CN112585866A - 具有直流耦合级的紧凑高增益放大器 - Google Patents

具有直流耦合级的紧凑高增益放大器 Download PDF

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Abstract

公开了一种具有高增益、紧凑尺寸和扩展带宽的放大器系统。该放大器系统包括配置为接收一个或多个输入信号的一个或多个输入和被配置为接收一个或多个输入信号的前置驱动器。前置驱动器可以包括源极连接的FET，其创建虚拟地，并且可以包括消除或抵消FET的寄生电容的电感器。前置驱动器放大一个或多个输入信号以产生一个或多个前置放大信号，所述前置放大信号被提供给分压器网络，所述分压器网络被配置为在保持宽带宽范围的同时降低一个或多个前置放大信号的直流偏压。放大器接收并放大分压器网络的输出，以产生放大的信号。放大器可以包括在公共源极配置和公共栅极配置中的镜像FET对。

Description

具有直流耦合级的紧凑高增益放大器
技术领域
本发明涉及放大器和压控衰减器(voltage-controlled attenuators)，尤其涉及改进的分布式放大器和改进的压控衰减器。
背景技术
分布式放大器，也称为行波放大器，是宽带应用的常见放大器配置。图1示出了示例性现有技术分布式放大器的示例电路。图1中的分布式放大器是单端配置。如图所示，输入节点104被配置为接收要被放大的数据信号。输入节点104连接到电感器108A。电感器108A的另一端连接到电感器108B和第一放大器部件112A。电感器108位于本文定义为输入线的电路部件中。
如图所示，放大器部件112A包括连接源极到漏极的两个晶体管。FET 154的栅极端子连接到电感器108A和108B。电容器162将FET 150的栅极端子连接到地。如图所示，FET150的漏极端子连接到电感器120A、120B。电感器120A的另一端连接到输出端接电阻器RD(output termination resistor RD)130，后者反过来连接到电容器134。电阻器RD 130还可以指用于阻抗匹配和设置输出阻抗的漏极电阻器。电容器134的另一端接地。输出端接电阻器RD 130和电容器134建立从输出节点124的角度看的输出阻抗。电感器120A、120B位于定义为输出线122的电路部件中。
放大器部件112的FET 150、154具有寄生电容，并且选择布置在电路中的电感器108A、108B、120A、120B来消除或抵消与放大器部件相关联的寄生电容。
放大器部件112A和电感器108A、108B、120A、120B的布置与一个或多个附加放大部件112B和电感器108C、108N、120C和120N重复，其中N是任意整数。输出节点124连接到电感器120N。电感器170还连接到输出节点124并连接到电源电压VD 166。电源电压166向电路提供用于偏置的直流电源电压。
此外，该分布式放大器的一部分是输入端接电阻器(input terminationresistor)140和电容器144，它们串联接地以提供输入阻抗匹配。在输入端接电阻器140和电容器144之间的节点处提供电源电压VG 150。
尽管示出了两个放大器部件112A、112B，但是可以预期的是，可以实现任意数量的部件来增加增益或建立其他电路特性。
在操作中，输入信号被呈现给输入节点104，然后被呈现到第一放大器部件112A，在这里它被放大，并且被放大的信号被呈现在输出线122上。该处理通过一个或多个附加放大器部件112重复，使得在输出节点124上呈现放大的输出信号。输入阻抗由输入端接电阻器RG 140和电容器144至少部分地设置。电阻器RG 140也可以被称为用于设置输入阻抗的栅极电阻器。输出阻抗由输出端接电阻器130和电容器134至少部分地设置。电感器108A、108B、120A、120B消除放大器部件的寄生电容。
