CN109002076A - 电阻电流镜像电路、rssi电路及芯片 - Google Patents

电阻电流镜像电路、rssi电路及芯片 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电阻电流镜像电路、RSSI电路及芯片，其中电阻电流镜像电路用于镜像待镜像电阻的电流，包括镜像电路第一输入端、镜像电路第二输入端、镜像电路输出端和差分结构的带源极负反馈的共源极电路；所述镜像电路第一输入端与所述镜像电路第二输入端分别由所述待镜像电阻的两端引出；所述共源极电路包括镜像电阻、第一电流镜、第二电流镜、第三电流镜和第一负载电路。本发明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。

Description

电阻电流镜像电路、RSSI电路及芯片
技术领域
本发明属于集成电路技术领域，特别涉及一种电阻电流镜像电路、RSSI(ReceivedSignal Strength Indication，接收信号强度指示)电路及芯片。
背景技术
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，Iin是TIA的输入电流，它在数值上等于Ib、IRf、IDCR三者之和，其中Ib是流过双极型晶体管Q2基极的电流，IRf是流过电阻Rf的电流，IDCR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。
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。
发明内容
本发明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电路中的电阻上流经的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电阻电流镜像电路、RSSI电路及芯片。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
一种电阻电流镜像电路，其特点在于，用于镜像待镜像电阻的电流，所述电阻电流镜像电路包括镜像电路第一输入端、镜像电路第二输入端、镜像电路输出端和差分结构的带源极负反馈的共源极电路；
所述镜像电路第一输入端与所述镜像电路第二输入端分别由所述待镜像电阻的两端引出；
所述共源极电路包括镜像电阻、共源极电路第一输入端、共源极电路第二输入端、共源极电路第一输出端、共源极电路第二输出端；所述共源极电路第一输入端与所述镜像电路第一输入端电连接，所述共源极电路第二输入端与所述镜像电路第二输入端电连接；所述共源极电路第一输出端和所述共源极电路第二输出端的电流差等于流经所述镜像电阻上的电流；
所述电阻电流镜像电路还包括第一电流镜、第二电流镜、第三电流镜、和第一负载电路，所述第一负载电路包括负载输入端和负载输出端；
所述第一电流镜的输入端与所述共源极电路第一输出端电连接，所述第一电流镜的输出端与所述负载输入端电连接；
所述第二电流镜的输入端与所述共源极电路第二输出端电连接，所述第二电流镜的输出端与所述第三电流镜的输入端电连接；
所述第三电流镜的输出端与所述负载输入端电连接；
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比为1：m，所述第三电流镜的输入支路的电流与所述第三电流镜的输出支路的电流比为1：k，所述第一电流镜的输入支路的电流与所述第一电流镜的输出支路的电流比为1：(m*k)；
所述负载输出端与所述镜像电路输出端电连接，所述负载输出端的电流与所述负载输入端的电流的比为1：n；m、k、n均为正实数。
本方案中，理想状态下镜像电阻的两端电压差等于待镜像电阻的两端电压差，通过共源极电路能够将待镜像电阻上的电流复制到镜像电阻上，具体为共源极电路第一输出端和共源极电路第二输出端的电流差等于流经镜像电阻上的电流。在此基础上，采用三个电流镜组合实现镜像电阻上的电流的正实数倍数的输出，并能够通过负载电路输出端测得。本方案用于图2中TIA电路中时能够复制出电阻Rf上的电流IRf，此时镜像电路输出端输出的电流可用于获取RSSI信息时使用。
