高動態(tài)范圍突發(fā)模式跨阻放大器的制造方法
【專利摘要】高動態(tài)范圍突發(fā)模式跨阻放大器。涉及四種具有高動態(tài)范圍的突發(fā)模式的跨阻放大器。為了解決現(xiàn)有的跨阻放大器存在低頻截至頻率和動態(tài)范圍較小、靈敏度低的問題。本發(fā)明所述的四號三極管的集電極與無源光網(wǎng)絡(luò)局端接收機(jī)的電源相連；四號三極管的發(fā)射極依次連接四號電阻、一號三極管的集電極；二號三極管的發(fā)射極同時與六號電阻和二號電阻相連；二號電阻同時與一號電流源的正極和三號電阻相連；三號三極管的基極和集電極同時與一號三極管的基極相連；三號三極管的發(fā)射極與三號電阻相連，二號電阻同時與一號電流源的正極和三號電阻相連。有益效果為不存在低頻截至頻率，具有足夠的相位裕度，響應(yīng)速度快，靈敏性較高。適用于無源光網(wǎng)絡(luò)局端接收機(jī)。
【專利說明】
高動態(tài)范圍突發(fā)模式跨阻放大器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及四種具有高動態(tài)范圍的突發(fā)模式的跨阻放大器。
【背景技術(shù)】
[0002]在無源光網(wǎng)絡(luò)PON的應(yīng)用中，局端接收機(jī)OLT需要分時接收用戶端信號，由于各用戶端和局端的距離差異，導(dǎo)致局端接收到的信號幅度在不同時間段有較大差異，這就要求局端接收機(jī)工作在突發(fā)模式;并且為了提高傳輸效率，突發(fā)穩(wěn)定時間在各種協(xié)議中都受到嚴(yán)格限制。突發(fā)模式跨阻放大器Burst mode TIA為PON OLT的一個重要組成部分，它的設(shè)計需要在噪聲、帶寬、增益、靈敏度、動態(tài)范圍和響應(yīng)時間等參數(shù)之間進(jìn)行權(quán)衡，對設(shè)計師提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。
[0003]如圖1所示，常用的跨阻放大器由三極管&、三極管02、電阻R1、電阻Rf、電壓源Vdci和電流源Idq組成。電阻辦的一端與PON OLT的電源端相連；電阻R1的另一端同時與三極管&的集電極、三極管Q2的基極光電和電壓輸出端VOUT相連;二極管為外接光電二極管，它把光信號轉(zhuǎn)換為電流信號，光電二極管的陰極與光電二極管陰極電壓輸入端子相連;光電二極管的陽極同時與三極管&的基極和電阻Rf的一端相連;三極管Q2的集電極與PON OLT的電源端相連;三極管Q2的發(fā)射極同時與電阻Rf的另一端和電流源Idq的正極相連；電流源Idq的負(fù)極與PON OLT的接地端相連;三極管Q1的發(fā)射極與電壓源Vdci的正極相連；電壓源Vdci的負(fù)極與PON OLT的接地端相連;三極管Q2的發(fā)射極與電阻Rf的另一端、電流源Idq的正極相交的節(jié)點為VS1。該跨阻放大器的電流信號將全部流過反饋到電阻Rf上，并在節(jié)點VS1和電壓輸出端VOUT產(chǎn)生電壓信號;所以電流信號越大，節(jié)點VS1的電壓越低，當(dāng)節(jié)點VS1的電壓過低的時候會造成電流源Idq飽和，進(jìn)而導(dǎo)致該跨阻放大器的動態(tài)范圍較小。
[0004]現(xiàn)有的技術(shù)為了增大常用跨阻放大器的動態(tài)范圍，采用直流恢復(fù)的方法，如圖2所示，通過運放AMP1、電阻Ro、電容Co和三極管&提取輸入電流的直流分量;在常用的跨阻放大器的基礎(chǔ)上，運放AMP1的正極輸入端同時與光電二極管的陽極、電阻Rf的一端、三極管&的基極和三極管Q3的集電極相連;運放AMP1的負(fù)極輸入端連接在節(jié)點￥5!與三極管&的發(fā)射極之間；運放AMPi的輸出端與電阻Rq的一端相連；電阻Ro的另一端同時與電容Co的一端和三極管Q3的基極相連；電容Co的另一端與PON OLT的接地端相連;三極管Q3的發(fā)射極與PON OLT的接地端相連。該帶直流恢復(fù)的跨阻放大器存在低頻截至頻率如圖3所示，所以信號碼型中的連碼數(shù)不能超過一定值，而且由于Ro和Co組成的低通網(wǎng)絡(luò)存在一定的充放電時間，導(dǎo)致該帶直流恢復(fù)的跨阻放大器的靈敏度不夠。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有的跨阻放大器存在低頻截至頻率和動態(tài)范圍較小、靈敏度低的問題，提出四種高動態(tài)范圍突發(fā)模式跨阻放大器。
