跨阻抗放大器、光学接收器及电子装置的制作方法

1.本公开涉及跨阻抗放大器tia、光学接收器及电子装置的改进，确切来说涉及驱动负载的tia。


背景技术：

2.在光学数据链路中，通常是通过调制穿过光纤传播到链路末端的接收器的光学信号的振幅来对信息进行编码。接收器中的光电二极管生成与光学信号振幅成比例的电流。将此电流放大并转换成电压信号，接着可进一步放大并处理所述电压信号以确定已接收到的数据型式(pattern)。跨阻抗放大器tia可用于实施此种电流到电压的转换。
3.为了提高跨通信网络发送数据的速率，可提高光学信号的振幅调制的速率。调制速率越高，接收器中所需的带宽分量则会越高，以在不在连续的数据符号之间引入干扰(符号间干扰)的情况下忠实地再现所传输的信号。最优的接收器带宽通常介于符号速率的60％与70％之间。由于光学信号在传播穿过光纤时会衰减，因此到达接收器的信号的振幅可能非常小。
4.为了帮助接收器准确地确定数据型式，在维持足够的带宽的同时最小化由tia增加到所接收信号的噪声是有利的。


技术实现要素：

5.根据本公开的第一方面，提供一种用于将输入节点处的输入电流转换成输出节点处的输出电压的跨阻抗放大器tia，所述tia包括：第一放大器级，所述第一放大器级具有耦合到所述输入节点的第一输入端并且具有第一输出端；反馈路径，所述反馈路径在所述第一输出端与所述第一输入端之间；第二放大器级，所述第二放大器级在所述反馈路径中，具有第二输入端，所述第二输入端耦合到所述第一放大器级的所述第一输出端；反馈电阻器，所述反馈电阻器在所述反馈路径中，耦合在所述第二放大器级的输出端与所述第一放大器级的所述第一输入端之间；以及输出级，所述输出级包括：负载电阻器，所述负载电阻器耦合在第一参考电压节点与t线圈之间，所述t线圈包括串联耦合在电感器节点处的第一电感器和第二电感器，所述t线圈耦合在所述第一输出端与所述负载电阻器之间，所述电感器节点耦合到所述tia的所述输出节点。
6.所述t线圈可以是桥接t线圈。在此种情形中，所述t线圈还可包括耦合在所述第一输出端与所述负载电阻器之间的桥电容器。
7.所述第一参考电压节点可以是供应电压节点。
8.所述第一放大器级可包括跨导放大器。
9.所述第一放大器级可包括共发射极放大器，所述共发射极放大器包括第一双极性结型晶体管bjt，所述第一bjt具有：第一基极，所述第一基极耦合到所述第一放大器级的所述第一输入端；第一发射极，所述第一发射极耦合到第二参考电压节点；以及第一集电极，所述第一集电极耦合到所述第一放大器级的所述第一输出端。
10.所述第一放大器级可包括共射共基共发射极放大器。所述共射共基共发射极放大器可包括：共发射极bjt，所述共发射极bjt具有耦合到所述第一输入端的第一基极、耦合到第二参考电压的第一发射极、和第一集电极；共射共基bjt，所述共射共基bjt具有耦合到共射共基偏置电压节点的第二基极、耦合到所述第一集电极的第二发射极、和耦合到所述第一输出端的第二集电极。
11.所述第一放大器级可包括：第一bjt，所述第一bjt具有耦合到所述第一输入端的第三基极、耦合到所述第一输出端的第三集电极、和第三发射极；第二bjt，所述第二bjt具有耦合到第二参考电压节点的第四基极、耦合到第三参考电压节点的第四集电极、和第四发射极；以及电流源，所述第三发射极和所述第四发射极耦合到所述电流源。
12.所述第二放大器级优选地具有约等于1的电压增益。
13.所述第二放大器级可包括发射极跟随器放大器，所述发射极跟随器放大器包括第二bjt，所述第二bjt具有耦合到所述第一放大器级的所述第一输出端的第二基极、耦合到第四参考电压节点的第二集电极、和耦合到所述反馈电阻器的第二发射极。
14.所述第一放大器级可包括共源极放大器。所述共源极放大器可包括第一cmos装置，所述第一cmos装置具有：耦合到所述第一放大器级的所述第一输入端的第一栅极、耦合到第二参考电压节点的第一源极、和耦合到所述第一放大器级的所述第一输出端的第一漏极。