较佳地，所述共源极电路还包括第一MOS(金属-氧化物-半导体)管、第二MOS管、第一电流源和第二电流源；所述第一电流源与所述第二电流源提供的电流相等；
所述第一MOS管的栅极与所述镜像电路第一输入端电连接，所述第二MOS管的栅极与所述镜像电路第二输入端电连接；
所述第一MOS管的源极、所述第一电流源的一端及所述镜像电阻的一端电连接，所述第二MOS管的源极、所述第二电流源的一端及所述镜像电阻的另一端电连接；
所述第一MOS管的漏极与所述共源极电路第一输出端电连接；所述第二MOS管的漏极与所述共源极电路第二输出端电连接。
本方案中，第一电流源与第二电流源提供的电流相等，第一MOS管的栅极电压和第二MOS管的栅极电压的差值即为镜像电阻上的电压值，也就是待镜像电阻两端的电压差值，从而实现了第一MOS管漏极的电流与第二MOS管漏极的电流的差值即为镜像电阻上的电流，通过第一电流镜将第一MOS管漏极的电流以m*k倍镜像输出至负载输入端，同时通过第二电流镜将第二MOS管漏极的电流先以m倍镜像输出至第三电流镜后再由第三电流镜以k倍输出至负载输入端，此时负载输入端得到的即是m*k倍的镜像电阻上的电流。
较佳地，所述第一MOS管和所述第二MOS管均为NMOS(N型金属-氧化物-半导体)管或所述第一MOS管和所述第二MOS管均为PMOS(P型金属-氧化物-半导体)管。
本方案中，所述第一MOS管和所述第二MOS管均为NMOS管时，所述第一电流源的另一端以及所述第二电流源的另一端均接地；所述第一MOS管和所述第二MOS管均为PMOS管时，所述第一电流源的另一端以及所述第二电流源的另一端均接电源。
较佳地，所述第一负载电路包括第三电流源和第四电流镜，所述第四电流镜的输入端与所述负载输入端及所述第三电流源的一端电连接，所述第四电流镜的输出端与所述负载输出端电连接，所述第四电流镜的输入支路的电流与所述第四电流镜的输出支路的电流比为1：n。
本方案中，第一负载电路通过第三电流源和第四电流镜实现，第四电流镜的输出端输出的电流可用于获取RSSI信息时使用。
较佳地，所述电阻电流镜像电路还包括源极跟随器，所述源极跟随器串接于所述待镜像电阻和所述共源极电路之间；
所述源极跟随器包括跟随器第一输入端、跟随器第二输入端、跟随器第一输出端以及跟随器第二输出端；
所述跟随器第一输入端与所述镜像电路第一输入端电连接，所述跟随器第二输入端与所述镜像电路第二输入端电连接；
所述跟随器第一输出端与所述共源极电路第一输入端电连接，所述跟随器第二输出端与所述共源极电路第二输入端电连接；
所述源极跟随器用于调节所述跟随器第一输入端与所述跟随器第二输入端的电压以适应所述共源极电路的电压。
本方案中，通过源极跟随器能够调节镜像电路第一输入端以及镜像电路第二输入端两点的电压以适应后续电路的要求。
较佳地，所述源极跟随器包括第一支路和第二支路；
所述第一支路包括串接于电源和地之间的第四电流源和第三MOS管，所述第三MOS管的源极与所述第四电流源电连接，所述第三MOS管的栅极与所述跟随器第一输入端电连接；
所述第二支路包括串接于电源和地之间的第五电流源和第四MOS管，所述第四MOS管的源极与所述第五电流源电连接，所述第四MOS管的栅极与所述跟随器第二输入端电连接；
所述第四电流源与所述第四电流源提供的电流相等。
本方案中，源极跟随器由两个MOS管以及两个电流值相同的电流源实现，跟随器第一输入端与跟随器第二输入端分别接至两个MOS管的栅极，通过控制两个电流源的电流值或者两个MOS管的宽长比实现对跟随器第一输出端以及跟随器第二输出端输出电压的控制。
较佳地，所述第一MOS管和所述第二MOS管均为双极型晶体管。
本方案中，当电阻电流镜像电路包括源极跟随器时，第一MOS管和第二MOS管可以采用双极型晶体管，若电阻电流镜像电路没有源极跟随器，则第一MOS管和第二MOS管只能采用MOS管。
本发明还提供一种RSSI电路，用于跨阻放大器，所述跨阻放大器包括第一双极型晶体管、第二双极型晶体管和第一电阻，所述跨阻放大器的输入电流分流为所述第一双极型晶体管的集电极电流、所述第一电阻的电流以及所述第二双极型晶体管的基极电流，其特点在于，