[0006]本發(fā)明提供的第一種高動態(tài)范圍突發(fā)模式跨阻放大器，它包括一號三極管、二號三極管、一號電阻、六號電阻、光電二極管、光電二極管陰極電壓輸入端子、電壓源和一號電流源;一號電阻的一端與無源光網(wǎng)絡(luò)局端接收機(jī)的電源端相連;一號電阻的另一端同時與一號三極管的集電極和二號三極管的基極連接，連接點作為電壓輸出端;光電二極管的陰極與光電二極管陰極電壓輸入端子相連;光電二極管的陽極同時與一號三極管的基極和六號電阻的一端相連;二號三極管的集電極與無源光網(wǎng)絡(luò)局端接收機(jī)的電源端相連;一號電流源的負(fù)極與無源光網(wǎng)絡(luò)局端接收機(jī)的接地端相連;一號三極管的發(fā)射極與電壓源的正極相連;電壓源的負(fù)極與無源光網(wǎng)絡(luò)局端接收機(jī)的接地端相連；
[0007]它還包括環(huán)路相位裕度補償電路和動態(tài)自動增益控制電路；
[0008]所述環(huán)路相位裕度補償電路包括四號三極管和四號電阻；
[0009]四號三極管的基極為二號節(jié)點，二號節(jié)點的電壓用于保證環(huán)路相位裕度補償電路工作時處于穩(wěn)定狀態(tài)；四號三極管的集電極與無源光網(wǎng)絡(luò)局端接收機(jī)的電源端相連；四號三極管的發(fā)射極與四號電阻的一端相連;四號電阻的另一端與一號三極管的集電極相連；
[0010]所述動態(tài)自動增益控制電路包括三號三極管、二號電阻和三號電阻；
[0011]二號三極管的發(fā)射極同時與六號電阻的另一端和二號電阻的一端連接，連接節(jié)點作為一號節(jié)點;二號電阻的另一端同時與一號電流源的正極和三號電阻的一端相連；
[0012]三號三極管的基極和集電極同時與一號三極管的基極相連;三號三極管的發(fā)射極與三號電阻的另一端相連。
[0013]本發(fā)明還提供了第二種高動態(tài)范圍突發(fā)模式跨阻放大器，第二種高動態(tài)范圍突發(fā)模式跨阻放大器是在第一種高動態(tài)范圍突發(fā)模式跨阻放大器的基礎(chǔ)上，采用一號MOS管代替四號三極管;采用二號MOS管代替三號三極管；
[0014]一號MOS管的柵極為二號節(jié)點，一號MOS管的源極與無源光網(wǎng)絡(luò)局端接收機(jī)的電源端相連;一號MO S管的漏極與四號電阻的一端相連；
[0015]二號MOS管的柵極和源極同時與一號三極管的基極相連;二號MOS管的漏極與三號電阻的另一端相連。
[0016]本發(fā)明還提供了第三種高動態(tài)范圍突發(fā)模式跨阻放大器，它包括一號三極管、二號三極管、一號電阻、六號電阻、光電二極管、光電二極管陰極電壓輸入端子和電壓源;一號電阻的一端與無源光網(wǎng)絡(luò)局端接收機(jī)的電源端相連;一號電阻的另一端同時與一號三極管的集電極和二號三極管的基極連接，連接點作為電壓輸出端;光電二極管的陰極與光電二極管陰極電壓輸入端子相連;光電二極管的陽極同時與一號三極管的基極和六號電阻的一端相連;二號三極管的集電極與無源光網(wǎng)絡(luò)局端接收機(jī)的電源端相連;一號三極管的發(fā)射極與電壓源的正極相連;電壓源的負(fù)極與無源光網(wǎng)絡(luò)局端接收機(jī)的接地端相連；
[0017]它還包括環(huán)路相位裕度補償電路、動態(tài)自動增益控制電路和偏置電路；
[0018]所述環(huán)路相位裕度補償電路包括四號三極管和四號電阻；
[0019]所述動態(tài)自動增益控制電路包括三號三極管、二號電阻和三號電阻；
[°02°]所述偏置電路包括五號三極管、六號三極管、七號三極管、八號三極管、九號三極管、十號三極管、^ 號三極管、十二號三極管、一號電流源和五號電阻；
[0021]四號三極管的基極為二號節(jié)點，二號節(jié)點的電壓用于保證環(huán)路相位裕度補償電路工作時處于穩(wěn)定狀態(tài)；四號三極管的集電極與無源光網(wǎng)絡(luò)局端接收機(jī)的電源端相連；四號三極管的發(fā)射極與四號電阻的一端相連;四號電阻的另一端與一號三極管的集電極相連；