15.所述第二放大器级可包括源极跟随器放大器。所述源极跟随器放大器可包括第二cmos装置，所述第二cmos装置具有：耦合到所述第一放大器级的所述第一输出端的第二栅极、耦合到所述反馈电阻器的第二源极、和耦合到第二参考电压节点的第二漏极。
16.所述tia可包括耦合到所述输出节点的第三放大器级。所述第三放大器级可包括限幅放大器或可变增益放大器vga。
17.所述tia还可包括第二跨导放大器，所述第二跨导放大器耦合到所述输入节点并且被配置成生成所述输入电流。
18.根据本公开的另一个方面，提供一种光学接收器，所述光学接收器包括：光电二极管，所述光电二极管用于生成所述输入电流；以及上文所述的tia。所述光电二极管优选地被反向偏置。
19.根据本公开的另一个方面，提供一种电子装置，所述电子装置包括上文所述的tia。
20.所述电子装置可以是光学接收器、盖革米勒管、光电倍增管或加速度计中的一者。
21.在本说明书通篇，词语“包括comprise”或变型(诸如“comprises”或“comprising”)将理解为暗示包括所述的元件、整数或步骤或者元件、整数或步骤的群组，但不排除任何其他元件、整数或步骤或者元件、整数或步骤的群组。
附图说明
22.现在将参考图式通过非限制性实例来描述本公开的实施方案，在图式中：
23.图1是已知光学接收器的示意图；
24.图2示出图1的光学接收器的示例性实施方式；
25.图3是根据本公开的实施方案的光学接收器的示意图；
26.图4图解说明图3中所示的t线圈的等效电路；
27.图5是示出图2和图3的接收器的放大器的频率响应的图表；
28.图6是示出图2和图3的接收器的放大器的输入参考噪声的图表；
29.图7到图9示出图3中所示的接收器的双极性结型晶体管实施方式的电路图；并且
30.图10示出图3中所示的接收器的cmos实施方式的电路图。
具体实施方式
31.图1是光学接收器100的示意图，光学接收器100包括已知的分路反馈跨阻抗放大器tia 101和光电二极管106。tia 101包括具有增益-af的反相放大器102(本文中可互换地称为反馈放大器)和具有电阻rf的反馈电阻器104。反馈电阻器104耦合在反相放大器102的输入端与输出端之间。tia 101具有固有输入电容ci。当布置在光学接收器中时，tia 101的输入端耦合到光电二极管106的阳极。光电二极管106的阴极连接到供应电压vdd。如下文更详细地阐述，tia 101可用于将任何电流转换成电压，并不仅限于转换由光电二极管106生成的电流。
32.光电二极管106具有固有寄生电容c
pd
。穿过光电二极管106的电流i
pd
与入射在光电二极管106的光的振幅成比例。此电流i
pd
流动到tia 101中，tia 101继而在其输出端处生成输出电压vout。
33.可通过以下方程式估计反馈电阻器104对tia 101的输入参考噪声irn的贡献。
[0034][0035]
因此，可通过增大反馈电阻器104的值rf来减小或最小化tia 101的irn。然而，在给定反馈增益af的情况下，增大反馈电阻器104的值rf也会导致tia 101的带宽发生不期望的减小，如下文所阐释。
[0036]
光电二极管106的寄生电容c
pd
和tia 101的输入电容ci限制了tia 101的带宽。假定反相放大器102具有平坦频率响应，可通过以下方程式估计输入电流i
pd
与输出电压vout之间的频率相关传递函数。
[0037][0038]
其中
[0039][0040][0041]ct
＝ci+c
pd
[0042]
从上文可看到，在给定反馈电阻rf、寄生电容c
pd
和输入电容ci的情况下，可通过增大与反相放大器102相关联的开环反馈增益af来增大tia 101的带宽ω
p
。
[0043]
实际上，反相放大器102将具有有限的带宽，其中在给定工艺技术的情况下增益af与带宽ω
p
的积大致恒定。这导致tia 101的总带宽受到对应的限制。假定反相放大器102具
有单个主导极点，这使得tia 101具有二阶频率响应。如果放大器102的主导极点频率太低，则tia 101的闭环响应将欠阻尼(underdamped)并且脉冲响应将表现出振铃，这会导致符号间干扰。这可表明想要维持的q因数(即，巴特沃斯(butterworth)响应)，放大器102的带宽ωa应满足以下方程式。