所述RSSI电路包括所述第一双极型晶体管的集电极电流镜像电路、所述第二双极型晶体管的基极电流镜像电路和前述的电阻电流镜像电路；所述第一电阻为所述待镜像电阻；
所述基极电流镜像电路用于镜像所述第二双极型晶体管的基极电流；
所述集电极电流镜像电路用于镜像所述第一双极型晶体管的集电极的电流。
本方案中，在不影响跨阻放大器正常工作的情况下，通过电阻电流镜像电路、集电极电流镜像电路和基极电流镜像电路分别镜像输出第三电阻的电流、第一双极型晶体管的集电极电流以及第二双极型晶体管的基极电流，再由三个输出电流获取RSSI信息。
较佳地，所述集电极电流镜像电路包括第三双极型晶体管和第五电流镜，所述第三双极型晶体管的栅极与所述第一双极型晶体管的栅极电连接，所述第五电流镜用于镜像所述第三双极型晶体管的集电极电流。
本方案中，通过将第三双极型晶体管的栅极与第一双极型晶体管的栅极电连接，能够在第三双极型晶体管的集电极复制出第一双极型晶体管的集电极电流，进一步通过第五电流镜输出。
较佳地，所述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、第五电流镜、第六电流源、第七电流源和第二负载电路，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；
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五电流镜电连接；
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；
所述第五电流镜的输入端、所述镜像双极型晶体管的基极及所述第六电流源的一端电连接；
所述第五电流镜的输出端、所述第七电流源的一端以及所述第二负载电路的输入端电连接；
所述第二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。
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。
本方案中，第二负载电路用于输出第五电流镜输出的电流，该电流能够用于测试。
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。
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。
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。
较佳地，所述第五电流镜包括第五MOS管和第六MOS管，所述箝位电路的输出端、所述第五MOS管的栅极及所述第六MOS管的栅极电连接；所述第五MOS管的漏极与所述镜像双极型晶体管的基极电连接；所述第六MOS管的漏极与所述第二负载电路的输入端电连接；
所述第五MOS管的宽长比和所述第六MOS管的宽长比的比值等于所述第六电流源的电流与所述第七电流源的电流的比值。
本方案中，第五MOS管和第六MOS管的栅极相连，构成第五电流镜，第五MOS管的宽长比和第六MOS管的宽长比的比值等于第六电流源的电流与第七电流源的电流的比值，能够使得第六MOS管的漏极输出的电流等于第五MOS管的漏极电流。
较佳地，所述第二负载电路包括第六电流镜，所述第六电流镜的输入端接至所述第二负载电路的输入端，所述第六电流镜的输出端输出至所述第二负载电路的输出端，所述第六电流镜的输入支路的电流与所述第六电流镜的输出支路的电流之比为1：n。
本方案中，第二负载电路由第六电流镜实现，第六电流镜用于将第五电流镜输出的电流进行n倍镜像输出。
较佳地，所述待镜像双极型晶体管的发射极串联第二电阻，所述第二电阻的阻值为R1，所述镜像双极型晶体管的发射极串联第三电阻，所述第三电阻的阻值为R2，所述待镜像双极型晶体管的发射极的面积为AQ1，所述镜像双极型晶体管的发射极的面积为AQ2，R2/R1等于AQ2/AQ1。