图2示出了在差模配置(differential mode configuration)中的示例性现有技术分布式放大器的示例电路布置。与图1相比，相似的元件用相似的参考号标记。然而，由于不同的配置，该布置是组件的镜像集合(mirrored collection)。如本领域所理解的，该差分配置包括两个输入104-P和104-N。输入104-P、104-N接收相对于另一个异相180度的差分信号。感兴趣的信号是输入104-P、104-N上呈现的差分信号之间的差异，-P和-N名称反映了两个独立但相似的元件布置，它们通常被镜像以形成差分配置。同样地，电感器108用参考号的-P和-N标记分开。由于差分配置的一般相似但具有重复性，在图2中的讨论中，只讨论图2与图1不同的方面。
图2包括差分放大器部件208A、208B，其如图所示连接到输入线110-P和110-N以及输出线122-P和122-N。每个差分放大器部件208包括若干组件。如图1所示，连接在电感器108A-P和电感器108B-P之间的是FET 224A的栅极端子。FET 224A的漏极端子连接到FET228A的源极端子。这种配置与FET 224B和228B镜像，如图所示，使得FET 228A、228B的栅极端子连接并且FET 224A、224B的源极端子连接。这被称为FET 224的公共源极配置和FET228的公共栅极布置。FET 228A和228B的漏极端子连接到输出线122-P和122-N。电容器232连接在地和FET 228A、228B的栅极端子之间。电流源220连接在地和FET 224A、224B的源极端子之间。当呈现差分信号时，电流源220和FET 224的源极端子之间的节点成为虚拟地。一个或多个附加差分放大部件208B被类似地配置。
在操作中，在输入104-P和104-N上呈现差分信号，并因此呈现给差分放大器部件208A…208B，同时输入信号的放大版本呈现在输出端124-P和124-N上。与图1类似，电源电压VD 166-P通过电感器170-P为放大器的正侧提供偏置。电压VD 166-N和电感器170-N为放大器的负侧提供偏置。在差分放大器配置中，电压VD 166-P和166-N要么具有相等的值，要么可以连接到相同的直流电压源。此外，在本实施例中，电感器170-P和电感器170-N相同，但在其它实施例中其值可能不同。在电阻器140-P和电阻器140-N之间的节点处提供电压电源VG 150，以为差分放大器的两侧提供栅极偏置。
虽然现有技术设计(诸如图1和图2所示)适用于某些应用，但改进将有利于现有技术的发展。本文公开了如下讨论的对放大器的改进。
发明内容
为了克服现有技术的缺点并提供额外的益处，公开了一种放大器部件，包括一个或多个输入，被配置为接收一个或多个输入信号。连接到输入的是前置驱动器，具有镜像晶体管和电流源。前置驱动器被配置为接收一个或多个输入信号并放大该一个或多个输入信号以产生一个或多个前置放大信号。还提供了一种具有一个或多个电阻器和一个或多个电容器的分压器网络，使得分压器网络被配置为接收一个或多个前置放大信号，并降低一个或多个前置放大信号的直流偏压，同时实现跨操作频带的平坦增益响应从而产生一个或多个放大器输入信号。
还提供了一种放大器，具有共源共栅配置的晶体管，被配置为接收和放大一个或多个放大器输入信号，以产生一个或多个的放大信号。级间结构连接前置驱动器到放大器，使得级间结构配置有一个或多个电感器。
在一个实施例中，级间结构还包括一个或多个电容器。分压器网络可以包括与一个或多个电阻器并联的一个或多个电容器。在一种配置中，具有以共源共栅配置的两个晶体管的放大器包括具有连接的源极端子地第一晶体管对和具有连接的栅极端子的第二晶体管对，使得第一晶体管对和第二晶体管对连接漏极到源极。
还公开了一种放大器，包括被配置为接收一个或多个输入信号的一个或多个输入信号和被配置为接收一个或多个输入信号并放大一个或多个输入信号以产生一个或多个前置放大信号的前置驱动器。分压器网络是本实施例的一部分，被配置为接收一个或多个前置放大信号，并降低一个或多个前置放大信号的直流偏压，以产生一个或多个放大器输入。放大器被配置为接收和放大一个或多个放大器输入，以产生一个或多个放大的信号。