[0022]二號三極管的發(fā)射極同時與六號電阻的另一端和二號電阻的一端連接，連接節(jié)點作為一號節(jié)點；
[0023]三號三極管的基極和集電極同時與一號三極管的基極相連;三號三極管的發(fā)射極與三號電阻的一端相連;三號電阻的另一端與二號電阻的另一端連接；
[0024]五號三極管的集電極與三號電阻和二號電阻的公共端相連;五號三極管的發(fā)射極與無源光網(wǎng)絡(luò)局端接收機(jī)的接地端相連；
[0025]—號電流源的正極與無源光網(wǎng)絡(luò)局端接收機(jī)的電源端相連;一號電流源的負(fù)極同時與五號三極管的基極、六號三極管的基極、七號三極管的基極和七號三極管的集電極相連；
[0026]六號三極管的發(fā)射極和七號三極管的發(fā)射極均與無源光網(wǎng)絡(luò)局端接收機(jī)的接地端相連;六號三極管的集電極同時與八號三極管的集電極、八號三極管的基極和九號三極管的基極相連；
[0027]八號三極管的發(fā)射極和九號三極管的發(fā)射極均與無源光網(wǎng)絡(luò)局端接收機(jī)的電源端相連；
[0028]九號三極管的集電極同時與二號節(jié)點和五號電阻的一端相連；
[0029]五號電阻的另一端同時連接十二號三極管的基極和十二號三極管的集電極相連；
[0030]十二號三極管的發(fā)射極同時與^號三極管的基極和^ 號三極管的集電極相連；
[0031 ] -|號三極管的發(fā)射極同時與十號三極管的基極和十號三極管的集電極相連；
[0032]十號三極管的發(fā)射極與無源光網(wǎng)絡(luò)局端接收機(jī)的接地端相連。
[0033]本發(fā)明還提供了第四種高動態(tài)范圍突發(fā)模式跨阻放大器，第四種高動態(tài)范圍突發(fā)模式跨阻放大器是在第三種高動態(tài)范圍突發(fā)模式跨阻放大器的基礎(chǔ)上，采用二號電流源和十三號三極管代替電壓源；
[0034]二號電流源的正極與無源光網(wǎng)絡(luò)局端接收機(jī)的電源端相連；
[0035]二號電流源的負(fù)極同時與十三號三極管基極和十三號三極管的集電極相連；
[0036]十三號三極管的集電極與一號三極管的發(fā)射極相連；
[0037]十三號三極管的發(fā)射極與無源光網(wǎng)絡(luò)局端接收機(jī)的接地端相連；
[0038]所述十三號三極管為NPN型三極管。
[0039]本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明提供的四種高動態(tài)范圍突發(fā)模式跨阻放大器中動態(tài)自動增益控制電路都保證了該跨阻放大器的小信號增益，不存在低頻截至頻率;增大了該跨阻放大器的過載電流，實現(xiàn)了該跨阻放大器的高動態(tài)范圍，環(huán)路相位裕度補償電路實現(xiàn)了對動態(tài)自動增益控制電路進(jìn)行環(huán)路補償，保持了該跨阻放大器足夠的相位裕度;并且該跨阻放大器不需要直流恢復(fù)電路，所以具有非?？斓捻憫?yīng)速度，靈敏性較高;第三種高動態(tài)范圍突發(fā)模式跨阻放大器的偏置電路能夠保證在不同工藝下，對環(huán)路相位裕度補償電路進(jìn)行偏置。
[0040]本發(fā)明適用于無源光網(wǎng)絡(luò)局端接收機(jī)。
【附圖說明】
[0041]圖1為【背景技術(shù)】中常用的跨阻放大器的電路連接示意圖；
[0042]圖2為【背景技術(shù)】中采用直流恢復(fù)電路的跨常用跨阻放大器的電路連接示意圖；
[0043]圖3為【背景技術(shù)】中采用直流恢復(fù)電路的跨阻放大器的幅頻特性示意圖；
[0044]圖4為【具體實施方式】一所述的高動態(tài)范圍突發(fā)模式跨阻放大器連接示意圖；
[0045]圖5為【具體實施方式】三所述的高動態(tài)范圍突發(fā)模式跨阻放大器連接示意圖；
[0046]圖6為【具體實施方式】五所述的高動態(tài)范圍突發(fā)模式跨阻放大器連接示意圖；
[0047]圖7為【具體實施方式】七所述的高動態(tài)范圍突發(fā)模式跨阻放大器連接示意圖；
[0048]圖8為【具體實施方式】一所述的高動態(tài)范圍突發(fā)模式跨阻放大器幅頻特性示意圖；