本方案中，若待镜像双极型晶体管的源极设有抑制噪声的第二电阻，那么镜像双极型晶体管的源极也必须设有匹配的第三电阻，两个电阻的阻值比例要与两个晶体管的发射极的面积比相适应，从而使得两个晶体管基极电流成预期的比例关系。
本发明还提供一种芯片，包括跨阻放大器，其特点在于，所述芯片还包括前述的RSSI电路。
本方案中，芯片集成了跨阻放大器和RSSI电路，该RSSI电路能够对跨阻放大器的输入电流进行镜像输出，以该镜像输出的电流作为接收信号强度指示信息。本方案提供的芯片内部的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。
本发明的积极进步效果在于：本发明提供的电阻电流镜像电路、RSSI电路及芯片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，即第一双极型晶体管的集电极电流、第三电阻的电流以及第二双极型晶体管的基极电流，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。
附图说明
图1为现有技术中一种简单的光纤通信系统示意图。
图2为现有技术中一种常见的TIA的电路图。
图3为现有技术中PIN型光电二极管与TIA芯片工作示意图。
图4为现有技术中APD型光电二极管与TIA芯片工作示意图。
图5为现有技术中一种常见的PIN型光电二极管偏置电路图。
图6为本发明实施例1中电阻电流镜像电路的模块示意图。
图7为图6中源极跟随器3026具体实现的电路图。
图8为图6中共源极电路3024具体实现的电路图。
图9为图6中第一负载电路3025具体实现的电路图。
图10为本发明实施例1中电阻电流镜像电路302具体实现电路图。
图11为本发明实施例2中RSSI电路模块示意图。
图12为图11中集电极电流镜像电路303具体实现的电路图。
图13为图11中双极型晶体管的基极电流镜像电路图。
图14为本发明实施例4中双极型晶体管的基极电流镜像电路图。
图15为本发明实施例5中源极跟随器3026的实现电路图。
图16为本发明实施例6中第一负载电路3025的实现电路图。
图17为本发明实施例7中电阻电流镜像电路302具体实现电路图。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
实施例1
图6为一种电阻电流镜像电路的模块示意图，该电阻电流镜像电路用于镜像待镜像电阻(图2中第三电阻Rf)的电流，电阻电流镜像电路302包括镜像电路第一输入端3021、镜像电路第二输入端3022、镜像电路输出端3023、源极跟随器3026、差分结构的带源极负反馈的共源极电路3024、第一电流镜CM1、第二电流镜CM2、第三电流镜CM3以及第一负载电路3025。镜像电路第一输入端3021与镜像电路第二输入端3022分别由第三电阻Rf的两端引出。
源极跟随器3026包括跟随器第一输入端A1、跟随器第二输入端A2、跟随器第一输出端A3以及跟随器第二输出端A4。源极跟随器3026用于调节跟随器第一输入端A1与跟随器第二输入端A2的电压以适应共源极电路3024的电压需求。共源极电路3024包括共源极电路第一输入端B1、共源极电路第二输入端B2、共源极电路第一输出端B3、共源极电路第二输出端B4。第一负载电路3025包括负载输入端F1和负载输出端F2。跟随器第一输入端A1与镜像电路第一输入端3021电连接，跟随器第二输入端A2与镜像电路第二输入端3022电连接，跟随器第一输出端A3与共源极电路第一输入端B1电连接，跟随器第二输出端A4与共源极电路第二输入端B2电连接，共源极电路第一输出端B3与第一电流镜CM1的输入端C1电连接，共源极电路第二输出端B4与第二电流镜CM2的输入端D1电连接，第二电流镜CM2的输出端D2与第三电流镜CM3的输入端E1电连接，第一电流镜CM1的输出端C2、第三电流镜CM3的输出端E2与负载输入端F1电连接，负载输出端F2与镜像电路输出端3023电连接。
