2．6．3单元电路设计 - Read.PDF

硕」丁论文 第二章 前置放大楼的分析与设计 单端一双端转换 图2.21电流模跨阻型前置放大器的系统实现框图 图中，人为光检钡1器等效电流源，c、为光检测器寄生电容;电流模跨阻放大器将光检 测器输出电流转换成电压并适当放大:风·R2,气和一级差分放大器构成单端一双端转换 电路，将跨阻放人器输出的单端电压信号转换成双端电压信号，以适应后续电路主放大器双 端输入的要求。 2.6.3单元电路设计 I. 电流模跨阻放大器 在介绍具体的电路之前，我们先分析一下为什么要选用电流模跨阻放大器。 前面我们对基本形式的跨阻放大器进行了分析，其·3dB带宽为: A 田 ，，。沈 (2.44) Rf乓 式中，A为基本放大器的电压增益;C,为光检测器寄生电容C,和跨阻放大器等效输 入电容G,的并联，即CT二q,+C,:Rr为反馈电阻。 从式(2.44)可以看出，要想展宽跨阻放大器的频带，有三种途径: (1)减小输入端的寄生电容CT. CT二C+C;，通常C,,C，即q主要由光检测器寄生电容C决定。一旦光检测器 确定了，C也就基本确定了，因此要想减小输入端的寄生电容CT十分困难。 (2)增大基本放大器的电压增益A(开环增益)。 一方面，由于单级放大器的增益有限，要想提高开环增益，需要采用放大器级联的形式， 这就可能由于反馈环路中放大级传输延迟和相位偏移的限制，引起跨阻放大器的不稳定。 硕士论文 超1局速光接收机前端放大电路的设计 另一方面，也不能无限制地通过增大开环增益来提高带宽，原因是:由于密勒电容的存 在，增大开环增益的同时，也增大了密勒电容的影响，使跨阻放大器的等效输入电容C增 加 从而减小跨阻放大器的带宽 ) 3 ( 减小反馈电阻Rlo 减小反馈电阻R一方面会使跨阻增益降低，一方面会引入额外的噪声，使前置放大器 的灵敏度降低 基于以上三方面的原因，我们考虑采用电流模跨阻放大器9(f 如图2.22所示，电流模跨阻放大器在通常的共射放大器的输入端再接一个共基放大器， 光检测器接在共基放大器的发射极，反馈电阻接在共基放大器的集电极。利用共基放大器的 较低输入电阻，减小光检测器寄生电容对跨阻放大器带宽的影响。注意，在工作电流许可的 条件 「，我们采用了两级射极跟随器。与单级射极跟随器相比，级联射级跟随器具有更高的 输入阻抗，更低的输出阻抗，从而可以更好地将跨阻放大器与后续电路隔离开来，减小后续 电路对跨阻放大器性能的影响，但这是以多牺牲一级射极跟随器的增益 负〔值)为代价的。 VPD 图2.22电流模跨阻放大器 2‘单端一双端转换电路 由于电流模跨阻放大器为单端输出，后续电路主放大器通常为双端输入，所以也需要进 行单端一双端转换，如图2.23所示。双极性晶体管单端一双端转换电路与前面介绍的MOs场 效应管单端一双端转换电路原理相同，结构类似，不同的是:MOs场效应管栅极静态电流为 硕士论文 第二章前置放大器的分析与设汁 零，而双极性晶体管基极有静态电流，因此为了使QI和已具有相同的直流偏置，Q,的基 极要接一个与Raz阻值完全相等的电阻R!这样，直流时，电容q2相当于开路，9和县 具有相同的直流偏置 高频时，电容吼2相当于短路，交流分量几乎全部加到放大管QI 从而实现了单端到双端的转换 Vcc 图2.23单端一双端转换电路 2.6.4模拟结果 以下为利用Smartspice进行模拟得到的结果。 (t)幅频特性曲线 一 。一 -一 ._ ‘_ __ ，_! !