[0049]圖9為【具體實施方式】一所述的高動態(tài)范圍突發(fā)模式跨阻放大器的輸出電壓和跨阻隨輸入電流變化的曲線；
[0050]圖10為【具體實施方式】五所述的高動態(tài)范圍突發(fā)模式跨阻放大器在25°C時的環(huán)路相位裕度隨輸入電流變化的曲線圖；
[0051]圖11為【具體實施方式】五所述的高動態(tài)范圍突發(fā)模式跨阻放大器在110°C時的環(huán)路相位裕度隨輸入電流變化的曲線圖。
【具體實施方式】
[0052]【具體實施方式】一:結(jié)合圖4、圖8和圖9說明本實施方式，本實施方式所述的高動態(tài)范圍突發(fā)模式跨阻放大器，在本實施方式中，它包括一號三極管Q1、二號三極管Q2、一號電阻R1、六號電阻R6、光電二極管3、光電二極管陰極電壓輸入端子4、電壓源Vdci和一號電流源Idci ; —號電阻Ri的一端與無源光網(wǎng)絡(luò)局端接收機(jī)的電源端VDD相連;一號電阻Ri的另一端同時與一號三極管Qi的集電極和二號三極管Q2的基極連接，連接點作為電壓輸出端V0UT;光電二極管3的陰極與光電二極管陰極電壓輸入端子4相連;光電二極管3的陽極同時與一號三極管Q1的基極和六號電阻R6的一端相連;二號三極管Q2的集電極與無源光網(wǎng)絡(luò)局端接收機(jī)的電源端VDD相連;一號電流源Idq的負(fù)極與無源光網(wǎng)絡(luò)局端接收機(jī)的接地端GND相連;一號三極管Q1的發(fā)射極與電壓源Vdq的正極相連;電壓源Vdq的負(fù)極與無源光網(wǎng)絡(luò)局端接收機(jī)的接地端GND相連；
[0053]它還包括環(huán)路相位裕度補償電路I和動態(tài)自動增益控制電路2;
[0054]所述環(huán)路相位裕度補償電路I包括四號三極管Q4和四號電阻R4;環(huán)路相位裕度補償電路I用于實現(xiàn)對動態(tài)自動增益控制電路2進(jìn)行環(huán)路補償；
[0055]四號三極管Q4的基極為二號節(jié)點VB1，二號節(jié)點電壓用于保證環(huán)路相位裕度補償電路I工作時處于穩(wěn)定狀態(tài)；四號三極管Q4的集電極與無源光網(wǎng)絡(luò)局端接收機(jī)的電源端VDD相連；四號三極管Q4的發(fā)射極與四號電阻R4的一端相連；四號電阻R4的另一端與一號三極管Qi的集電極相連；
[0056]所述動態(tài)自動增益控制電路2包括三號三極管Q3、二號電阻心和三號電阻R3;動態(tài)自動增益控制電路2用于實現(xiàn)該跨阻放大器的高動態(tài)范圍；
[0057]二號三極管Q2的發(fā)射極同時與六號電阻R6的另一端和二號電阻R2的一端連接，連接點作為一號節(jié)點VSi; 二號電阻R2的另一端同時與一號電流源Idci的正極和三號電阻R3的一端相連;二號電阻R2用于調(diào)整動態(tài)自動增益控制電路2的開啟電流；
[0058]三號三極管Q3的基極和集電極同時與一號三極管Q1的基極相連;三號三極管Q3的發(fā)射極與三號電阻R3的另一端相連。
[0059]本實施方式所述的一種高動態(tài)范圍突發(fā)模式跨阻放大器，設(shè)置二號電阻他兩端電壓小于三號三極管Q3的開啟電壓VTH，則在輸入電流為零時，由于六號電阻R6兩端電壓為零，三號三極管Q3的導(dǎo)通電壓Vbe等于二號電阻R2兩端電壓，三號三極管Q3和三號電阻R3沒有電流流過，當(dāng)輸入電流從零開始增大時，六號電阻R6兩端電壓增大，當(dāng)六號電阻R6兩端電壓與二號電阻R2兩端電壓之和超過三號三極管Q3的開啟電壓Vth時，由三號三極管Q3和三號電阻R3組成的動態(tài)跨阻單元開始工作，等效跨阻減小。
[0060]由于環(huán)路相位裕度補償電路I使用了與動態(tài)自動增益控制電路2相同類型的器件，并且工作后環(huán)路相位裕度補償電路I和動態(tài)自動增益控制電路2有相似的阻抗特性，所以能夠保證該跨阻放大器在寬動態(tài)范圍都能有較好的相位裕度。
[0061 ]根據(jù)對該跨阻放大器進(jìn)行幅頻特性仿真，如圖8所示，能夠確定該跨阻放大器不存在低頻截至頻率；