如图7所示，源极跟随器3026还包括第一支路和第二支路；第一支路包括串接于电源和地之间的第四电流源Ic4和第三MOS管M3，第三MOS管M3的源极与第四电流源Ic4的一端电连接并输出至跟随器第一输出端A3，第三MOS管M3的栅极经过电阻和电容与跟随器第一输入端A1电连接；第二支路包括串接于电源和地之间的第五电流源Ic5和第四MOS管M4，第四MOS管M4的源极与第五电流源Ic5的一端电连接并输出至跟随器第二输出端A4，第四MOS管M4的栅极经过电阻和电容与跟随器第二输入端A2电连接。本实施例中第三MOS管M3和第四MOS管M4为PMOS管，第三MOS管M3和第四MOS管M4的漏极均接地，第四电流源Ic4的另一端和第五电流源Ic5的另一端均接电源。
如图8所示，共源极电路3024还包括镜像电阻Rd、第一MOS管M1、第二MOS管M2、第一电流源Ic1和第二电流源Ic2。第一MOS管M1和第二MOS管M2均为NMOS管。镜像电阻Rd为与第三电阻Rf类型相同的电阻，第三电阻Rf与镜像电阻Rd的阻值之比为p。镜像电阻Rd的两端电压差近似等于第三电阻Rf的两端电压差。共源极电路3024第一输出端B3和共源极电路第二输出端B4的电流差等于流经镜像电阻Rd上的电流。第一电流源Ic1与第二电流源Ic2提供的电流相等。
第一MOS管M1的栅极与共源极电路第一输入端B1电连接，第二MOS管M2的栅极与共源极电路第二输入端B2电连接；第一MOS管M1的源极、第一电流源Ic1的一端及镜像电阻Rd的一端电连接，第二MOS管M2的源极、第二电流源Ic2的一端及镜像电阻Rd的另一端电连接；第一MOS管M1的漏极与共源极电路第一输出端B3电连接；第二MOS管M2的漏极与共源极电路第二输出端B4电连接。第一电流源Ic1的另一端以及第二电流源Ic2的另一端均接地。
如图9所示，第一负载电路3025包括第三电流源Ic3和第四电流镜CM4，第四电流镜CM4的输入端与负载输入端F1及第三电流源Ic3的一端电连接，第四电流镜CM4的输出端与负载输出端F2电连接，第三电流源Ic3的另一端接地，第四电流镜CM4的输入支路的电流与第四电流镜CM4的输出支路的电流比为1：n。
图10为电阻电流镜像电路302具体实现电路图，其中第一电流镜CM1为了表示方便分为两部分CM1,a和CM1,b，其中CM1,a为第一电流镜CM1的输入支路，CM1,b为第一电流镜CM1的输出支路。第二电流镜CM2的输入支路的电流与第二电流镜CM2的输出支路的电流比为1：m，第三电流镜CM3的输入支路的电流与第三电流镜CM3的输出支路的电流比为1：k，第一电流镜CM1的输入支路的电流与第一电流镜CM1的输出支路的电流比为1：(m*k)；第四电流镜CM4的输入支路的电流与第四电流镜CM4的输出支路的电流比为1：n，m、k、n均为正实数。第二输出电流IOUT2表达式为[n*IC3+(2*m*n*k*IRf/p)]。
实施例2
如图11所示，本实施例还提供了一种RSSI电路3，用于如图2所示的跨阻放大器，该跨阻放大器包括第一双极型晶体管Q1、第二双极型晶体管Q2和第三电阻Rf，跨阻放大器的输入电流Iin分流为第一双极型晶体管Q1的集电极电流IDCR、第三电阻Rf的电流IRf以及第二双极型晶体管Q2的基极电流Ib。
其中，RSSI电路3包括电阻电流镜像电路302、集电极电流镜像电路303和基极电流镜像电路301，其中电阻电流镜像电路302使用的是实施例1中的电阻电流镜像电路实现。电阻电流镜像电路302用于镜像第三电阻Rf的电流IRf以输出图11中的第二输出电流IOUT2；集电极电流镜像电路303用于镜像第一双极型晶体管Q1的集电极的电流IDCR以输出图11中第三输出电流IOUT3，图11中基极电流镜像电路301将第二双极型晶体管Q2的基极电流Ib镜像输出为第一输出电流IOUT1；得到的三个输出电流用于生成RSSI信息。
本实施例中，如图12所示，集电极电流镜像电路301包括第三双极型晶体管Q3和第五电流镜CM5，第三双极型晶体管Q3的栅极与图2中第一双极型晶体管Q1的栅极电连接，第五电流镜CM5用于镜像第三双极型晶体管Q3的集电极电流输出第三输出电流IOUT3。