在一个实施例中，前置驱动器包括源极连接的场效应晶体管(FET)。分压器网络可以包括至少一个电容器和至少一个电阻器。在一个实施例中，分压器网络包括与电容器并联的两个电阻器。设想放大器被配置为放大差分信号。在一种配置中，放大器的电流源可以作为电流镜工作，并且一个或多个放大器输入被提供给一个或多个FET的栅极端子。如本文所讨论的，放大器包括配置有连接的栅极端子的第一对场效应晶体管，并且放大器包括配置有连接的源极端子的第二对场效应晶体管。本实施例还可以包括将前置驱动器连接到放大器的至少一个级间结构(interstage)。级间结构可以进一步包括配置为增加截止频率(cut-off frequency)的电容器。
还公开了一种用于放大电信号的方法，包括接收要放大的信号，利用前置驱动器对信号进行放大以生成前置放大信号，以及将前置放大信号提供给分压器网络。然后，利用分压器网络调整前置放大信号的电压，以产生电压调整的信号，并将电压调整的信号提供给放大器。此后，用放大器放大电压调整的信号以产生放大的信号并输出放大的信号。
在一个实施例中，信号包括差分信号。放大器可以包括一对源极连接的晶体管。可以设想，分压器网络可以包括直接连接到源极连接的晶体管的栅极端子的电容器和两个或更多个电阻器，其中一个电阻器连接到源极连接的晶体管的源极端子。放大器还可以包括一对栅极连接的晶体管。在一种配置中，调整前置放大信号的电压的步骤包括降低提供给放大器的直流偏置电压以实现从低频到高频的平坦增益响应。
附图说明
图中的组成部分不一定按比例，而是着重说明本发明的原理。在附图中，同样的附图标记在不同的视图中指定相应的部分。
图1示出了示例性现有技术分布式放大器的示例电路。
图2示出了在差模配置中的示例性现有技术分布式放大器的示例电路布置。
图3A示出了改进的放大器部件，诸如图2的分布式放大器中使用的部件。
图3B示出了图3A放大器部件的框图。
图3C示出了包含在具有两个或更多个部件的差模配置中的图3A的放大器。
图4是具有附加电容器的放大器部件的示例实施例。
图5示出了单端配置的现有技术VCA 500实施例。
图6示出了差分信号配置中的示例现有技术VCA。
图7示出了具有多个FET的差分信号配置中的VCA。
图8示出了分布式VCA的框图。
图9是示出本文公开的创新性的使用的示例环境的框图。
具体实施方式
虽然诸如图1和图2中所示的分布式放大器被广泛使用，但是与现有技术相比，改进是可能的。与现有技术相比，一个需要改进的方面是给定放大器尺寸的显著更高增益，这也与给定放大级别(增益)的尺寸减小相关。因此，该系统通过减小分布式放大器的尺寸来改进现有技术，同时保持相同或更高的增益级别，并且还保持或增加带宽。此外，该系统提供了以紧凑的节能设计的高增益、高带宽(100KHz至50GHz)放大器。与现有技术相比，可以实现更高增益而无需借助更大的FET或减少带宽，或者对于给定的FET尺寸可以扩展最大增益。
图3A示出了改进的放大器部件，诸如将用于图2的分布式放大器。为了降低复杂性并关注分布式放大器的创新方面，仅示出了一个放大器部件，但是在使用中，可以在分布式放大器中提供多个放大器部件。与图1和图2相比，相似的组件标有相同的参考号，并且不再重复讨论这些元件。
前置驱动器部件
在本实施例中，放大器部件304具有输入端子308A和308B。输入端子308A连接到图2的输入线110-P，而输入端子308B连接到输入线110-N。这些连接向放大器部件304提供差分信号。如图所示，输入端子连接到前置驱动器部件310。前置驱动器部件包括晶体管324、电流源330以及电感器340和344、电容器/电阻器334和端接电阻器348。在本实施例中，前置驱动器部件310包括源极连接的FET 324A、324B。FET 324A的栅极连接到输入端子308A，而FET 324B的栅极连接到输入端子308B。每个FET 324A、324B的源极端子互相连接并连接到电流源330，该电流源330也接地。前置驱动器310用作第一放大器级(first amplifierstage)，其在通过放大器部件304的附加放大器放大之前放大差分输入信号。