[0062]根據(jù)對該跨阻放大器進(jìn)行輸出電壓和跨阻隨輸入電流變化仿真，如圖9所示，能夠確定初始跨阻被設(shè)置在850 Ω，輸入電流增大至300μΑ時，環(huán)路相位裕度補償電路I和動態(tài)自動增益控制電路2開始工作，流過三號三極管Q3和四號三極管Q4的電流開始增加，跨阻阻值開始下降，當(dāng)輸入電流增大至ImA時，流過三號三極管Q3和四號三極管Q4的電流等效的阻抗與三號電阻R3和四號電阻R4的阻值相比被忽略，此時跨阻不在下降，此時跨阻的阻值為二號電阻R2和三號電阻R3的和。
[0063]【具體實施方式】二:本實施方式是對【具體實施方式】一所述的高動態(tài)范圍突發(fā)模式跨阻放大器進(jìn)一步解釋說明，在本實施方式中，所述一號三極管Q1、二號三極管Q2、三號三極管Q3和四號三極管Q4均為NPN型三極管。
[0064]【具體實施方式】三:結(jié)合圖5說明本實施方式，本實施方式是在【具體實施方式】一所述的高動態(tài)范圍突發(fā)模式跨阻放大器基礎(chǔ)上進(jìn)行替換，在本實施方式中，采用一號MOS管施代替四號三極管Q4;采用二號MOS管跑代替三號三極管Q3;
[0065]一號皿)5管施的柵極為二號節(jié)點VB1，一號皿)5管見的源極與無源光網(wǎng)絡(luò)局端接收機(jī)的電源端VDD相連;一號MOS管Mi的漏極與四號電阻R4的一端相連；
[ΟΟ??] 二號MOS管M2的柵極和源極同時與一號三極管Qi的基極相連;二號MOS管M2的漏極與三號電阻R3的另一端相連。
[0067]只要保證環(huán)路相位裕度補償電路I和動態(tài)自動增益控制電路2有相似的阻抗特性，該跨阻放大器便能夠正常工作。
[0068]【具體實施方式】四:本實施方式是對【具體實施方式】三所述的高動態(tài)范圍突發(fā)模式跨阻放大器進(jìn)一步限定，在本實施方式中，所述一號祖)5管施和二號皿^管跑均為N型MOS管。
[0069]【具體實施方式】五:結(jié)合圖6、圖10和圖11說明本實施方式，本實施方式所述的高動態(tài)范圍突發(fā)模式跨阻放大器，它包括一號三極管Q1、二號三極管Q2、一號電阻R1、六號電阻R6、光電二極管3、光電二極管陰極電壓輸入端子4和電壓源Vdci; —號電阻Ri的一端與無源光網(wǎng)絡(luò)局端接收機(jī)的電源端VDD相連;一號電阻Ri的另一端同時與一號三極管Qi的集電極和二號三極管Q2的基極連接，連接點作為電壓輸出端V0UT;光電二極管3的陰極與光電二極管陰極電壓輸入端子4相連;光電二極管3的陽極同時與一號三極管Qi的基極和六號電阻R6的一端相連;二號三極管Q2的集電極與無源光網(wǎng)絡(luò)局端接收機(jī)的電源端VDD相連;一號三極管Q1的發(fā)射極與電壓源Vdc1的正極相連；電壓源Vdci的負(fù)極與無源光網(wǎng)絡(luò)局端接收機(jī)的接地端GND相連;
[0070]它還包括環(huán)路相位裕度補償電路1、動態(tài)自動增益控制電路2和偏置電路5;
[0071]所述環(huán)路相位裕度補償電路I包括四號三極管Q4和四號電阻R4;
[0072]所述動態(tài)自動增益控制電路2包括三號三極管Q3、二號電阻此和三號電阻R3;
[0073]所述偏置電路5包括五號三極管Q5、六號三極管Q6、七號三極管Q7、八號三極管Qs、九號三極管Q9、十號三極管Q1、^ 號三極管Qn、十二號三極管Qi2、一號電流源Idci和五號電阻R5;
[0074]四號三極管Q4的基極為二號節(jié)點VB1，二號節(jié)點電壓用于保證環(huán)路相位裕度補償電路I工作時處于穩(wěn)定狀態(tài)；四號三極管Q4的集電極與無源光網(wǎng)絡(luò)局端接收機(jī)的電源端VDD相連；四號三極管Q4的發(fā)射極與四號電阻R4的一端相連；四號電阻R4的另一端與一號三極管Qi的集電極相連；
[0075]二號三極管Q2的發(fā)射極同時與六號電阻R6的另一端和二號電阻R2的一端連接，連接節(jié)點作為一號節(jié)點VS1;
[0076]三號三極管Q3的基極和集電極同時與一號三極管Q1的基極相連;三號三極管Q3的發(fā)射極與三號電阻R3的一端相連;三號電阻R3的另一端與二號電阻R2的另一端連接；
[0077]五號三極管Qs的集電極與三號電阻R3和二號電阻R2的公共端相連;五號三極管Q5的發(fā)射極與無源光網(wǎng)絡(luò)局端接收機(jī)的接地端GND相連；
[0078]一號電流源Idci的正極與無源光網(wǎng)絡(luò)局端接收機(jī)的電源端VDD相連；一號電流源Idci的負(fù)極同時與五號三極管Qs的基極、六號三極管Q6的基極、七號三極管Q7的基極和七號三極管Q7的集電極相連；