本实施例中，如图13所示的双极型晶体管的基极电流镜像电路1，用于镜像待镜像双极型晶体管即图2中第二双极型晶体管Q2的基极电流Ib。双极型晶体管的基极电流镜像电路1包括电路输入端101、电路输出端102、镜像双极型晶体管Q4、箝位电路103、第五电流镜104、第六电流源Ic6、第七电流源Ic7和第二负载电路105。基极电流镜像电路1的电路输入端101由待镜像双极型晶体管的集电极引出，电路输出端102输出输出电流IOUT1。其中，待镜像双极型晶体管和镜像双极型晶体管Q4均为NPN型双极型晶体管。
箝位电路103包括第一输入端1031、第二输入端1032和输出端1033，箝位电路103的第一输入端1031与基极电流镜像电路1的电路输入端101电连接，箝位电路103的第二输入端1032与镜像双极型晶体管Q4的集电极电连接，箝位电路103的输出端与第五电流镜104电连接。箝位电路103用于箝位待镜像双极型晶体管的集电极和镜像双极型晶体管Q4的集电极的电压。
第五电流镜104的输入端1041、镜像双极型晶体管Q4的基极及第六电流源Ic6的一端电连接；第五电流镜104的输出端1042、第七电流源Ic7的一端以及第二负载电路105的输入端1051电连接；第五电流源Ic5的另一端以及第七电流源Ic7的另一端均接地。
第二负载电路105的输出端1052与基极电流镜像电路1的电路输出端102电连接。
本实施例中，箝位电路103包括差分输入单端输出的放大器AMP1，放大器AMP1的同相输入端为箝位电路103的第一输入端1031，放大器AMP1的反相输入端为箝位电路103的第二输入端1032，放大器AMP1的输出端为箝位电路103的输出端1033。
本实施例中，第五电流镜104包括第五MOS管M5和第六MOS管M6，第五MOS管M5和第六MOS管M6均为PMOS管。箝位电路103的输出端1033、第五MOS管M5的栅极及第六MOS管M6的栅极电连接；第五MOS管M5的源极及第六MOS管M6的源极接电源；第五MOS管M5的漏极与镜像双极型晶体管Q4的基极电连接；第六MOS管M6的漏极与第二负载电路105的输入端1051电连接。第五MOS管M5的宽长比和第六MOS管M6的宽长比的比值等于第六电流源Ic6的电流与第七电流源Ic7的电流的比值。
本实施例中，第二负载电路105包括第六电流镜CM6，第六电流镜CM6的输入端接入第二负载电路105的输入端1051，第六电流镜CM6的输出端输出至第二负载电路105的输出端1052，第六电流镜CM6的输入支路的电流与第六电流镜CM6的输出支路的电流之比为1：n，其中n为正实数。
本实施例中，待镜像双极型晶体管的集电极串联第一负载，阻值为Ra，镜像双极型晶体管Q4的集电极串联第二负载，阻值为Rb。
本实施例中，待镜像双极型晶体管的发射极串联第一电阻，第一电阻的阻值为R1，镜像双极型晶体管Q4的发射极串联第二电阻，第二电阻的阻值为R2，待镜像双极型晶体管的发射极的面积为AQ3，镜像双极型晶体管Q4的发射极的面积为AQ4，R2/R1等于AQ4/AQ3。
本实施例中，若待镜像双极型晶体管的发射极没有第一电阻，则第二电阻也可省去；第一负载和第二负载均为电阻负载，亦可以是其它类型的负载。通过双极型晶体管的基极电流镜像电路1可将待镜像双极型晶体管的基极电流复制出来。
本实施例中，输出电流IOUT1表达式为[(n*Ib*Ic7*Ra)/(Ic6*Rb)]。
实施例3
一种芯片，包括图2所示的跨阻放大器以及实施例2中的RSSI电路。
实施例4
本实施例提供一种RSSI电路，如图14所示的双极型晶体管的基极电流镜像电路1，本实施例与实施例2不同的是待镜像双极型晶体管和镜像双极型晶体管Q4均为PNP型双极型晶体管，第六电流源Ic6的另一端以及第七电流源Ic7的另一端均接电源，第五MOS管M5和第六MOS管M6均为NMOS管，第五MOS管M5和第六MOS管M6的源极均接地。
实施例5
本实施例提供一种RSSI电路，与实施例2不同的是源极跟随器3026的实现电路如图15所示，其中第三MOS管M3和第四MOS管M4为NMOS管。
实施例6
本实施例提供一种RSSI电路，与实施例2不同的是第一负载电路3025的实现电路如图16所示，其中第三电流源Ic3的另一端接电源。
实施例7
