CN113381707A - 一种能降低成本的高速tia电路 - Google Patents
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Abstract
本发明属于通信芯片技术领域,特别涉及一种能降低成本的高速TIA电路,包括第一跨阻放大器模块、第一相位分裂模块和第一输出驱动模块,所述第一跨阻放大器模块与第一相位分裂模块相连接,所述第一相位分裂模块与第一输出驱动模块相连接,通过设置第一跨阻放大器模块、第一相位分裂模块和第一输出驱动模块,第一跨阻放大器模块与第一相位分裂模块相连接,第一相位分裂模块与第一输出驱动模块相连接,在第一跨阻放大器模块内设有第一三极管、第二三极管、第二电阻和第一电流源,形成共基共射结构,第一跨阻放大器电路内还设有第一电感和第一电容,有利于提高带宽和降低成本。
Description
技术领域
本发明属于通信芯片技术领域,特别涉及一种能降低成本的高速TIA电路。
背景技术
在光纤通信集成电路的接收端,需要将光信号通过光电二极管(PD)转换为电流信号,再通过跨阻放大器(TIA)将电流信号转换为电压信号;在高速TIA的应用中,所使用的高速PD具有响应速度快,寄生电容小,相应的TIA设计难度小等无法忽视的优点,但是其缺点是造价高昂,高速TIA搭配高速PD此种方案无法进一步降低生产成本,附图1给出了常用的TIA电路原理图,附图1中的RF为一个理想电压放大器-A的反馈电阻,由于:
VX=Vout/(-A) (1)
(Vout+Vout/A)/RF=-Iin-(Vout/A)CDS (2)
即:
反馈放大器提供了一个大约为RF的中频带跨阻增益,而其具有的时间常数为RFCD/(A+1)。因此,主极点的带宽等于:
以上式子中A为运放增益,CD为激光器输入电容;
在高速光纤通讯应用中,高速PD的输入电容CD大约是200fF,配合相互对应的高速TIA能够达到满意的传输速率,但是高速PD的造价昂贵,如果采用造价低廉的低速PD,其输入电容CD大约是400fF,根据公式(4)该组合无法达到满意的传输速率。
发明内容
(一)要解决的技术问题
为了解决现有技术的上述问题,本发明提供一种高传输速率的能降低成本的高速TIA电路。
(二)技术方案
为了达到上述目的,本发明采用的主要技术方案包括:
一种能降低成本的高速TIA电路,包括第一跨阻放大器模块、第一相位分裂模块和第一输出驱动模块,所述第一跨阻放大器模块与第一相位分裂模块相连接,所述第一相位分裂模块与第一输出驱动模块相连接,所述第一跨阻放大器模块内设有第一电感、第一三极管、第二三极管、第三三极管、第四三极管、第五三极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一电容、第一电流源、第二电流源、第一电压偏置端口、第二电压偏置端口和第一电源,所述第一三极管的基极、第一电阻的一端和第一电容的一端均与第一电感的一端相连接,所述第一电容的另一端、第五电阻的一端和第三三极管的发射极均与第一电阻的另一端相连接,所述第二三极管的发射极和第一电流源的负端均与第一三极管的集电极相连接,所述第二三极管的基极与第一电压偏置端口相连接,所述第二电阻的一端和第三三极管的基极均与第二三极管的集电极相连接,所述第二电阻的另一端与第二电流源的负端相连接,所述第三电阻的一端和第四三极管的基极均与第三三极管的集电极相连接,所述第四三极管的集电极与第四电阻的一端相连接,所述第五三极管的集电极与第四三极管的发射极相连接,所述第五三极管的基极与第二电源偏置端口相连接,所述第一三极管的发射极、第五电阻的另一端和第五三极管的发射极均接地,所述第二电流源的正端、第三电阻的另一端和第四电阻的另一端均与第一电源相连接。