[0079]六號三極管Q6的發(fā)射極和七號三極管Q7的發(fā)射極均與無源光網(wǎng)絡(luò)局端接收機(jī)的接地端GND相連;六號三極管Q6的集電極同時與八號三極管Q8的集電極、八號三極管Q8的基極和九號三極管Q9的基極相連；
[0080]八號三極管Q8的發(fā)射極和九號三極管Q9的發(fā)射極均與無源光網(wǎng)絡(luò)局端接收機(jī)的電源端VDD相連；
[0081 ] 九號三極管Qg的集電極同時與二號節(jié)點VBi和五號電阻R5的一端相連；
[0082]五號電阻R5的另一端同時連接十二號三極管Ql2的基極和十二號三極管Ql2的集電極相連；
[0083]十二號三極管Ql2的發(fā)射極同時與^號三極管Qii的基極和^ 號三極管Qii的集電極相連；
[0084]-|號三極管Qii的發(fā)射極同時與十號三極管Q1的基極和十號三極管Q1的集電極相連；
[0085]十號三極管Qiq的發(fā)射極與無源光網(wǎng)絡(luò)局端接收機(jī)的接地端GND相連。
[0086]在偏置電路5中，由五號三極管Q5、六號三極管Q6、七號三極管Q7、八號三極管Qs和九號三極管Q9組成的電流鏡同時為二號三極管Q2、二號電阻R2和五號電阻R5提供偏置電流，通過調(diào)整各電流鏡的比值以及二號電阻R2和五號電阻R5的阻值，使得二號電阻R2和五號電阻抱兩端的電壓相等，并令此電壓值為VSET，當(dāng)輸入電流為零時，三號三極管Q3和四號三極管Q4的導(dǎo)通電壓Vbe等于Vset，由于在輸入電流增加時，一號三極管Qi的發(fā)射極電壓發(fā)生變化，所以三號三極管Q3和四號三極管Q4在同一輸入電流時打開；由于偏置電路5僅依靠一號電流源Idq進(jìn)行偏置，所以能夠?qū)崿F(xiàn)二號節(jié)點VB1的電壓根據(jù)不同的溫度進(jìn)行動態(tài)調(diào)整；
[0087]根據(jù)對該跨阻放大器在25°C時的環(huán)路相位裕度隨輸入電流變化仿真，如圖10所示，能夠確定出輸入電流在6μΑ-2πιΑ的工作范圍內(nèi)，相位裕度保持在50度以上。
[0088]根據(jù)對該跨阻放大器在IlOtC時的環(huán)路相位裕度隨輸入電流變化仿真，如圖11所示，能夠確定出輸入電流在6μΑ-2πιΑ的工作范圍內(nèi)，相位裕度保持在50度以上。
[0089]因此，本實施方式所述的一種高動態(tài)范圍突發(fā)模式跨阻放大器能夠不受溫度變化的影響，保證在不同工藝下該跨阻放大器都能夠正常工作。
[0090]【具體實施方式】六:本實施方式是對【具體實施方式】五所述的高動態(tài)范圍突發(fā)模式跨阻放大器進(jìn)一步限定，在本實施方式中，所述五號三極管Q5、六號三極管Q6、七號三極管Q7、十號三極管QiQ^一號三極管Qn和十二號三極管Qi2均為NPN型三極管；
[0091 ]所述八號三極管Q8和九號三極管Q9均為PNP型三極管。
[0092]【具體實施方式】七:結(jié)合圖7說明本實施方式，本實施方式是在【具體實施方式】五所述的高動態(tài)范圍突發(fā)模式跨阻放大器的基礎(chǔ)上進(jìn)行替換，在本實施方式中，采用二號電流源Idc2和十三號三極管Qi3代替電壓源Vdci ;
[0093]二號電流源Idc2的正極與無源光網(wǎng)絡(luò)局端接收機(jī)的電源端VDD相連；二號電流源IDC2用于減小輸入阻抗；
[0094]二號電流源Idc2的負(fù)極同時與十三號三極管Q13基極和十三號三極管Q13的集電極相連；
[0095]十三號三極管Qi3的集電極與一號三極管Qi的發(fā)射極相連；
[0096]十三號三極管Q13的發(fā)射極與無源光網(wǎng)絡(luò)局端接收機(jī)的接地端GND相連；
[0097]所述十三號三極管Q13為NPN型三極管。
【主權(quán)項】
