[发明专利]跨阻放大器

说明书

技术领域

本发明涉及COMS技术领域，特别涉及一种扩大增益，减少噪音，并且设计简单的跨阻放大器。

背景技术

跨阻放大器(TIA)全称为trans-impedance amplifier，是放大器类型的一种，放大器类型是根据其输入输出信号的类型来定义的。TIA由于具有高带宽的优点，一般用于高速电路，如光电传输通讯系统中普遍使用。

跨阻放大器的等效输入噪音大小是衡量其传输性能的重要指标之一，为了提高跨阻放大器的灵敏度务必需要减少噪音的输出，而减少噪音输出的其中一种方式可通过增大跨阻来实现，理论上跨阻越大，噪音就越小，但是跨导的受条件限制，跨导可以增大的前提条件必须是有一个好的频率响应，频率响应好坏与否可以从增益带宽乘积上体现。现有的跨阻放大器为提供稳定的电压工作点，采用PMOS和NMOS相结合的方式来实现上述效果，但是由于PMOS的工作特性局限，其f_T较小，等效电容较大，这在一定程度上导致了增益带宽乘积变小，从而使得跨导的取值很难进一步变大，跨阻放大器的输出噪音大小不能进一步降低。

发明内容

本发明提供一种跨阻放大器，目的在于解决上述问题。

为解决上述问题，本发明实施例提供一种跨阻放大器，包括：

等效二级放大模块，具有一输入端和一输出端，输入端耦接光二极管，用于接入输入电压信号，输出端用于输出二级放大后的第一电压信号；

反相放大单元，耦接所述等效二级放大单元的输出端，用于接入第一电压信号，输出反相放大后的放大电压信号，反相放大单元包括第三N型晶体管和第四N型晶体管，第三N型晶体管的第一端和第二端均用于接收第三直流电压信号，第三端用于输出反相放大后的放大电压信号；第四N型晶体管第一端耦接第三N型晶体管的第三端，第二端耦接等效二级放大模块的输出端，用于接收第一电压信号，第三端接地；

以及反馈电阻，耦接所述等效二级放大模块的输入端与所述反相放大单元的输出端。

作为一种实施方式，所述等效二级放大模块包括：

一级放大单元，耦接光二极管，用于接入输入电压进行一次放大；

二级放大单元，耦接所述一级放大单元，用于对一次放大单元输出的信号进行二次放大，并输出经一级放大单元和二级放大单元放大后的第一电压。

作为一种实施方式，所述一级放大单元包括：

第一P型晶体管，第一端用于接收第一直流电压信号，第二端耦接光二极管，第三端耦接所述二级放大单元；

第一N型晶体管，第一端耦接所述第一P型晶体管的第三端，第二端耦接光二极管，第三端接地。

作为一种实施方式，所述二级放大单元包括：

第二P型晶体管，第一端用于接收第二直流电压信号，第二端耦接一级放大单元，第三端用于输出第一电压；

第二N型晶体管，第一端耦接第二P型晶体管的第三端，第二端耦接一级放大单元，第三端接地；

以及第一反馈电阻，耦接所述第二P型晶体管第二端与所述第二N型晶体管的第三端之间。

作为一种实施方式，所述反相放大单元还包括一电阻，电阻的一端用于接收第三直流电压信号，另一端耦接第三N型晶体管的第二端。

作为一种实施方式，所述第三N型晶体管采用Native NFET。

本发明相比于现有技术的有益效果在于：通过采用双N型晶体管的组成的反相放大单元可增进其增益频宽乘积，因此，在给定一个相同固定频宽时，本发明跨阻放大器的增益频宽乘积远高于现有中的跨阻放大器。由此，跨阻放大器的反馈电阻RF可不受原有条件制约，设计成一个高阻值的电阻，从而进一步降低跨阻放大器的输入噪音，增加跨阻放大器的灵敏度。

附图说明

图1为本发明的实施例一的跨阻放大器的示意图；

图2为本发明的实施例二的跨阻放大器的示意图；

图3为本发明的实施例三的跨阻放大器的示意图。

附图标注：100、跨阻放大器；101、等效二级放大模块；1011、一级放大单元；1012、二级放大单元；102、反相放大单元；103、光二极管。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的部分实施例，而不是全部实施例。