上述的能降低成本的高速TIA电路中,所述第一相位分裂模块包括第六三极管、第三电压偏置端口、第八三极管、第一信号输入端口、第七三极管、第十三极管、第十二三极管、第九三极管、第十三三极管、第十一三极管、第七电阻、第十六三极管、第八电阻、第十七三极管、第六电阻、第十二电阻、第二十三极管、第二十一三极管、第十四三极管、第十三电阻、第十五三极管、第九电阻、第十电阻和第五电压偏置端口,所述第六三极管的基极与第三电压偏置端口相连接,所述第八三极管的基极与第一电信号输入端口相连接,所述第七三极管的发射极和第八三极管的发射极均与第六三极管的集电极相连接,所述第十三极管的发射极和第十二三极管的基极均与第八三极管的集电极相连接,所述第九三极管发射极和第十三三极管的基极均与第七三极管的集电极相连接,所述第十二三极管的发射极和第十三三级管的发射极均与第十一三极管的集电极相连接,所述第七电阻的一端和第十六三极管的基极均与第十二三极管的集电极相连接,所述第八电阻的一端和第十七三极管的基极均与第十三三极管的集电极相连接,所述第五电阻的一端和第十三极管的基极均与第七电阻的另一端相连接,所述第六电阻的一端和第九三极管的基极均与第八电阻的另一端相连接,所述第十二电阻的一端和第二十三极管的基极均与第十六三极管的发射极相连接,所述第十三电阻的一端和第二十一三极管的基极均与第十七三极管的发射极相连接,所述第十二电阻的另一端与第十四三极管的集电极相连接,所述第十三电阻的另一端与第十五三级管的集电极相连接,所述第九电阻的一端与第十四三极管的发射极相连接,所述第十电阻的一端与第十五三极管的发射极相连接,所述第十四三极管的基极和第十五三极管的基极均与第五电压偏置端口相连接,所述第十三极管的集电极、第九三极管的集电极、第十六三极管的集电极、第十七三极管的集电极、第五电阻的另一端和第六电阻的另一端均与第一电源相连接,所述第九电阻的另一端、第十电阻的另一端、第六三极管的发射极和第十一三极管的发射极均接地,所述第七三极管的基极与第四三极管的发射极相连接。
上述的能降低成本的高速TIA电路中,所述第一输出驱动模块包括第十八三极管、第十九三极管、第十一电阻、第二电容、第二十二三极管、第二十三三极管、第十四电阻、第十五电阻、第七电压偏置端口、第六电压偏置端口、第十六电阻、第十七电阻、第一信号输出端口和第二信号输出端口,所述第二十三极管的集电极与第十八三极管的发射极相连接,所述第二十一三极管的集电极与第十九三极管的发射极相连接,所述第十一电阻的一端、第二电容的一端和第二十二三极管的集电极均与第二十三极管的发射极相连接,所述第十一电阻的另一端、第二电容的另一端和第二十三三极管的集电极均与第二十一三极管的发射极相连接,所述第二十二三极管的发射极与第十四电阻的一端相连接,所述二十三三极管的发射极与第十五电阻的一端相连接,所述第二十二三极管的基极和第二十三三极管的基极均与第七电压偏置端口相连接,所述第十八三极管的基极和第十九三极管的基极均与第六电压偏置端口相连接,所述第十六电阻和第一信号输出端口均与第十八三极管的集电极相连接,所述第十七电阻的一端和第二信号输出端口均与第十九三极管的集电极相连接,所述第十六电阻的另一端和第十七电阻的另一端均与第一电源相连接,所述第十四电阻的另一端和第十五电阻的另一端均接地。
上述的能降低成本的高速TIA电路中,还包括第一输入端口,所述第一输入端口与第一电感的另一端相连接。
(三)有益效果
本发明的有益效果是:通过设置第一跨阻放大器模块、第一相位分裂模块和第一输出驱动模块,第一跨阻放大器模块与第一相位分裂模块相连接,第一相位分裂模块与第一输出驱动模块相连接,在第一跨阻放大器模块内设有第一三极管、第二三极管、第二电阻和第一电流源,形成共基共射结构,第一跨阻放大器电路内还设有第一电感和第一电容,有利于提高带宽和降低成本。
附图说明
图1为常用的高速TIA电路搭配高速PD原理图;
图2为本发明能降低成本的高速TIA电路的原理图;
图3为本发明能降低成本的高速TIA电路的结构示意图。
【附图标记说明】
1:第一跨阻放大器模块;
2:第一相位分裂模块;
3:第一输出驱动模块;
4:第一电感;
5:第一三极管;
6:第二三极管;
7:第三三极管;
8:第四三极管;
9:第五三极管;
10:第一电阻;
11:第二电阻;
12:第三电阻;
13:第四电阻;
14:第五电阻;
15:第一电容;
16:第一电流源;
17:第二电流源;
18:第一电压偏置端口;
19:第二电压偏置端口;
20:第一电源;
21:第六三极管;
22:第三电压偏置端口;