如图所示，每个前置驱动器FET 324都具有连接到电感器340A、340B的漏极端子。电感器340A、340B的相对端子连接到分压器网络334A、334B，而电感器344A、344B与电阻器348A、348B串联。电感器340A、340B起到消除或抵消FET寄生电容的作用。电阻器348A、348B的相对端子连接到前置驱动器电压供应节点320。在本实施例中，电感器344A、节点342和电感器340A显示或表现为传输线。电阻器348A是端接电阻器，使得从节点342开始，传输线显示为50欧姆端接。节点342可以显示为对地电容器。在本实施例中，分压器网络334A、334B包括直接连接到FET 224A、224B的栅极端子的电容器和两个电阻器，其中一个电阻器连接到FET 224A、224B的公共源极端子。分压器网络降低了提供给FET 224A、224B的栅极端子的直流偏压并实现从低频到高频的平坦增益响应(例如，但不限于100KHz到50GHz)。
通过将前置驱动器部件310和其他相关联的电路添加到分布式放大器中，在不增加放大器部件内的FET的尺寸的情况下增加每个放大器部件304的增益，从而避免与较大FET尺寸相关联的带宽减少。此外，可以添加两个或更多个前置驱动器部件以获得显著的更高增益，同时保持相同的带宽和很少的电路片尺寸增加。这些都是对现有技术的改进。
虽然图3A的这个实施例是用单个前置驱动器310和由器件224、228组成的放大器级来示出的，但是也可以设想在放大器部件304内可以提供额外的级224、228。同样，如图3C所示，可以组合一个或多个部件304。
在操作中，差分输入信号被提供在输入端子308A、308B上，并由前置驱动器级310放大。分压器网络334A、334B的电容器和电感器344340之间的节点将显示为连接到地的电容器。在一个实施例中，电阻器348A、348B的值为50欧姆。电感器340、344可以通过螺旋电感器设计来实现但是可以将其概括为传输线。由于配置的差异性，电路行为是对称的。提供并选择连接到Vddp的电阻器348以从第一级(前置驱动器310)建立宽增益，并且没有该电阻器，频率响应将不理想。电阻器348还向级联晶体管224、228提供均匀的电压与频率，因此在操作中起到端接电阻器的作用。放大级输出312A、312B如图3A顶部所示。由器件224、228构成的放大器可以称为第二级。
在一种操作模式下，前置驱动器晶体管看起来就像是在驱动从极低频率到非常高频率的恒定阻抗。这些频率范围从100千赫到50千兆赫。对于低频操作，电阻器348控制操作，诸如低频范围或截止，而电感器、电容器和FET尺寸控制高频范围或截止。
当在端子308上呈现输入信号时，FET 324的栅极端子被激活，使得两个FET 324A、324B同时被驱动。这些FET 324进入传导模式，使得电流流过漏极端子和源极端子之间的前置驱动器FET。通常连接到FET 324A、324B的源极端子的节点和电流源显示为虚拟地。电流源330使晶体管偏置以产生进入晶体管324A、324B的直流电流。输入端子308A、308B上呈现的交流输入然后通过FET 324A、324B产生电流，这反过来又导致电流流过电阻器348和电感器344、340。从Vddp节点320到电流源330的电流在电感器340、344(也是分压器334的输入)和FET 224的栅极端子之间建立电压。这可以被认为是由前置驱动器310执行的第一级信号放大。
分压器网络
