全差分跨阻放大器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于集成电路设计领域，尤其涉及全差分跨阻放大器的设计。
[0002]
【背景技术】
[0003]随着短距离(小于10Km)光纤通信数据量不断的增加，对数据传输速率的要求越来越高，同时短距离光通信网络的规模也越来越大。所以高效率利用频谱资源，低成本、低功耗地实现光纤通信系统，是整个光纤通信产业的发展趋势。
[0004]采用高阶调制是实现高效率利用频谱资源、低成本和低功耗光纤通信系统，最为有效的方案。由此跨阻放大器作为光纤通信系统光接收机的核心部件，探测到的是模拟电流信号，所以不仅要求跨阻放大器具有低功耗的特点，更是要求其具有高线性度的特性。而全差分跨阻放大器相比单端输入跨阻放大器，虽然功耗偏大，但是全差分结构具有良好的线性度与信噪比，能更好地降低高阶调制光纤通信系统的误码率。
[0005]优化全差分跨阻放大器的结构，降低电源电压达到降低功耗的目的，以此弥补全差分跨阻放大器功耗偏大的不足。但现有的全差分跨阻放大器，不仅电路结构类型不多，而且普遍工作电源电压偏高，使得全差分跨阻放大器功耗偏大的缺点更加突出。
[0006]
【发明内容】
[0007]有鉴于此，本发明的目的即在于提供新型全差分跨阻放大器的设计，解决现有全差分跨阻放大器功耗过大的技术问题，实现其低电源电压、低功耗的要求。
[0008]为了实现上述目的，本发明提供的全差分跨阻放大器的设计思路主要包括以下三个步骤:首先，构建带有射极反馈网络的低电源电压差分对；其次，构建两个反相放大器形成差分输入；最后，构建低电源电压差分对与反相放大器之间的两个负反馈网络。根据上述全差分跨阻放大器的设计思路，本发明至少提供了两种类型的全差分跨阻放大器的结构设
i+o
[0009]一方面，本发明实施例提供的一种全差分跨阻放大器包括:低电源电压差分对及其射极反馈网络、第一反相放大器、第二反相放大器以及分别连接在反相放大器与低电源电压差分对之间的第一负反馈网络和第二负反馈网络；
具体地，所述低电源电压差分对包括四个晶体管Q1-Q4，晶体管Ql和晶体管Q2的集电极同时接工作电源VCC，晶体管Ql和晶体管Q2的发射极分别接晶体管Q3和晶体管Q4的集电极，晶体管Q3和晶体管Q4的发射极都接地，晶体管Q3和晶体管Q4的基极分别接第一直流偏置点，所述射极反馈网络接在晶体管Ql和晶体管Q2的发射极之间；第一反相放大器和第二反相器的输入端分别为所述全差分跨阻放大器的第一输入端INl和第二输入端IN2，晶体管Ql的基极与所述第一反相放大器的输出端共接作为所述全差分跨阻放大器的第一输出端0UT1，晶体管Q2的基极与所述第二反相放大器的输出端共接作为所述全差分跨阻放大器的第二输出端0UT2 ;所述第一负反馈网络连接在晶体管Ql的发射极与第一反相器的输入端之间，所述第二负反馈网络连接在晶体管Q2的发射极与第二反相器的输入端之间。
[0010]另一方面，本发明实施例提供的另一种全差分跨阻放大器，其也包括:低电源电压差分对及其射极反馈网络、第一反相放大器、第二反相放大器以及分别连接在反相放大器与低电源电压差分对之间的第一负反馈网络和第二负反馈网络；
具体地，所述低电源电压差分对包括四个晶体管Q1-Q4、电阻RC5和电阻RC6，晶体管Ql和晶体管Q2的集电极分别通过所述电阻RC5和电阻RC6接工作电源VCC，晶体管Ql的集电极与所述电阻RC5的共接端为所述全差分跨阻放大器的第一输出端0UT1，晶体管Q2的集电极与所述电阻RC6的共接端为所述全差分跨阻放大器的第二输出端0UT2，晶体管Ql和晶体管Q2的基极分别接第一反相放大器和第二反相器的输出端，晶体管Ql和晶体管Q2的发射极分别接晶体管Q3和晶体管Q4的集电极，晶体管Q3和晶体管Q4的发射极都接地，晶体管Q3和晶体管Q4的基极分别接第一直流偏置点，所述射极反馈网络接在晶体管Ql和晶体管Q2的发射极之间；第一反相放大器和第二反相器的输入端分别为所述全差分跨阻放大器的第一输入端INl和第二输入端IN2 ;所述第一负反馈网络连接在晶体管Ql的发射极与第一反相器的输入端之间，所述第二负反馈网络连接在晶体管Q2的发射极与第二反相器的输入端之间。
[0011]本发明提供的全差分跨阻放大器，结构简单实用，适用于除数模混合芯片以外任何需要跨阻放大器的电子系统，实现了全差分跨阻放大器的低电源电压和低功耗的要求。相比现有的全差分跨阻放大器，在消耗相同电流的情况下，正常工作电源电压低0.7V以上。并且，本发明提供的全差分跨阻放大器的设计实现条件简易，在电路结构不做修改的情况下，CMOS工艺、BiCMOS工艺和bipolar工艺都能实现，能为迅速发展的集成电路设计业提供多种全新的全差分跨阻放大器结构。
[0012]
【附图说明】
[0013]图1是本发明第一实施例提供的全差分跨阻放大器的结构框图；
图2是本发明第二实施例提供的全差分跨阻放大器的结构示意图；
图3是本发明第三实施例提供的全差分跨阻放大器的结构示意图；
图4是本发明第四实施例提供的全差分跨阻放大器的结构框图；
图5是本发明第五实施例提供的全差分跨阻放大器的结构示意图；
图6是本发明第六实施例提供的全差分跨阻放大器的结构示意图；
图7是将本发明第三实施例提供的全差分跨阻放大器进行拆分后形成的单端跨阻放大器的结构示意图。
[0014]
【具体实施方式】
[0015]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0016]图1是本发明第一实施例提供的全差分跨阻放大器的结构框图；为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，如图所示:
一种全差分跨阻放大器，包括:低电源电压差分对10及其射极反馈网络F1、第一反相放大器-Al、第二反相放大器-A2以及分别连接在反相放大器与低电源电压差分对10之间的第一负反馈网络FBl和第二负反馈网络FB2。
[0017]低电源电压差分对10包括四个晶体管Q1-Q4，晶体管Ql和晶体管Q2的集电极同时接工作电源VCC，晶体管Ql和晶体管Q2的发射极分别接晶体管Q3和晶体管Q4的集电极，晶体管Q3和晶体管Q4的发射极都接地，晶体管Q3和晶体管Q4的基极分别接第一直流偏置点BIAS1，射极反馈网络Fl接在晶体管Ql和晶体管Q2的发射极之间；第一反相放大器-Al和第二反相器-A2的输入端分别为全差分跨阻放大器的第一输入端INl和第二输入端IN2，晶体管Ql的基极与第一反相放大器-Al的输出端共接作为全差分跨阻放大器的第一输出端0UT1，晶体管Q2的基极与第二反相放大器-A2的输出端共接作为全差分跨阻放大器的第二输出端0UT2 ;第一负反馈网络FBl连接在晶体管Ql的发射极与第一反相器-A