1.高動態(tài)范圍突發(fā)模式跨阻放大器，它包括一號三極管(Qi)、二號三極管(Q2)、一號電阻(Ri)、六號電阻(R6)、光電二極管(3)、光電二極管陰極電壓輸入端子(4)、電壓源(Vdci)和一號電流源(ID c I); —號電阻(RI)的一端與無源光網(wǎng)絡(luò)局端接收機(jī)的電源端(V D D)相連;一號電阻(Ri)的另一端同時與一號三極管(Qi)的集電極和二號三極管(Q2)的基極連接，連接點作為電壓輸出端(VOUT);光電二極管(3)的陰極與光電二極管陰極電壓輸入端子(4)相連;光電二極管(3)的陽極同時與一號三極管(Qi)的基極和六號電阻(R6)的一端相連;二號三極管(Q2)的集電極與無源光網(wǎng)絡(luò)局端接收機(jī)的電源端(VDD)相連;一號電流源(Idq)的負(fù)極與無源光網(wǎng)絡(luò)局端接收機(jī)的接地端(GND)相連;一號三極管(Q1)的發(fā)射極與電壓源(Vdci)的正極相連;電壓源(Vdq)的負(fù)極與無源光網(wǎng)絡(luò)局端接收機(jī)的接地端(GND)相連； 其特征在于，它還包括環(huán)路相位裕度補償電路(I)和動態(tài)自動增益控制電路(2); 所述環(huán)路相位裕度補償電路(I)包括四號三極管(Q4)和四號電阻(R4); 四號三極管(Q4)的基極為二號節(jié)點(VB1),二號節(jié)點(VB1)的電壓用于保證環(huán)路相位裕度補償電路(I)工作時處于穩(wěn)定狀態(tài)；四號三極管(Q4)的集電極與無源光網(wǎng)絡(luò)局端接收機(jī)的電源端(VDD)相連；四號三極管(Q4)的發(fā)射極與四號電阻(R4)的一端相連；四號電阻(R4)的另一端與一號三極管(Qi)的集電極相連； 所述動態(tài)自動增益控制電路(2)包括三號三極管(Q3)、二號電阻(R2)和三號電阻(R3); 二號三極管(Q2)的發(fā)射極同時與六號電阻(R6)的另一端和二號電阻(R2)的一端連接，連接節(jié)點作為一號節(jié)點(VS1); 二號電阻(R2)的另一端同時與一號電流源(Idci)的正極和三號電阻(R3 )的一端相連； 三號三極管(Q3)的基極和集電極同時與一號三極管(Q1)的基極相連;三號三極管(Q3)的發(fā)射極與三號電阻(R3 )的另一端相連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高動態(tài)范圍突發(fā)模式跨阻放大器，其特征在于，所述一號三極管(Q1)、二號三極管(Q2)、三號三極管(Q3)和四號三極管(Q4)均為NPN型三極管。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高動態(tài)范圍突發(fā)模式跨阻放大器，其特征在于，采用一號MOS管(M1)代替四號三極管(Q4);采用二號MOS管(M2)代替三號三極管(Q3); 一號MOS管(M1)的柵極為二號節(jié)點(VB1)，一號MOS管(M1)的源極與無源光網(wǎng)絡(luò)局端接收機(jī)的電源端(VDD)相連;一號MOS管(Mi)的漏極與四號電阻(R4)的一端相連； 二號MOS管(M2)的柵極和源極同時與一號三極管(Qi)的基極相連;二號MOS管(M2)的漏極與三號電阻(R3)的另一端相連。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高動態(tài)范圍突發(fā)模式跨阻放大器，其特征在于，所述一號MOS管(M1)和二號MOS管(M2)均為N型MOS管。5.高動態(tài)范圍突發(fā)模式跨阻放大器，它包括一號三極管(Qi)、二號三極管(Q2)、一號電阻(Ri)、六號電阻(R6)、光電二極管(3)、光電二極管陰極電壓輸入端子(4)和電壓源(Vdci)；一號電阻(R1)的一端與無源光網(wǎng)絡(luò)局端接收機(jī)的電源端(VDD)相連;一號電阻(R1)的另一端同時與一號三極管(Qi)的集電極和二號三極管(Q2)的基極連接，連接點作為電壓輸出端(VOUT);光電二極管(3)的陰極與光電二極管陰極電壓輸入端子(4)相連;光電二極管(3)的陽極同時與一號三極管(Qi)的基極和六號電阻(R6)的一端相連;二號三極管(Q2 )的集電極與無源光網(wǎng)絡(luò)局端接收機(jī)的電源端(VDD)相連;一號三極管(Q1)的發(fā)射極與電壓源(Vdq)的正極相連;電壓源(Vdq)的負(fù)極與無源光網(wǎng)絡(luò)局端接收機(jī)的接地端(GND)相連； 其特征在于，它還包括環(huán)路相位裕度補償電路(I)、動態(tài)自動增益控制電路(2)和偏置電路(5)； 所述環(huán)路相位裕度補償電路(I)包括四號三極管(Q4)和四號電阻(R4); 