23:第八三极管;
24:第一信号输入端口;
25:第七三极管;
26:第十三极管;
27:第十二三极管;
28:第九三极管;
29:第十三三极管;
30:第十一三极管;
31:第七电阻;
32:第十六三极管;
33:第八电阻;
34:第十七三极管;
35:第六电阻;
36:第十二电阻;
37:第二十三极管;
38:第二十一三极管;
39:第十四三极管;
40:第十三电阻;
41:第十五三极管;
42:第九电阻;
43:第十电阻;
44:第五电压偏置端口;
45:十八三极管;
46:第十九三极管;
47:第十一电阻;
48:第二电容;
49:第二十二三极管;
50:第二十三三极管;
51:第十四电阻;
52:第十五电阻;
53:第七电压偏置端口;
54:第六电压偏置端口;
55:第十六电阻;
56:第十七电阻;
57:第一信号输出端口;
58:第二信号输出端口;
59:第一输入端口。
具体实施方式
为了更好的解释本发明,以便于理解,下面结合附图,通过具体实施方式,对本发明作详细描述。
本发明最关键的构思在于:通过设置第一跨阻放大器模块、第一相位分裂模块和第一输出驱动模块,第一跨阻放大器模块与第一相位分裂模块相连接,第一相位分裂模块与第一输出驱动模块相连接,在第一跨阻放大器模块内设有第一三极管、第二三极管、第二电阻和第一电流源,形成共基共射结构,第一跨阻放大器电路内还设有第一电感和第一电容。
请参照图1至图3所示,一种能降低成本的高速TIA电路,
包括第一跨阻放大器模块、第一相位分裂模块和第一输出驱动模块,所述第一跨阻放大器模块与第一相位分裂模块相连接,所述第一相位分裂模块与第一输出驱动模块相连接,所述第一跨阻放大器模块内设有第一电感、第一三极管、第二三极管、第三三极管、第四三极管、第五三极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一电容、第一电流源、第二电流源、第一电压偏置端口、第二电压偏置端口和第一电源,所述第一三极管的基极、第一电阻的一端和第一电容的一端均与第一电感的一端相连接,所述第一电容的另一端、第五电阻的一端和第三三极管的发射极均与第一电阻的另一端相连接,所述第二三极管的发射极和第一电流源的负端均与第一三极管的集电极相连接,所述第二三极管的基极与第一电压偏置端口相连接,所述第二电阻的一端和第三三极管的基极均与第二三极管的集电极相连接,所述第二电阻的另一端与第二电流源的负端相连接,所述第三电阻的一端和第四三极管的基极均与第三三极管的集电极相连接,所述第四三极管的集电极与第四电阻的一端相连接,所述第五三极管的集电极与第四三极管的发射极相连接,所述第五三极管的基极与第二电源偏置端口相连接,所述第一三极管的发射极、第五电阻的另一端和第五三极管的发射极均接地,所述第二电流源的正端、第三电阻的另一端和第四电阻的另一端均与第一电源相连接。
本发明所述的能降低成本的高速TIA电路的工作原理:利用公式:公式中CD为激光器输入电容,Rf为一个理想电压放大器的反馈电阻,A为运放增益,再使用高速第一跨阻放大器模块搭配低速发光二极管的结构,使得传输效率满足性能要求。
从上述描述可知,本发明的有益效果在于:通过设置第一跨阻放大器模块、第一相位分裂模块和第一输出驱动模块,第一跨阻放大器模块与第一相位分裂模块相连接,第一相位分裂模块与第一输出驱动模块相连接,在第一跨阻放大器模块内设有第一三极管、第二三极管、第二电阻和第一电流源,形成共基共射结构,第一跨阻放大器电路内还设有第一电感和第一电容,有利于提高带宽和降低成本。
请参照图1至图3所示,本发明的实施例一为:
一种能降低成本的高速TIA电路,包括第一跨阻放大器模块1、第一相位分裂模块2和第一输出驱动模块3,所述第一跨阻放大器模块1与第一相位分裂模块2相连接,所述第一相位分裂模块2与第一输出驱动模块3相连接,所述第一跨阻放大器模块1内设有第一电感4、第一三极管5、第二三极管6、第三三极管7、第四三极管8、第五三极管9、第一电阻10、第二电阻11、第三电阻12、第四电阻13、第五电阻14、第一电容15、第一电流源16、第二电流源17、第一电压偏置端口18、第二电压偏置端口19和第一电源20,所述第一三极管5的基极、第一电阻10的一端和第一电容15的一端均与第一电感4的一端相连接,所述第一电容15的另一端、第五电阻14的一端和第三三极管7的发射极均与第一电阻10的另一端相连接,所述第二三极管6的发射极和第一电流源16的负端均与第一三极管5的集电极相连接,所述第二三极管6的基极与第一电压偏置端口18相连接,所述第二电阻11的一端和第三三极管7的基极均与第二三极管6的集电极相连接,所述第二电阻11的另一端与第二电流源17的负端相连接,所述第三电阻12的一端和第四三极管8的基极均与第三三极管7的集电极相连接,所述第四三极管8的集电极与第四电阻13的一端相连接,所述第五三极管9的集电极与第四三极管8的发射极相连接,所述第五三极管9的基极与第二电源偏置端口相连接,所述第一三极管5的发射极、第五电阻14的另一端和第五三极管9的发射极均接地,所述第二电流源17的正端、第三电阻12的另一端和第四电阻13的另一端均与第一电源20相连接。
所述第一相位分裂模块2包括第六三极管21、第三电压偏置端口22、第八三极管23、第一信号输入端口24、第七三极管25、第十三极管26、第十二三极管27、第九三极管28、第十三三极管29、第十一三极管30、第七电阻31、第十六三极管32、第八电阻33、第十七三极管34、第六电阻35、第十二电阻36、第二十三极管37、第二十一三极管38、第十四三极管39、第十三电阻40、第十五三极管41、第九电阻42、第十电阻43和第五电压偏置端口44,所述第六三极管21的基极与第三电压偏置端口22相连接,所述第八三极管23的基极与第一电信号输入端口相连接,所述第七三极管25的发射极和第八三极管23的发射极均与第六三极管21的集电极相连接,所述第十三极管26的发射极和第十二三极管27的基极均与第八三极管23的集电极相连接,所述第九三极管28发射极和第十三三极管29的基极均与第七三极管25的集电极相连接,所述第十二三极管27的发射极和第十三三级管的发射极均与第十一三极管30的集电极相连接,所述第七电阻31的一端和第十六三极管32的基极均与第十二三极管27的集电极相连接,所述第八电阻33的一端和第十七三极管34的基极均与第十三三极管29的集电极相连接,所述第五电阻14的一端和第十三极管26的基极均与第七电阻31的另一端相连接,所述第六电阻35的一端和第九三极管28的基极均与第八电阻33的另一端相连接,所述第十二电阻36的一端和第二十三极管37的基极均与第十六三极管32的发射极相连接,所述第十三电阻40的一端和第二十一三极管38的基极均与第十七三极管34的发射极相连接,所述第十二电阻36的另一端与第十四三极管39的集电极相连接,所述第十三电阻40的另一端与第十五三级管的集电极相连接,所述第九电阻42的一端与第十四三极管39的发射极相连接,所述第十电阻43的一端与第十五三极管41的发射极相连接,所述第十四三极管39的基极和第十五三极管41的基极均与第五电压偏置端口44相连接,所述第十三极管26的集电极、第九三极管28的集电极、第十六三极管32的集电极、第十七三极管34的集电极、第五电阻14的另一端和第六电阻35的另一端均与第一电源20相连接,所述第九电阻42的另一端、第十电阻43的另一端、第六三极管21的发射极和第十一三极管30的发射极均接地,所述第七三极管25的基极与第四三极管8的发射极相连接。
通过第一相位分裂模块2包括第六三极管21、第三电压偏置端口22、第八三极管23、第一信号输入端口24、第七三极管25、第十三极管26、第十二三极管27、第九三极管28、第十三三极管29、第十一三极管30、第七电阻31、第十六三极管32、第八电阻33、第十七三极管34、第六电阻35、第十二电阻36、第二十三极管37、第二十一三极管38、第十四三极管39、第十三电阻40、第十五三极管41、第九电阻42、第十电阻43和第五电压偏置端口44,所述第六三极管21的基极与第三电压偏置端口22相连接,所述第八三极管23的基极与第一电信号输入端口相连接,所述第七三极管25的发射极和第八三极管23的发射极均与第六三极管21的集电极相连接,所述第十三