出摆幅驱动电路,其特征在于,包括依次连接的共基极差分放大模块、共射极差分放大模块和尾电流源模块,以及与所述共基极差分放大模块的输入端、所述共射极差分放大模块的输入端和所述尾电流源模块的输入端分别连接的复用放大模块;

2.如权利要求1所述的大输出摆幅驱动电路,其特征在于,所述复用放大模块包括第一双极型晶体管和第二双极型晶体管;

3.如权利要求2所述的大输出摆幅驱动电路,其特征在于,所述复用放大模块还包括第一退化电阻;

4.如权利要求2所述的大输出摆幅驱动电路,其特征在于,所述共基极差分放大模块包括第三双极型晶体管和第四双极型晶体管;

5.如权利要求2所述的大输出摆幅驱动电路,其特征在于,所述共射极差分放大模块包括第五双极型晶体管和第六双极型晶体管;

6.如权利要求5所述的大输出摆幅驱动电路,其特征在于,所述共射极差分放大模块还包括第二退化电阻;

7.如权利要求5所述的大输出摆幅驱动电路,其特征在于,所述尾电流源模块包括多个尾电流源,所述复用放大模块的各双极型晶体管的发射极和所述共射极差分放大模块的各双极型晶体管的发射极分别与一尾电流源连接。

8.如权利要求2所述的大输出摆幅驱动电路,其特征在于,所述大输出摆幅驱动电路还包括:

9.如权利要求8所述的大输出摆幅驱动电路,其特征在于,所述延时调节模块包括第一电容和第二电容;

10.一种通信集成电路,其特征在于,包括如权利要求1-9中任一项所述的大输出摆幅驱动电路。

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【技术特征摘要】

1.一种大输出摆幅驱动电路,其特征在于,包括依次连接的共基极差分放大模块、共射极差分放大模块和尾电流源模块,以及与所述共基极差分放大模块的输入端、所述共射极差分放大模块的输入端和所述尾电流源模块的输入端分别连接的复用放大模块;

2.如权利要求1所述的大输出摆幅驱动电路,其特征在于,所述复用放大模块包括第一双极型晶体管和第二双极型晶体管;

3.如权利要求2所述的大输出摆幅驱动电路,其特征在于,所述复用放大模块还包括第一退化电阻;

4.如权利要求2所述的大输出摆幅驱动电路,其特征在于,所述共基极差分放大模块包括第三双极型晶体管和第四双极型晶体管;

5.如权利要求2所述的大输出摆幅驱动电路,其特征在于,所述共射极差分放大模块...

【专利技术属性】
技术研发人员:商松泉劳之豪潘权冯硕王德方谢丰波
申请(专利权)人:深圳市傲科光电子有限公司
类型:新型
国别省市:

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