本实施例提供一种RSSI电路，电阻电流镜像电路302如图17所示，与实施例2不同的是：第一MOS管M1和第二MOS管M2均为PMOS管，第一电流源Ic1的另一端以及第二电流源Ic2的另一端均接电源；第三MOS管M3和第四MOS管M4为NMOS管；第三电流源Ic3的另一端接电源。
本发明通过将图2中跨阻放大器的电流Ib、IRf、IDCR按比例复制出来，再将复制出来的电流相加就得到了与输入电流Iin数值上成比例关系的电流，以此电流作为接收信号强度指示信息，这种RSSI电路具有较高的精度并且同时可以满足PIN型光电二极管和APD型光电二极管的应用。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (15)

1.一种电阻电流镜像电路，其特征在于，用于镜像待镜像电阻的电流，所述电阻电流镜像电路包括镜像电路第一输入端、镜像电路第二输入端、镜像电路输出端和差分结构的带源极负反馈的共源极电路；
所述镜像电路第一输入端与所述镜像电路第二输入端分别由所述待镜像电阻的两端引出；
所述共源极电路包括镜像电阻、共源极电路第一输入端、共源极电路第二输入端、共源极电路第一输出端、共源极电路第二输出端；所述共源极电路第一输入端与所述镜像电路第一输入端电连接，所述共源极电路第二输入端与所述镜像电路第二输入端电连接；所述共源极电路第一输出端和所述共源极电路第二输出端的电流差等于流经所述镜像电阻上的电流；
所述电阻电流镜像电路还包括第一电流镜、第二电流镜、第三电流镜、和第一负载电路，所述第一负载电路包括负载输入端和负载输出端；
所述第一电流镜的输入端与所述共源极电路第一输出端电连接，所述第一电流镜的输出端与所述负载输入端电连接；
所述第二电流镜的输入端与所述共源极电路第二输出端电连接，所述第二电流镜的输出端与所述第三电流镜的输入端电连接；
所述第三电流镜的输出端与所述负载输入端电连接；
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比为1：m，所述第三电流镜的输入支路的电流与所述第三电流镜的输出支路的电流比为1：k，所述第一电流镜的输入支路的电流与所述第一电流镜的输出支路的电流比为1：(m*k)；
所述负载输出端与所述镜像电路输出端电连接，所述负载输出端的电流与所述负载输入端的电流的比为1：n；m、k、n均为正实数。
2.如权利要求1所述的电阻电流镜像电路，其特征在于，所述共源极电路还包括第一MOS管、第二MOS管、第一电流源和第二电流源；所述第一电流源与所述第二电流源提供的电流相等；
所述第一MOS管的栅极与所述镜像电路第一输入端电连接，所述第二MOS管的栅极与所述镜像电路第二输入端电连接；
所述第一MOS管的源极、所述第一电流源的一端及所述镜像电阻的一端电连接，所述第二MOS管的源极、所述第二电流源的一端及所述镜像电阻的另一端电连接；
所述第一MOS管的漏极与所述共源极电路第一输出端电连接；所述第二MOS管的漏极与所述共源极电路第二输出端电连接。
3.如权利要求2所述的电阻电流镜像电路，其特征在于，所述第一MOS管和所述第二MOS管均为NMOS管或所述第一MOS管和所述第二MOS管均为PMOS管。
4.如权利要求1所述的电阻电流镜像电路，其特征在于，所述第一负载电路包括第三电流源和第四电流镜，所述第四电流镜的输入端与所述负载输入端及所述第三电流源的一端电连接，所述第四电流镜的输出端与所述负载输出端电连接，所述第四电流镜的输入支路的电流与所述第四电流镜的输出支路的电流比为1：n。
5.如权利要求2所述的电阻电流镜像电路，其特征在于，所述电阻电流镜像电路还包括源极跟随器，所述源极跟随器串接于所述待镜像电阻和所述共源极电路之间；
所述源极跟随器包括跟随器第一输入端、跟随器第二输入端、跟随器第一输出端以及跟随器第二输出端；
所述跟随器第一输入端与所述镜像电路第一输入端电连接，所述跟随器第二输入端与所述镜像电路第二输入端电连接；
所述跟随器第一输出端与所述共源极电路第一输入端电连接，所述跟随器第二输出端与所述共源极电路第二输入端电连接；
所述源极跟随器用于调节所述跟随器第一输入端与所述跟随器第二输入端的电压以适应所述共源极电路的电压。