极管26的发射极和第十二三极管27的基极均与第八三极管23的集电极相连接,所述第九三极管28发射极和第十三三极管29的基极均与第七三极管25的集电极相连接,所述第十二三极管27的发射极和第十三三级管的发射极均与第十一三极管30的集电极相连接,所述第七电阻31的一端和第十六三极管32的基极均与第十二三极管27的集电极相连接,所述第八电阻33的一端和第十七三极管34的基极均与第十三三极管29的集电极相连接,所述第五电阻14的一端和第十三极管26的基极均与第七电阻31的另一端相连接,所述第六电阻35的一端和第九三极管28的基极均与第八电阻33的另一端相连接,所述第十二电阻36的一端和第二十三极管37的基极均与第十六三极管32的发射极相连接,所述第十三电阻40的一端和第二十一三极管38的基极均与第十七三极管34的发射极相连接,所述第十二电阻36的另一端与第十四三极管39的集电极相连接,所述第十三电阻40的另一端与第十五三级管的集电极相连接,所述第九电阻42的一端与第十四三极管39的发射极相连接,所述第十电阻43的一端与第十五三极管41的发射极相连接,所述第十四三极管39的基极和第十五三极管41的基极均与第五电压偏置端口44相连接,所述第十三极管26的集电极、第九三极管28的集电极、第十六三极管32的集电极、第十七三极管34的集电极、第五电阻14的另一端和第六电阻35的另一端均与第一电源20相连接,所述第九电阻42的另一端、第十电阻43的另一端、第六三极管21的发射极和第十一三极管30的发射极均接地,所述第七三极管25的基极与第四三极管8的发射极相连接,有利于大幅提高工作带宽和改善速率。
所述第一输出驱动模块3包括第十八三极管45、第十九三极管46、第十一电阻47、第二电容48、第二十二三极管49、第二十三三极管50、第十四电阻51、第十五电阻52、第七电压偏置端口53、第六电压偏置端口54、第十六电阻55、第十七电阻56、第一信号输出端口57和第二信号输出端口58,所述第二十三极管37的集电极与第十八三极管45的发射极相连接,所述第二十一三极管38的集电极与第十九三极管46的发射极相连接,所述第十一电阻47的一端、第二电容48的一端和第二十二三极管49的集电极均与第二十三极管37的发射极相连接,所述第十一电阻47的另一端、第二电容48的另一端和第二十三三极管50的集电极均与第二十一三极管38的发射极相连接,所述第二十二三极管49的发射极与第十四电阻51的一端相连接,所述二十三三极管的发射极与第十五电阻52的一端相连接,所述第二十二三极管49的基极和第二十三三极管50的基极均与第七电压偏置端口53相连接,所述第十八三极管45的基极和第十九三极管46的基极均与第六电压偏置端口54相连接,所述第十六电阻55和第一信号输出端口57均与第十八三极管45的集电极相连接,所述第十七电阻56的一端和第二信号输出端口58均与第十九三极管46的集电极相连接,所述第十六电阻55的另一端和第十七电阻56的另一端均与第一电源20相连接,所述第十四电阻51的另一端和第十五电阻52的另一端均接地。
通过第一输出驱动模块3包括第十八三极管45、第十九三极管46、第十一电阻47、第二电容48、第二十二三极管49、第二十三三极管50、第十四电阻51、第十五电阻52、第七电压偏置端口53、第六电压偏置端口54、第十六电阻55、第十七电阻56、第一信号输出端口57和第二信号输出端口58,所述第二十三极管37的集电极与第十八三极管45的发射极相连接,所述第二十一三极管38的集电极与第十九三极管46的发射极相连接,所述第十一电阻47的一端、第二电容48的一端和第二十二三极管49的集电极均与第二十三极管37的发射极相连接,所述第十一电阻47的另一端、第二电容48的另一端和第二十三三极管50的集电极均与第二十一三极管38的发射极相连接,所述第二十二三极管49的发射极与第十四电阻51的一端相连接,所述二十三三极管的发射极与第十五电阻52的一端相连接,所述第二十二三极管49的基极和第二十三三极管50的基极均与第七电压偏置端口53相连接,所述第十八三极管45的基极和第十九三极管46的基极均与第六电压偏置端口54相连接,所述第十六电阻55和第一信号输出端口57均与第十八三极管45的集电极相连接,所述第十七电阻56的一端和第二信号输出端口58均与第十九三极管46的集电极相连接,所述第十六电阻55的另一端和第十七电阻56的另一端均与第一电源20相连接,所述第十四电阻51的另一端和第十五电阻52的另一端均接地,有利于进一步提高带宽。