图3A中还示出了分压器334A、334B。它包括电容器和两个电阻器，如图所示连接。该分压器网络334A、334B将提供给级联晶体管224、228的栅极的输入电压分开或减小。在某些实施例中，节点342处的直流电压过高，无法直接连接到FET 224的栅极。对于高频组件，场效应晶体管将显示为对地电容器。由于串联电容器的行为，该电容器和与FET 224的栅极端子串联的电容器充当分压器。电容器通过高频信号。此外，在低频下，电容器显示为开路。因此，低频通过电阻器。电阻器显示为对高频开路。如果电阻比和电容器对FET栅极电容比的设计类似，则该网络可提供从诸如100KHz到50GHz的低频范围的一般平坦频率响应。这是在光学应用和差分对放大器环境中的一个新的补充。
图3B示出了图3A所示放大器部件的框图。这只是一种可能的配置，因此，本领域技术人员或普通技术人员可以从图3A和图3B的配置中派生出不同的实施例，而不脱离下面的权利要求的范围。如图所示，输入350A、350B向前置驱动器354提供差分输入信号。前置驱动器354与电流源358结合，放大输入信号。前置驱动器354用作第一放大器级，其在由放大器部件372的附加放大器放大之前放大差分输入信号。
如图所示，在顶轨上提供电源电压节点VDDP 362。如图所示，前置驱动器354通过级间结构368A、368B连接到电源电压节点362。级间结构368A、368B用于连接前置驱动器级310和放大器224A、224B的第二级。级间结构368A、368B显示为传输线，以改善级之间的阻抗匹配。在本实施例中，作为级间结构368A、368B的一部分的电阻器是端接由该级间结构形成的传输线的端接电阻器。
分压器364A、364B连接到电压供应节点362和前置驱动器354之间的路径。该到分压器364A、364B的连接用作分压器和放大器372的输入。分压器364A、364B可以是无源或有源的任何一个或多个元件，其被配置为调整作为放大器372的输入提供给的电压。在一个实施例中，分压器被配置为如图3A所示的RC网络。在一个实施例中，分压器364A、364B的行为与频率有关。
放大器372接收来自分压器364A、364B的输出，并对接收到的信号进行放大。可以使用任何类型或配置的放大器，并且可以设想可以提供多级放大。放大器和电路的其他方面可以是单端或差分信号配置。如图所示，电流源376连接到放大器372。放大器372具有被配置为提供放大的输出信号的输出380A、380B。
图3C示出了图3A的放大器，该放大器包含在具有两个或更多个部件的差模配置中。在一种配置中，提供两到十个部件。在本实施例中，放大器部件390A、390B是图3A或图4的放大器部件。这示出了一个示例环境中的放大器部件。这只是放大器部件的一个可能的示例实施例。
图4是具有附加电容器的放大器部件的示例实施例。为了降低复杂性并关注分布式放大器的创新方面，仅示出了一个放大器部件，但是在使用中，可以在分布式放大器中提供多个放大器部件。与图1、图2和图3相比，相似部件标有相同的参考号，并且不再重复讨论这些部件。在这个示例实施例中，电容器404A、404B与电感器340、344并联连接，并且电感器340和344以提供它们之间的互感的方式实现(如电感器344和电感器340之间的箭头线所示)。通过添加电容器和互感器，这些元件(404、340和344)形成“恒定R”或“T形线圈”网络，与缺少该元件配置的电路相比，提供了更高的带宽。电容器404A、404B增加截止频率。该实施例还可用于减少由电感器340和344所占用的面积。
压控衰减器
本文还公开了一种改进的压控衰减器(VCA)。图5和图6示出了现有技术VCA 500实施例的示例。如图5所示，VCA 500被配置为与单端信号一起使用，该单端信号包括连接到输入电阻器508的输入端子504。输入电阻器508的另一端连接到输出电阻器512。与输出电阻器512相对的是输出端子516。FET 520连接在两个电阻器508、512和接地节点528之间，如图所示。接收控制信号Vgain的控制信号节点530连接到电阻器524，电阻器524串联到FET 520的栅极端子。
