專利名稱：高頻帶寬放大電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及集成電路領(lǐng)域，更具體地涉及一種高頻帶寬放大電路。
背景技術(shù)：
在各種信號(hào)接收機(jī)(射頻通信、光纖通信、高速串行通信)中，需要對(duì)接收到的微弱信號(hào)進(jìn)一步放大，以便后續(xù)電路對(duì)該信號(hào)的處理。隨著信號(hào)頻率越來(lái)越來(lái)高，信號(hào)在介質(zhì)傳輸過(guò)程中的損失也越來(lái)越大。眾所周知地，信號(hào)的頻率越高需要的放大電路的帶寬越寬，信號(hào)的損失越高需要放大電路的增益越大；綜合這兩方面使得對(duì)放大器的增益帶寬積的需求要求越來(lái)越高。在現(xiàn)有的高頻帶寬放大電路中，在使用傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)拓?fù)洳蛔兊幕A(chǔ)上，要獲得更高的增益帶寬積則需要更高的電流以及功耗，且增益帶寬積與工作電流的平方成正比，這種 方法需要提供較大的電流，同時(shí)也需要較大的功耗，從而使得這種方法越來(lái)越失去吸引力；另外，可使用小尺寸的放大器，使放大器的寄生電容減小，以減小對(duì)帶寬的影響，但是小尺寸的放大器的電流驅(qū)動(dòng)能力也很弱，使得放大器不能滿足工作要求。。隨著高頻帶寬放大電路對(duì)增益帶寬積的需求進(jìn)一步增加，由于傳統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的限制，即使將電流再增大也無(wú)法使增益帶寬積有效地增大，從而使高頻帶寬放大電路對(duì)增益帶寬積的提高陷入工藝瓶頸。因此，有必要提供一種改進(jìn)的高頻帶寬放大電路以克服上述缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種高頻帶寬放大電路，該高頻帶寬放大電路具有更高的增益帶寬積，更小的功耗，且推挽放大器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，寄生電容小，噪聲低。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本明提供一種高頻帶寬放大電路，其包括推挽放大器、反饋電阻、第一有源電感及第二有源電感，所述推挽放大器的輸入端與外部輸入端連接，所述推挽放大器的輸出端與輸出端口連接，所述反饋電阻的兩端分別與外部輸入端及輸出端口連接，所述第一有源電感一端連接外部電源，另一端與輸出端口連接，所述第二有源電感一端接地，另一端與輸出端口連接。較佳地，所述推挽放大器包括第一場(chǎng)效應(yīng)管與第二場(chǎng)效應(yīng)管，所述第一場(chǎng)效應(yīng)管的柵極與第二場(chǎng)效應(yīng)管的柵極與外部輸入端連接，所述第一場(chǎng)效應(yīng)管的源極與外部電源連接，所述第二場(chǎng)效應(yīng)管的源極接地，所述第一場(chǎng)效應(yīng)管的漏極與第二場(chǎng)效應(yīng)管的漏極均與輸出端口連接。較佳地，所述第一有源電感包括第一電阻與第三場(chǎng)效應(yīng)管，所述第三場(chǎng)效應(yīng)管的漏極與外部電源連接，其源極與輸出端口連接，所述第一電阻的兩端分別與第三場(chǎng)效應(yīng)管的柵極與漏極連接。較佳地，所述第二有源電感包括第二電阻與第四場(chǎng)效應(yīng)管，所述第四場(chǎng)效應(yīng)管的漏極與輸出端口連接，其源極接地，所述第二電阻的兩端分別與第四場(chǎng)效應(yīng)管的柵極與源極連接。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的高頻帶寬放大電路由于在推挽放大器的輸出端還分別連接有第一有源電感與第二有源電感，且所述第一有源電感的一端連接外部電源，所述第二有源電感的一端接地，使得所述第一電感與第二電感配合提供一額外零點(diǎn)可抵消推挽放大器輸出端的極點(diǎn)，擴(kuò)展輸出信號(hào)的帶寬，提高輸出信號(hào)的增益帶寬積；并且兩所述有源電感的配合使高頻帶寬放大電路中“輸出-電源”與“輸出-地”成對(duì)出現(xiàn)，使得所述推挽放大器的輸出工作點(diǎn)確定，避免了推挽放大器輸出工作點(diǎn)浮動(dòng)的問(wèn)題，且可以提供更加平衡的輸出驅(qū)動(dòng)。通過(guò)以下的描述并結(jié)合附圖，本發(fā)明將變得更加清晰，這些附圖用于解釋本發(fā)明的實(shí)施例。