还包括第一输入端口59,所述第一输入端口59与第一电感4的另一端相连接。
通过还包括第一输入端口59,所述第一输入端口59与第一电感4的另一端相连接,有利于电路外接其他设备,提高电路结构的使用性能。
在现有技术中常用的高速第一跨阻放大器模块1需要搭配高速发光二极管,才能达到高传输速率的需求,但是高速发光二极管的生产成本高,出产合格率低,不利于降低ROSA的成本和提高套数;本技术方案中不仅采用低速发光二极管,降低了生产成本,大大提高了出产套数的问题。
本发明核心思路是利用公式第一跨阻放大器模块1搭配低速发光二极管的结构,虽然低速发光二极管的输入电容CD较大影响了整体信号的传输速率,但是公式中的运放增益A提高,减小跨阻RF或者利用提升带宽f的电路结构,依旧能使得传输速率满足性能要求。
第一跨阻放大器模块1的主体由第一三极管5、第二三极管6,第二电阻11,第一电流源16构成的共基共射结构,增益A的表达式为:A=-gmroβo,gm是第一三极管5的跨导,r0是第二三极管6的内阻,βo是第二三极管6的放大系数,第一三极管5的集电极通过第一电流源16注入一束电流,根据公式:注入电流IC越大,gm越大,因此第一跨阻放大器模块1的增益A也就越大,整体带宽得到提升,在第一跨阻放大器模块1的第一输入端口59放置一枚第一电感4起到串联峰化提升第一跨阻放大器模块1的带宽作用,省略推导,它的带宽将变成:合理的调整平坦电容CF的容值大小,既能消除第一电感4引入的频响尖峰,又能最大化第一跨阻放大器模块1带宽。
第一相位分裂模块2,采用Cherry-Hooper放大器的结构改善该级的速率,第七三极管25、第十三三极管29,第八电阻33,第九三极管28形成负反馈回路,因此第七三极管25的集电极产生了一个极低的输出阻抗和高频极值点,大大提高了该级的工作带宽。
在第一输出驱动模块3中,为了提高带宽,采用电容简并的输出结构即增加第十一电阻47和第二电容48在第二十三极管37的发射极和第二十一三极管38的发射极,使得两个三极管的退化,增加高频处的有效跨阻,补偿输出端的增益滚降,该级带宽为:
综上所述,本发明提供的一种能降低成本的高速TIA电路,通过设置第一跨阻放大器模块、第一相位分裂模块和第一输出驱动模块,第一跨阻放大器模块与第一相位分裂模块相连接,第一相位分裂模块与第一输出驱动模块相连接,在第一跨阻放大器模块内设有第一三极管、第二三极管、第二电阻和第一电流源,形成共基共射结构,第一跨阻放大器电路内还设有第一电感和第一电容,有利于提高带宽和降低成本。
以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换,或直接或间接运用在相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (4)
1.一种能降低成本的高速TIA电路,其特征在于,包括第一跨阻放大器模块、第一相位分裂模块和第一输出驱动模块,所述第一跨阻放大器模块与第一相位分裂模块相连接,所述第一相位分裂模块与第一输出驱动模块相连接,所述第一跨阻放大器模块内设有第一电感、第一三极管、第二三极管、第三三极管、第四三极管、第五三极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一电容、第一电流源、第二电流源、第一电压偏置端口、第二电压偏置端口和第一电源,所述第一三极管的基极、第一电阻的一端和第一电容的一端均与第一电感的一端相连接,所述第一电容的另一端、第五电阻的一端和第三三极管的发射极均与第一电阻的另一端相连接,所述第二三极管的发射极和第一电流源的负端均与第一三极管的集电极相连接,所述第二三极管的基极与第一电压偏置端口相连接,所述第二电阻的一端和第三三极管的基极均与第二三极管的集电极相连接,所述第二电阻的另一端与第二电流源的负端相连接,所述第三电阻的一端和第四三极管的基极均与第三三极管的集电极相连接,所述第四三极管的集电极与第四电阻的一端相连接,所述第五三极管的集电极与第四三极管的发射极相连接,所述第五三极管的基极与第二电源偏置端口相连接,所述第一三极管的发射极、第五电阻的另一端和第五三极管的发射极均接地,所述第二电流源的正端、第三电阻的另一端和第四电阻的另一端均与第一电源相连接。