所述動態(tài)自動增益控制電路(2)包括三號三極管(Q3)、二號電阻(R2)和三號電阻(R3); 所述偏置電路(5)包括五號三極管(Q5)、六號三極管(Q6)、七號三極管(Q7)、八號三極管(Qe)、九號三極管(Q9)、十號三極管(Q1)號三極管(Qii)、十二號三極管(Q12)、一號電流源(Idci)和五號電阻(R5)； 四號三極管(Q4)的基極為二號節(jié)點(VB1),二號節(jié)點(VB1)的電壓用于保證環(huán)路相位裕度補償電路(I)工作時處于穩(wěn)定狀態(tài)；四號三極管(Q4)的集電極與無源光網(wǎng)絡(luò)局端接收機(jī)的電源端(VDD)相連；四號三極管(Q4)的發(fā)射極與四號電阻(R4)的一端相連；四號電阻(R4)的另一端與一號三極管(Qi)的集電極相連； 二號三極管(Q2)的發(fā)射極同時與六號電阻(R6)的另一端和二號電阻(R2)的一端連接，連接節(jié)點作為一號節(jié)點(VS1); 三號三極管(Q3)的基極和集電極同時與一號三極管(Q1)的基極相連;三號三極管(Q3)的發(fā)射極與三號電阻(R3)的一端相連;三號電阻(R3)的另一端與二號電阻(R2)的另一端連接； 五號三極管(Q5)的集電極與三號電阻(R3)和二號電阻(R2)的公共端相連；五號三極管(Q5)的發(fā)射極與無源光網(wǎng)絡(luò)局端接收機(jī)的接地端(GND)相連； 一號電流源(Idc1)的正極與無源光網(wǎng)絡(luò)局端接收機(jī)的電源端(VDD)相連；一號電流源(Idci)的負(fù)極同時與五號三極管(Qs)的基極、六號三極管(Q6)的基極、七號三極管(Q7)的基極和七號三極管(Q7)的集電極相連； 六號三極管(Q6)的發(fā)射極和七號三極管(Q7)的發(fā)射極均與無源光網(wǎng)絡(luò)局端接收機(jī)的接地端(GND)相連;六號三極管(Q6)的集電極同時與八號三極管(Qs)的集電極、八號三極管(Q8)的基極和九號三極管(Q9)的基極相連； 八號三極管(Q8)的發(fā)射極和九號三極管(Q9)的發(fā)射極均與無源光網(wǎng)絡(luò)局端接收機(jī)的電源端(VDD)相連； 九號三極管(Q9)的集電極同時與二號節(jié)點(VBi)和五號電阻(R5)的一端相連； 五號電阻(R5)的另一端同時連接十二號三極管(Q12)的基極和十二號三極管(Q12)的集電極相連； 十二號三極管(Ql2)的發(fā)射極同時與^ 號三極管(Qll)的基極和^ 號三極管(Qll)的集電極相連； i 號三極管(Qll)的發(fā)射極同時與十號三極管(QlQ)的基極和十號三極管(QlQ)的集電極相連； 十號三極管(Q1O)的發(fā)射極與無源光網(wǎng)絡(luò)局端接收機(jī)的接地端(GND)相連。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高動態(tài)范圍突發(fā)模式跨阻放大器，其特征在于，所述五號三極管(Q5)、六號三極管(Q6)、七號三極管(Q7)、十號三極管(QlQ)號三極管(Qll)和十二號三極管(Qi2)均為NPN型三極管； 所述八號三極管(Q8)和九號三極管(Q9)均為PNP型三極管。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高動態(tài)范圍突發(fā)模式跨阻放大器，其特征在于，采用二號電流源(Idc2)和十三號三極管(Q13)代替電壓源(VDC1); 二號電流源(Idc2)的正極與無源光網(wǎng)絡(luò)局端接收機(jī)的電源端(VDD)相連； 二號電流源(Idc2)的負(fù)極同時與十三號三極管(Q13)基極和十三號三極管(Q13)的集電極相連； 十三號三極管(Ql3)的集電極與一號三極管(Ql)的發(fā)射極相連； 十三號三極管(Q13)的發(fā)射極與無源光網(wǎng)絡(luò)局端接收機(jī)的接地端(GND)相連;所述十三號三極管(Q13)為NPN型三極管。
【文檔編號】H03F1/42GK105897195SQ201610362399
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年5月26日
【發(fā)明人】劉德佳, 李景虎, 范樟
【申請人】千度芯通（廈門）微電子科技有限公司