专利名称：具有稳定性补偿装置的光通信跨阻放大器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及ー种具有稳定性补偿装置的光通信跨阻放大器，属于微电子技术领域。
背景技术：
跨阻放大器用于光通信系统接收模块，它完成将光电ニ极管产生的微弱电流放大为电压信号的功能。跨阻放大器最重要的两个參数是灵敏度电流和过载电流。灵敏度电流反映了跨阻放大器的最小信号处理能力，它与跨阻放大器的噪声、信号带宽有着密切的关系；过载电流反映了跨阻放大器的最大信号处理能力。二者构成了跨阻放大器的动态范围，动态范围越大，跨阻放大器识别、处理光信号的能力越强。通常为了实现大动态范围而采用AGC(automatic gain control自动增益控制)技术,如图I所示，即当大信号输入时降低跨·阻以避免输出信号发生畸变。对于通常采用的共源极放大器来说，主极点由跨阻Rf和输入电容CT决定，次极点由共源极放大器负载电阻RL和节点电容CL决定，如图2所示。当大信号输入吋，AGC电路工作，跨阻变小，主极点右移变大，环路相位裕度变差，例如由60度变为10度，如图3所示，环路不稳定，输出眼图质量变差。
实用新型内容本实用新型的目的是针对上述存在的问题提供ー种具有稳定性补偿装置的光通信跨阻放大器，能够实现大输入信号条件下环路仍然保持稳定，并且结构简单，成本低。上述的目的通过以下技术方案实现具有稳定性补偿装置的光通信跨阻放大器，包括共源极放大器主体，所述的共源极放大器柱体的负载电阻RL处并联三极管Q1，所述的三极管Ql的集电极接至电源，发射极与RL —端连接，基极连接至一固定电位VBIAS。所述的具有稳定性补偿装置的光通信跨阻放大器，所述的固定电位VBIAS在无信号输入时控制Ql流过电流小于luA。有益效果I.本实用新型在共源极跨阻放大器的负载电阻RL处并联一三极管Q1，三极管Ql集电极接至电源，发射极与RL—端连接，基极连接至一固定电位VBIAS。保证小信号输入时Ql中电流很小(近似截止状态)，大信号时Ql中流过mA级别电流。因为随着跨阻放大器的输入信号的増大，跨阻放大器输出OUT电压变小，在VBIAS取一定值的情况下，随着输入信号増大Ql从截止状态变为导通状态，当三极管Ql处于导通状态时，从Ql射极看进去的电阻为R= (kT/q)/ I，T=300K, I=ImA吋，R=26ohm。所以当跨阻放大器的输入信号变大到一定值时，实际负载电阻变小(RL| IR)，环路开环增益变小，相位裕度始終大于60度，如图4所示的环路开环增益由30dB降为17dB，相位裕度由60度变为74度，环路始終保持稳定。2.本实用新型可实现大信号输入条件环路稳定，从而拓宽了跨阻放大器的输入动态范围，结构简单，应用范围广。
图I、本实用新型的背景技术中提到的自动增益控制技术的原理图。图2、现有的共源极跨阻放大器的电路原理图。图3、现有的共源极跨阻放大器当大信号输入吋，AGC电路工作，跨阻变小，主极点右移变大，环路相位裕度由60度变为10度的相位图。图4、本实用新型的结构示意图。图5、本实用新型的跨阻放大器当跨阻放大器的输入信号变大到一定值时，实际负载电阻变小(RLl Ir)，环路开环增益由30dB降为17dB，相位裕度由60度变为74度的相位图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
，进ー步阐明本实用新型。实施例I :如附图4所示本实用新型的具有稳定性补偿装置的光通信跨阻放大器，包括共源极放大器主体，所述的共源极放大器柱体的负载电阻RL处并联三极管Q1，所述的三极管Ql的集电极接至电源，发射极与RL—端连接，基极连接至一固定电位VBIAS。VBIAS的取值需要保证小信号甚至无信号输入时Ql中电流很小，大约在IuA或者小于luA，小信号电流输入时，反馈电阻Rf中流过电流很小，认为此时Vin ^ Vout，所以Ql的发射端电压约等于 Vout+Vbel=Vin+Vbel,为保证 Ql 中电流在 IuA 左右，将 VBIAS=Vin+Vbel+Vbe (Ql=IuA),Vbel是输出OUT所连NPN三极管的Vbe电压，此公式是ー个粗略估算公式，具体精确取值需要依靠仿真调整。当外部大信号电流输入Iin时，此时Vout〈Vin, Vin-Vout=Iin* Rf ‘，Rf ‘是此时AGC电路发生作用的等效跨阻，因为VBIAS值一直保持不变，此时Vbe (Ql) =VBIAS-(Vout+Vbel) = Iin * Rf■‘ + Vbe (Ql=IuA),Ql 的 Vbe 电压变大，所以 Ql 的电流呈指数上升，从Ql射极看进去的电阻变小。实施例2:所述的具有稳定性补偿装置的光通信跨阻放大器，所述的固定电位VBIAS在无信号输入时控制Ql流过电流小于luA。通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多祥的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容。本实用新型的未尽事宜，属于本领域技术人员的公知常识。
权利要求1.ー种具有稳定性补偿装置的光通信跨阻放大器，包括共源极放大器主体，其特征是所述的共源极放大器柱体的负载电阻RL处并联三极管Q1，所述的三极管Ql的集电极接至电源，发射极与RL —端连接，基极连接至一固定电位VBIAS。
2.根据权利要求I所述的具有稳定性补偿装置的光通信跨阻放大器，其特征是所述的固定电位VBIAS在无信号输入时控制Ql流过电流小于luA。
专利摘要本实用新型提供一种具有稳定性补偿装置的光通信跨阻放大器。对于通常采用的含有AGC电路的共源极跨阻放大器来说，当大信号输入时，AGC电路工作，跨阻变小，主极点右移变大，环路相位裕度变差，环路不稳定，输出眼图质量变差。本实用新型包括共源极放大器主体，所述的共源极放大器柱体的负载电阻RL处并联三极管Q1，所述的三极管Q1的集电极接至电源，发射极与RL一端连接，基极连接至一固定电位VBIAS。本实用新型用于光通信系统接收模块。当跨阻放大器的输入信号变大到一定值时，实际负载电阻变小，环路开环增益变小，相位裕度始终大于60度，环路始终保持稳定。
文档编号H03F3/08GK202759417SQ20122034864
公开日2013年2月27日 申请日期2012年7月18日 优先权日2012年7月18日
发明者曹正军, 邹闽中, 张长春 申请人:南京国睿嘉源微电子有限公司