2.根据权利要求1所述的能降低成本的高速TIA电路,其特征在于,所述第一相位分裂模块包括第六三极管、第三电压偏置端口、第八三极管、第一信号输入端口、第七三极管、第十三极管、第十二三极管、第九三极管、第十三三极管、第十一三极管、第七电阻、第十六三极管、第八电阻、第十七三极管、第六电阻、第十二电阻、第二十三极管、第二十一三极管、第十四三极管、第十三电阻、第十五三极管、第九电阻、第十电阻和第五电压偏置端口,所述第六三极管的基极与第三电压偏置端口相连接,所述第八三极管的基极与第一电信号输入端口相连接,所述第七三极管的发射极和第八三极管的发射极均与第六三极管的集电极相连接,所述第十三极管的发射极和第十二三极管的基极均与第八三极管的集电极相连接,所述第九三极管发射极和第十三三极管的基极均与第七三极管的集电极相连接,所述第十二三极管的发射极和第十三三级管的发射极均与第十一三极管的集电极相连接,所述第七电阻的一端和第十六三极管的基极均与第十二三极管的集电极相连接,所述第八电阻的一端和第十七三极管的基极均与第十三三极管的集电极相连接,所述第五电阻的一端和第十三极管的基极均与第七电阻的另一端相连接,所述第六电阻的一端和第九三极管的基极均与第八电阻的另一端相连接,所述第十二电阻的一端和第二十三极管的基极均与第十六三极管的发射极相连接,所述第十三电阻的一端和第二十一三极管的基极均与第十七三极管的发射极相连接,所述第十二电阻的另一端与第十四三极管的集电极相连接,所述第十三电阻的另一端与第十五三级管的集电极相连接,所述第九电阻的一端与第十四三极管的发射极相连接,所述第十电阻的一端与第十五三极管的发射极相连接,所述第十四三极管的基极和第十五三极管的基极均与第五电压偏置端口相连接,所述第十三极管的集电极、第九三极管的集电极、第十六三极管的集电极、第十七三极管的集电极、第五电阻的另一端和第六电阻的另一端均与第一电源相连接,所述第九电阻的另一端、第十电阻的另一端、第六三极管的发射极和第十一三极管的发射极均接地,所述第七三极管的基极与第四三极管的发射极相连接。
3.根据权利要求2所述的能降低成本的高速TIA电路,其特征在于,所述第一输出驱动模块包括第十八三极管、第十九三极管、第十一电阻、第二电容、第二十二三极管、第二十三三极管、第十四电阻、第十五电阻、第七电压偏置端口、第六电压偏置端口、第十六电阻、第十七电阻、第一信号输出端口和第二信号输出端口,所述第二十三极管的集电极与第十八三极管的发射极相连接,所述第二十一三极管的集电极与第十九三极管的发射极相连接,所述第十一电阻的一端、第二电容的一端和第二十二三极管的集电极均与第二十三极管的发射极相连接,所述第十一电阻的另一端、第二电容的另一端和第二十三三极管的集电极均与第二十一三极管的发射极相连接,所述第二十二三极管的发射极与第十四电阻的一端相连接,所述二十三三极管的发射极与第十五电阻的一端相连接,所述第二十二三极管的基极和第二十三三极管的基极均与第七电压偏置端口相连接,所述第十八三极管的基极和第十九三极管的基极均与第六电压偏置端口相连接,所述第十六电阻和第一信号输出端口均与第十八三极管的集电极相连接,所述第十七电阻的一端和第二信号输出端口均与第十九三极管的集电极相连接,所述第十六电阻的另一端和第十七电阻的另一端均与第一电源相连接,所述第十四电阻的另一端和第十五电阻的另一端均接地。
4.根据权利要求1所述的能降低成本的高速TIA电路,其特征在于,还包括第一输入端口,所述第一输入端口与第一电感的另一端相连接。