圖I為本發(fā)明高頻帶寬放大電路的原理圖。
具體實(shí)施方式
·現(xiàn)在參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例，附圖中類似的元件標(biāo)號(hào)代表類似的元件。如上所述，本發(fā)明提供了一種高頻帶寬放大電路，該高頻帶寬放大電路具有更高的增益帶寬積，更小的功耗，且主運(yùn)放結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，寄生電容小，噪聲低。請(qǐng)參考圖1，本發(fā)明的高頻帶寬放大電路包括推挽放大器、反饋電阻Rf、第一有源電感及第二有源電感；所述推挽放大器的輸入端與外部輸入端IN連接，其輸出端與輸出端口 OUT連接，所述推挽放大器對(duì)外部輸入端IN輸入的高頻信號(hào)進(jìn)行放大，以使輸出的高頻信號(hào)的增益及帶寬均增大；所述反饋電阻Rf的兩端分別與外部輸入端IN及輸出端口 OUT連接，所述反饋電阻Rf為所述推挽放大器提供負(fù)反饋，以進(jìn)一步增加所述推挽放大器輸出信號(hào)的增益與帶寬；所述第一有源電感一端連接外部電源VDD，另一端與輸出端口 OUT連接，所述第二有源電感一端接地，另一端與輸出端口 OUT連接，所述第一有源電感與第二有源電感配合以抵消所述推挽放大器寄生電容對(duì)放大后的高頻信號(hào)的帶寬的影響。具體地，所述推挽放大器包括第一場(chǎng)效應(yīng)管Ml與第二場(chǎng)效應(yīng)管M2，所述第一場(chǎng)效應(yīng)管Ml的柵極與第二場(chǎng)效應(yīng)管M2的柵極與外部輸入端IN連接，所述第一場(chǎng)效應(yīng)管Ml的源極與外部電源VDD連接，所述第二場(chǎng)效應(yīng)管M2的源極接地，所述第一場(chǎng)效應(yīng)管Ml的漏極與第二場(chǎng)效應(yīng)管M2的漏極均與輸出端口 OUT連接，從而所述推挽放大器將外部輸入端IN輸入的高頻信號(hào)經(jīng)放大后由輸出端口 OUT輸出；其中，在所述推挽放大器對(duì)輸入的高頻信號(hào)進(jìn)行放大的過(guò)程中，由于所述第一場(chǎng)效應(yīng)管Ml與第二場(chǎng)效應(yīng)管M2的寄生電容的存在，使得高頻信號(hào)在其傳輸通路上引入一個(gè)極點(diǎn)，高頻信號(hào)傳輸函數(shù)在該極點(diǎn)處以20db/10倍頻程下降，從而使得高頻信號(hào)傳遞函數(shù)帶寬降低；可理解地，放大器(也即是所述推挽放大器)僅對(duì)帶寬以內(nèi)的高頻信號(hào)有放大作用，帶寬越低放大器對(duì)高頻信號(hào)放大作用越弱，因此所述推挽放大器上的寄生電容會(huì)在一定程度上削弱輸出的高頻信號(hào)的帶寬；所述反饋電阻Rf跨接于所述推挽放大器的輸入端與輸出端，所述反饋電阻Rf構(gòu)成所述推挽放大器的負(fù)反饋，該負(fù)反饋降低了推挽放大器作為前級(jí)的負(fù)載電阻，同時(shí)也降低本級(jí)的輸出負(fù)載電阻，擴(kuò)展了高頻信號(hào)輸出后的工作帶寬，并且使得運(yùn)放增益在各種工藝條件下相對(duì)恒定；另外，所述反饋電阻Rf可實(shí)現(xiàn)推挽放大器對(duì)電壓的取樣及電流求和(即對(duì)電流進(jìn)行放大)，使得整個(gè)高頻帶寬放大電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，功耗小。