[实用新型]一种用于提高TIA中跨阻放大级输出直流电平的电路

说明书

本实用新型涉及一种用于提高TIA中跨阻放大级输出直流电平的电路，其包括跨阻放大级、差分放大级、电平提升单元和直流恢复环路；所述跨阻放大级的输入端用于输入光电流信号，其输出端则直接连接差分放大级的输入端。本实用新型通过引入电平提升单元和直流恢复环路实现跨阻放大级输出直流电平的提升，达到与差分放大级输入直流电平相匹配的目的，提高整体电路的稳定性。

技术领域

本实用新型涉及电子电路领域，具体涉及一种用于提高TIA中跨阻放大级输出直流电平的电路。

背景技术

光通信中，接收前端的跨阻放大电路(TIA)主要由跨阻放大级和差分放大级组成。跨阻放大级将光电流信号转换为电压信号，差分放大级将前级输出电压信号进一步放大，以满足输出电压幅度的要求。跨阻放大级通常由单端电路构成，其输出直流电平往往无法和差分放大级的输入直流电平相匹配，需要加入其他的电路结构来实现电平匹配。

如图1所示，由NMOS管MN1，PMOS管MP1，可调电阻RF构成的跨阻放大级，其输出直流电平为V1，在I_in=0时，V1=VGS_MN1。图2为差分放大级的输入级，由于增加了尾电流Itail1，其所需输入直流电平为V2=VGS_MN5+Vtail 。 由于VGS_MN1≈VGS_MN5，V1和V2相差一个Vtail的电压，不好直接相连。目前所采用的方法是利用NMOS管MN3和电阻R3构成的CS放大级，将V1电平进行提升后，再与差分放大级相连。

由NMOS管MN3，电阻R3构成的CS放大级，其偏置电流由跨阻放大级所决定。如果生产工艺出现偏差或者I_in≠0，V1将发生变化，CS级的偏置电流也随之发生变化，进而整个TIA的带宽和增益也将发生变化，影响整体电路工作的稳定性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于提高TIA中跨阻放大级输出直流电平的电路，其不引入额外的中间级即可实现跨阻放大级和差分放大级之间的直流电平匹配，提高整体电路的稳定性。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种用于提高TIA中跨阻放大级输出直流电平的电路，其包括跨阻放大级、差分放大级、电平提升单元和直流恢复环路；所述跨阻放大级的输入端用于输入光电流信号，其输出端则直接连接差分放大级的输入端；

所述直流恢复环路包括伪跨阻放大级、第一滤波单元、第二滤波单元、直流恢复运放和直流通路单元，所述跨阻放大级和伪跨阻放大级并联在电源VDD和电平提升单元之间，所述跨阻放大级的输出端通过第一滤波电路连接直流恢复运放的的反相输入端，所述伪跨阻放大级的输出端通过第二滤波单元连接直流恢复运放的同相输入端，所述直流恢复运放的输出端连接直流通路单元，所述直流通路单元还连接跨阻放大级的输入端。

所述电平提升单元包括尾电流源Itail和电容C3，所述尾电流源Itail和电容C3并联，其一端连接跨阻放大级和伪跨阻放大级，另一端接地。

所述伪跨阻放大级包括包括PMOS管MP2、NMOS管MN2和电阻Rdummy，PMOS管MP2的源极连接电源VDD，栅极连接电阻Rdummy的一端，漏极连接电阻Rdummy的另一端；NMOS管MN2的栅极与电阻Rdummy连接PMOS管MP2栅极的一端连接，NMOS管MN2的漏极与电阻Rdummy连接PMOS管MP2漏极的一端连接，而NMOS管MN2的源极连接电平提升单元，电阻Rdummy接PMOS管MP2、NMOS管MN2的一端作为伪跨阻放大级的输出端连接至第二滤波单元。

所述直流通路单元包括NMOS管MN0，该NMOS管MN0的栅极连接直流恢复运放的输出端，漏极连接跨阻放大级的输入端，源极接地。