图6通常类似于图5，但它是VCA 500的差分配置，用于差分信号。与图5相比，相同的元件用相同的参考号标记。在图6中，差分输入信号呈现在输入端子504、604上，差分输出信号呈现在输出端子516、616上。串联电阻器608、612将输入端子604与输出端子616分开，并且当FET 520的电阻随Vgain控制电压变化时，用于呈现相对受控的输入和输出阻抗。
在操作中，VCA用于衰减提供给输入端子的信号。控制信号(Vgain)通常是电压，被呈现给FET 520的栅极，以控制FET从断开状态(非传导)进入传导模式。在传导模式下，FET520显示为可变电阻器(控制元件)，从而使输入信号的一部分穿过FET，这反过来又衰减呈现给输出端子的信号的电压。当FET 520断开时，它显示为开路，从而将整个输入信号作为输出信号传递到输出端子。当控制电压施加到FET 520的栅极端子时，FET充当可变电阻器，从而将输入信号的一部分分流到FET上。这使输入信号衰减，从而减小传递到VCA 500的输出端子的信号的幅度。当FET 520的电阻随Vgain控制电压变化时，电阻器608和612用于呈现相对受控的输入和输出阻抗。
例如，下游放大器可能具有20dB的增益，但客户可能只需要或想要10dB的增益。在某些情况下，放大器/VCA的客户或用户希望控制不同应用或条件下的放大器增益，诸如不同的温度、不同的输入电平或任何其他参数。为了减少到放大器的输入信号，VCA可以用于减小到下游放大器的输入信号的幅度。控制信号可以被称为Vgain，因为它是通过控制输入到放大器的信号的幅度来控制下游放大器的增益的电压控制信号。
VCA是广泛应用于各种环境和不同电路中的常见元件。如图1-4所述，VCA可以与分布式放大器一起使用。如果连接到图1-4的放大器，图5的单端VCA 500将连接到图1的单端放大器，使得VCA的输入端子504接收要放大的信号，VCA的输出端子516连接到图1的单端放大器的输入端子104。同样，在差分信号配置中，图2的VCA 500将连接到图2的差分放大器，使得VCA的输入端子504、604接收要放大的信号，而VCA的输出端子516、616连接到图2的差分放大器的输入端子104-P、104-N。可以设想，分布式放大器和VCA两者都可以被配置在同一集成电路/封装组件中。
现有技术VCA有若干缺点。一个这样的缺点是，由于单个FET的尺寸，衰减范围受到限制，这会影响动态范围。此外，由于FET被迫非线性工作，因此单个FET的使用限制了VCA的动态范围和线性度。下面公开的创新克服了现有技术的缺点。
图7示出了具有多个FET的差分信号配置中的VCA。与图6相比，相似的元件用相同的参考号标记。在图7中，单个FET 520被两个或更多个串联连接漏极到源极的FET 704替代，如图所示。虽然示出有四个FET 704A、704B、704C、704D，但是可以设想任意数量的两个或更多FET可以如图所示连接。电阻器708A、708B、708C、708D连接到各个FET的栅极。每个电阻器708的相对端子连接到公共输入端子712，公共输入端子712接收控制信号Vgain。
如图所示，通过堆叠FET 704，跨FET的电压摆幅(voltage swing)(差分信号配置)分布在两个或更多个FET 704上。举例来说，如果VCA配置具有一个FET 520，则整个电压摆幅将发生在跨单个FET的漏极至源极端子上(参见图6)。这种电压摆幅将超过FET的线性工作区，导致在非线性区工作，这是不必要的，并将导致信号因非线性而衰减。
如图7所示，堆叠两个或更多个FET 708导致电压摆幅跨两个或更多个FET 708中的每一个上分布或分开。例如，假设现有技术中的1伏摆幅(峰到峰)，则整个1伏将跨FET520摆动。然而，在图7的配置中，1伏摆幅分布跨四个FET 704A、704B、704C、704D上，因此使得每个FET只产生1/4伏的摆幅。在许多实施例中，电压摆幅大于1伏。这种配置防止了FET在非线性区中的工作，从而改进了电路性能。当FET 704在线性区工作时，FET充当具有线性响应的可变电阻器。FET 704、电阻器708和控制信号(Vgain)输入端子712统称为可变电阻模块750。