所述第一有源電感包括第一電阻Rl與第三場(chǎng)效應(yīng)管M3，所述第三場(chǎng)效應(yīng)管M3的漏極與外部電源VDD連接，其源極與輸出端口 OUT連接，所述第一電阻Rl的兩端分別與第三場(chǎng)效應(yīng)管M3的柵極與漏極連接，從而所述第一有源電感構(gòu)成一跨接于輸出端口 OUT和外部電源VDD之間的有源電感；所述第二有源電感括第二電阻R2與第四場(chǎng)效應(yīng)管M4，所述第四場(chǎng)效應(yīng)管M4的漏極與輸出端口 OUT連接，其源極接地，所述第二電阻R2的兩端分別與第四場(chǎng)效應(yīng)管M4的柵極與源極連接，從而所述第二有源電感構(gòu)成一跨接于輸出端口 OUT和地之間的有源電感；從而所述第一有源電感與所述第二有源電感配合可提供一額外零點(diǎn)，高頻信號(hào)傳輸函數(shù)在零點(diǎn)處以20db/10倍頻程上升，恰好補(bǔ)償了放大器的寄生電容在該處產(chǎn)生的極點(diǎn)，兩所述有源電感在保持大增益的同時(shí)擴(kuò)展了帶寬，增加了增益帶寬積；其中，所述極點(diǎn)及零點(diǎn)的產(chǎn)生及對(duì)高頻信號(hào)的具體影響，均為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知，在此不再詳細(xì)描述；由于所述推挽放大器的固有特性，所述推挽放大器的輸出為漏端輸出 (見圖1)，使得輸出的工作點(diǎn)不確定，在本發(fā)明中，由于兩有源電感在本電路中“輸出-電源”與“輸出-地”成對(duì)出現(xiàn)，使得所述推挽放大器的輸出工作點(diǎn)確定，避免了推挽放大器輸出工作點(diǎn)浮動(dòng)的問(wèn)題，且可以提供更加平衡的輸出驅(qū)動(dòng)。在本發(fā)明的實(shí)際應(yīng)用中，所述第一有源電感與第二有源電感的選擇將根據(jù)所述推挽放大器的具體參數(shù)而決定，以有效地抵消所述推挽放大器的寄生電容對(duì)高頻信號(hào)帶寬的影響。以上結(jié)合最佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但本發(fā)明并不局限于以上揭示的實(shí)施例，而應(yīng)當(dāng)涵蓋各種根據(jù)本發(fā)明的本質(zhì)進(jìn)行的修改、等效組合。
權(quán)利要求
1.一種高頻帶寬放大電路，其特征在于，包括推挽放大器、反饋電阻、第一有源電感及第二有源電感，所述推挽放大器的輸入端與外部輸入端連接，所述推挽放大器的輸出端與輸出端口連接，所述反饋電阻的兩端分別與外部輸入端及輸出端口連接，所述第一有源電感一端連接外部電源，另一端與輸出端口連接，所述第二有源電感一端接地，另一端與輸出端口連接。
2.如權(quán)利要求I所述的高頻帶寬放大電路，其特征在于，所述推挽放大器包括第一場(chǎng)效應(yīng)管與第二場(chǎng)效應(yīng)管，所述第一場(chǎng)效應(yīng)管的柵極與第二場(chǎng)效應(yīng)管的柵極與外部輸入端連接，所述第一場(chǎng)效應(yīng)管的源極與外部電源連接，所述第二場(chǎng)效應(yīng)管的源極接地，所述第一場(chǎng)效應(yīng)管的漏極與第二場(chǎng)效應(yīng)管的漏極均與輸出端口連接。
3.如權(quán)利要求2所述的高頻帶寬放大電路，其特征在于，所述第一有源電感包括第一電阻與第三場(chǎng)效應(yīng)管，所述第三場(chǎng)效應(yīng)管的漏極與外部電源連接，其源極與輸出端口連接，所述第一電阻的兩端分別與第三場(chǎng)效應(yīng)管的柵極與漏極連接。
4.如權(quán)利要求2所述的高頻帶寬放大電路，其特征在于，所述第二有源電感包括第二電阻與第四場(chǎng)效應(yīng)管，所述第四場(chǎng)效應(yīng)管的漏極與輸出端口連接，其源極接地，所述第二電阻的兩端分別與第四場(chǎng)效應(yīng)管的柵極與源極連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高頻帶寬放大電路，其包括推挽放大器、反饋電阻、第一有源電感及第二有源電感，所述推挽放大器的輸入端與外部輸入端連接，所述推挽放大器的輸出端與輸出端口連接，所述反饋電阻的兩端分別與外部輸入端及輸出端口連接，所述第一有源電感一端連接外部電源，另一端與輸出端口連接，所述第二有源電感一端接地，另一端與輸出端口連接。本發(fā)明的高頻帶寬放大電路具有更高的增益帶寬積，更小的功耗，且推挽放大器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，寄生電容小，噪聲低。
文檔編號(hào)H03F3/45GK102882476SQ20121041049
公開日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月24日
發(fā)明者張子澈, 武國(guó)勝 申請(qǐng)人:四川和芯微電子股份有限公司