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Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20050052247A1 (en) * | 2003-09-05 | 2005-03-10 | Visocchi Pasqualino Michele | Triode region mosfet current source to bias a transimpedance amplifier |
CN102723916A (zh) * | 2012-06-26 | 2012-10-10 | 福建一丁芯光通信科技有限公司 | 具有频带扩展功能的高速相位分裂电路 |
US20170026011A1 (en) * | 2015-07-20 | 2017-01-26 | Mindspeed Technologies, Inc. | Transimpedance Amplifier with Bandwidth Extender |
CN107565920A (zh) * | 2017-08-21 | 2018-01-09 | 华中科技大学鄂州工业技术研究院 | 一种适用于可穿戴式ppg信号检测的跨阻放大器 |
CN111277232A (zh) * | 2020-03-06 | 2020-06-12 | 东南大学 | 一种基于改进型tia的超宽带放大器单元电路 |
CN112039452A (zh) * | 2020-09-07 | 2020-12-04 | 电子科技大学 | 一种宽带跨阻放大器 |
CN214959455U (zh) * | 2021-06-18 | 2021-11-30 | 厦门亿芯源半导体科技有限公司 | 一种降低高速tia开销的电路 |
-
2021
- 2021-06-18 CN CN202110683017.1A patent/CN113381707B/zh active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20050052247A1 (en) * | 2003-09-05 | 2005-03-10 | Visocchi Pasqualino Michele | Triode region mosfet current source to bias a transimpedance amplifier |
CN102723916A (zh) * | 2012-06-26 | 2012-10-10 | 福建一丁芯光通信科技有限公司 | 具有频带扩展功能的高速相位分裂电路 |
US20170026011A1 (en) * | 2015-07-20 | 2017-01-26 | Mindspeed Technologies, Inc. | Transimpedance Amplifier with Bandwidth Extender |
CN107565920A (zh) * | 2017-08-21 | 2018-01-09 | 华中科技大学鄂州工业技术研究院 | 一种适用于可穿戴式ppg信号检测的跨阻放大器 |
CN111277232A (zh) * | 2020-03-06 | 2020-06-12 | 东南大学 | 一种基于改进型tia的超宽带放大器单元电路 |
CN112039452A (zh) * | 2020-09-07 | 2020-12-04 | 电子科技大学 | 一种宽带跨阻放大器 |
CN214959455U (zh) * | 2021-06-18 | 2021-11-30 | 厦门亿芯源半导体科技有限公司 | 一种降低高速tia开销的电路 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
谢勇 等: "MEMS谐振器中高增益跨阻放大器设计" * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN113381707B (zh) | 2023-06-16 |
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