6.如权利要求5所述的电阻电流镜像电路，其特征在于，所述源极跟随器包括第一支路和第二支路；
所述第一支路包括串接于电源和地之间的第四电流源和第三MOS管，所述第三MOS管的源极与所述第四电流源电连接，所述第三MOS管的栅极与所述跟随器第一输入端电连接；
所述第二支路包括串接于电源和地之间的第五电流源和第四MOS管，所述第四MOS管的源极与所述第五电流源电连接，所述第四MOS管的栅极与所述跟随器第二输入端电连接；
所述第四电流源与所述第四电流源提供的电流相等。
7.如权利要求5或6所述的电阻电流镜像电路，其特征在于，所述第一MOS管和所述第二MOS管均为双极型晶体管。
8.一种RSSI电路，用于跨阻放大器，所述跨阻放大器包括第一双极型晶体管、第二双极型晶体管和第一电阻，所述跨阻放大器的输入电流分流为所述第一双极型晶体管的集电极电流、所述第一电阻的电流以及所述第二双极型晶体管的基极电流，其特征在于，
所述RSSI电路包括所述第一双极型晶体管的集电极电流镜像电路、所述第二双极型晶体管的基极电流镜像电路和如权利要求1至7任一项所述的电阻电流镜像电路；所述第一电阻为所述待镜像电阻；
所述基极电流镜像电路用于镜像所述第二双极型晶体管的基极电流；
所述集电极电流镜像电路用于镜像所述第一双极型晶体管的集电极的电流。
9.如权利要求8所述的RSSI电路，其特征在于，所述集电极电流镜像电路包括第三双极型晶体管和第五电流镜，所述第三双极型晶体管的栅极与所述第一双极型晶体管的栅极电连接，所述第五电流镜用于镜像所述第三双极型晶体管的集电极电流。
10.如权利要求8所述的RSSI电路，其特征在于，所述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、第五电流镜、第六电流源、第七电流源和第二负载电路，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；
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五电流镜电连接；
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；
所述第五电流镜的输入端、所述镜像双极型晶体管的基极及所述第六电流源的一端电连接；
所述第五电流镜的输出端、所述第七电流源的一端以及所述第二负载电路的输入端电连接；
所述第二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。
11.如权利要求9所述的RSSI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。
12.如权利要求8所述的RSSI电路，其特征在于，所述第五电流镜包括第五MOS管和第六MOS管，所述箝位电路的输出端、所述第五MOS管的栅极及所述第六MOS管的栅极电连接；所述第五MOS管的漏极与所述镜像双极型晶体管的基极电连接；所述第六MOS管的漏极与所述第二负载电路的输入端电连接；
所述第五MOS管的宽长比和所述第六MOS管的宽长比的比值等于所述第六电流源的电流与所述第七电流源的电流的比值。
13.如权利要求8所述的RSSI电路，其特征在于，所述第二负载电路包括第六电流镜，所述第六电流镜的输入端接至所述第二负载电路的输入端，所述第六电流镜的输出端输出至所述第二负载电路的输出端，所述第六电流镜的输入支路的电流与所述第六电流镜的输出支路的电流之比为1：n。
14.如权利要求8所述的RSSI电路，其特征在于，所述待镜像双极型晶体管的发射极串联第二电阻，所述第二电阻的阻值为R1，所述镜像双极型晶体管的发射极串联第三电阻，所述第三电阻的阻值为R2，所述待镜像双极型晶体管的发射极的面积为AQ1，所述镜像双极型晶体管的发射极的面积为AQ2，R2/R1等于AQ2/AQ1。
15.一种芯片，包括跨阻放大器，其特征在于，所述芯片还包括如权利要求8至14任一项所述的RSSI电路。
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