电阻Rbias 708通常是大电阻，诸如但不限于1000欧姆。它将控制信号Vgain与FET704隔离，并防止或抑制控制信号Vgain中(或来自任何其他源)的任何高频分量(非直流分量)到达FET的栅极端子。在实践中，这个大电阻值还降低了从FET的寄生栅漏和栅源电容加载到FET漏极和源极端子上的电容。
图8示出了分布式VCA的框图。与图6和图7相比，相似的元件用相同的参考号标记。这只是一个可能的实施例，并且本领域的普通技术人员可以获得不偏离创新范围的不同配置。在本实施例中，如图所示，在输入端子504、604之间连接有多个可变电阻模块850。每个可变电阻模块850通常配置如图7中的电阻模块750所示，并且操作通常类似。除了可变电阻模块750的配置之外，每个可变电阻模块850还包括电阻器820A、820B、820C、820D，所述电阻器相对于每个或一个或多个FET连接到源极。当晶体管断开时，电阻器820通过在每个FET704的漏极和源极端子上保持相同的电压(直流)来增加或保持线性。然而，在没有电阻器820的情况下，FET的漏极端子和源极端子处的直流电压可能不相同，特别是当FET被关断时。电阻器820通常具有较大的值，诸如但不限于1000欧姆，它不会毫无保留地影响穿过每个FET 704的交流电压摆幅。电阻器820也可以用于图5、6和7的实施例中。
图8的实施例与图7的实施例的不同之处还在于增加了电感器804、808、812、816。当断开时，FET 704显示为开路，但仍具有寄生电容。这反过来会导致基于呈现给FET的控制信号Vgain的不同输入和输出阻抗，即不同增益级别和不同输入信号频率下的不同阻抗。然而，目标是线性增益控制。电感器804、808、812、816消除或抵消FET 704引入的电容，以保持通常一致的阻抗，诸如但不限于50欧姆，从而在宽带宽上建立均匀的衰减(或当添加到放大器时的增益)。电感器804、808、812、816由具有选定长度和宽度的小轨迹(small trace)在作为传输线而不是传统电感器的集成电路上制造或形成。尽管在其它实施例中，可以使用任何类型的元件，包括传统的电感器。
许多使用环境利用分布式放大器和VCA。分布式放大器通常用于光发送器在两个位置之间以高数据速率传输数据。许多其他的使用环境依赖于分布式放大器和增益控制元件。光通信系统的基础是驱动器放大器，它将调制信号放大到光调制器或直接放大到激光二极管上。图9示出了示例使用环境的框图，即光信号发送器。这只是一种可能的使用环境，而且可以设想其他使用环境也是可能的。
如图9所示，数据源904为通过光纤908的最终传输提供数据。为了实现驱动器的偏置，提供电源电压源912以向系统输送功率。电源电压源912可以是包括硬线实用设施提供的电源、电源、电池或任何其他源的任何源。电源电压源912向偏置电路916提供电源电压，偏置电路916又向驱动器放大器920提供偏置电压。驱动器放大器920还从数据源904接收要以光学格式发送的数据。驱动器放大器920包括一个或多个放大器，其被配置为将数据放大并调制到适于驱动光调制器或激光二极管924的水平。响应于来自驱动器的信号，光调制器或激光二极管924生成呈现给光纤光缆908的光信号928，用于传输到诸如例如数据中心中的另一个设备的远程位置或长距应用中的远程位置。在图9的示例配置中，虚线940内的元件位于一个或多个集成电路上。
本发明的其他系统、方法、特征和优点将对本领域的技术人员在审查以下附图和详细描述后将变得明显。意图将所有此类附加系统、方法、特征和优点包括在本说明书中、在本发明的范围内，并且受所附权利要求的保护。
虽然已经描述了本发明的各种实施例，但是对于本领域的普通技术人员来说，在本发明的范围内可能有更多的实施例和实现。另外，本文所描述的各种特征、元件和实施例可以以任何组合或布置来声明或组合。

Claims (19)

1.一种放大器部件，包括：
一个或多个输入，被配置为接收一个或多个输入信号；
前置驱动器，具有镜像晶体管和电流源，所述前置驱动器接收所述一个或多个输入信号并放大所述一个或多个输入信号以产生一个或多个前置放大信号；
分压器网络，具有一个或多个电阻器和一个或多个电容器，所述分压器网络被配置为接收所述一个或多个前置放大信号并降低所述一个或多个前置放大信号的直流偏压，同时实现跨操作频带的平坦增益响应，从而产生一个或多个放大器输入信号；
放大器，具有共源共栅配置的晶体管，被配置为接收和放大所述一个或多个放大器输入信号，以产生一个或多个放大的信号；以及
级间结构，将所述前置驱动器连接到所述放大器，所述级间结构配置有一个或多个电感器。
2.根据权利要求1所述的放大器部件，其中，所述级间结构还包括一个或多个电容器。
3.根据权利要求1所述的放大器部件，其中，所述分压器网络包括与一个或多个电阻器并联的一个或多个电容器。
4.根据权利要求1所述的放大器部件，其中，具有两个晶体管的共源共栅配置的所述放大器包括第一晶体管对和第二晶体管对，所述第一晶体管对的源极端子相连接，所述第二晶体管对的栅极端子相连接，使得所述第一晶体管对和所述第二晶体管对连接漏极到源极。
5.一种放大器，包括：
一个或多个输入，被配置为接收一个或多个输入信号；
前置驱动器，被配置为接收所述一个或多个输入信号并放大所述一个或多个输入信号以产生一个或多个前置放大信号；
分压器网络，被配置为接收所述一个或多个前置放大信号并降低所述一个或多个前置放大信号的直流偏压，以产生一个或多个放大器输入；以及
放大器，被配置为接收和放大所述一个或多个放大器输入，以产生一个或多个放大的信号。
6.根据权利要求5所述的放大器，其中，所述前置驱动器包括源极连接的场效应晶体管FET。
7.根据权利要求5所述的放大器，其中，所述分压器网络包括至少一个电容器和至少一个电阻器。
8.根据权利要求7所述的放大器，其中，所述分压器网络包括与电容器并联的两个电阻器。
9.根据权利要求5所述的放大器，其中，所述放大器被配置为放大差分信号。
10.根据权利要求5所述的放大器，其中，所述放大器的电流源作为电流镜工作，并且所述一个或多个放大器输入被提供给一个或多个FET的栅极端子。
11.根据权利要求5所述的放大器，其中，所述放大器包括配置有连接的栅极端子的第一对场效应晶体管，并且所述放大器包括配置有连接的源极端子的第二对场效应晶体管。
12.根据权利要求5所述的放大器，还包括至少一个将前置驱动器连接到所述放大器的级间结构。
13.根据权利要求12所述的放大器，还包括作为所述级间结构的一部分的电容器，所述电容器被配置为增大截止频率。
14.一种用于放大电信号的方法，包括：
接收要放大的信号；
利用前置驱动器对所述信号执行放大以产生前置放大信号；
向分压器网络提供所述前置放大信号；
利用所述分压器网络调整所述前置放大信号的电压，以产生电压调整的信号；
向所述放大器提供所述电压调整的信号；
利用所述放大器放大所述电压调整的信号以产生放大的信号；
输出所述放大的信号。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述信号包括差分信号。
16.根据权利要求14所述的方法，其中，所述放大器包括一对源极连接的晶体管。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述分压器网络包括直接连接到所述放大器中源极连接的晶体管的栅极端子的电容器和两个或更多个电阻器，所述两个或更多个电阻器中的一个电阻器连接到所述源极连接的晶体管的源极端子。
18.根据权利要求16所述的方法，其中，所述放大器还包括一对栅极连接的晶体管。
19.根据权利要求14所述的方法，其中，调整所述前置放大信号的电压包括降低提供给所述放大器的直流偏压，以实现从低频到高频的平坦增益响应。
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