[0044][0045]
这继而产生总-3db带宽：
[0046][0047]
因此，为了在增大tia 101的反馈电阻rf(以降低irn)的同时维持tia 101的高总带宽，期望增大反馈放大器增益与带宽的积(af·
ωa)。
[0048]
图2示出包括图1中所示的光学接收器100的已知实例性实施方式的系统200，其中相似的部分已被赋予相似的编号。所述系统包括光学接收器100，光学接收器100将其输出vout提供到下一个放大器级202中。
[0049]
反相放大器102包括：第一放大器级204，第一放大器级204包括跨导放大器；和第二放大器级206，所述第二放大器级206包括缓冲器。第一放大器级204的输出端在输出电压节点208处耦合到第二放大器级206。第一放大器级204生成电流，该电流通过耦合在输出电压节点208与参考电压(在此情形中，是接地)之间的负载电阻r
l
在输出电压节点208处被转换回输出电压vout。这产生放大器增益af＝-gmr
l
。第二放大器级206被配置成驱动具有低输出阻抗的反馈电阻器rf。第二放大器级206优选地具有约1的增益。然而，实际上，第二放大器级206可具有略小于1(例如0.8或0.9)的增益。下一放大器级202的输入端耦合到输出电压节点208，以使得下一放大器级202由输出电压vout驱动。
[0050]
下一放大器级202具有寄生输入电容cn，所述寄生输入电容在图2中表示为耦合在下一放大器级202的输入端与参考电压(在此情形中，是接地)之间。同样地，与跨导放大器和第二放大器级的输入端相关联的电容c
l
表示为耦合在第二放大器级206的输入端与参考电压(在此情形中，是接地)之间。
[0051]
反相放大器102的带宽ωa受下一放大器级202的输入电容cn和与反相放大器102相关联的电容c
l
的组合限制并且可依据以下方程式来判定。
[0052][0053]
对于任何给定的工艺技术，这些电容cn、c
l
具有可达到的下限。并且虽然减小负载电阻r
l
将使得带宽ωa增大，但需要增大第一放大器级204的增益gm以达成给定目标af，这继而将会增大放大器102的功耗并且增大第一放大器级204的输入电容ci。具有较大的增益gm也往往会需要第一放大器级204具有较大的部件来适应增大的电流，这继而会增大成本和电路面积。
[0054]
本公开的实施方案旨在通过消除或至少减小下一增益级202的输入电容cn对反相放大器102的影响来解决或至少减轻上述问题中的一者或多者。如此一来，可扩展反相放大器102的增益带宽积(ωa.af)。这使得在给定反馈电阻rf下能够扩展tia 101的总带宽。反
之，可针对给定带宽ωa使用较大的反馈电阻器rf，这继而将使得tia 101的irn减小。
[0055]
图3示意性地图解说明根据本公开的实施方案的旨在达成此效果的光学接收器300。光学接收器300与图2的光学接收器200的相似部分已被赋予相似的编号。因此，与图2中所示的光学接收器200相似，光学接收器300包括光电二极管106、tia 101(包括第一放大器级204和第二放大器级206)以及下一增益级202。
[0056]
与图2的光学接收器200相比，图3中所示的光学接收器300包括输出级302，所述输出级302耦合在tia 101的输出电压节点208与下一增益级202的输入节点304之间。
[0057]
输出级302包括t线圈306和负载电阻器308，负载电阻器308具有电阻r
l
。t线圈306包括第一电感器310和第二电感器312，所述两个电感器串联耦合在第一电感器节点i1与第二电感器节点i2之间。第一电感器310与第二电感器312在第三电感器节点i3处彼此耦合，第三电感器节点i3自身耦合到下一增益级202的输入节点304。第一电感器节点i1耦合到反馈放大器102的电压输出节点208。负载电阻器308耦合在第二电感器节点i2与参考电压vref之间，在一些实施方案中所述参考电压vref是供应电压。
[0058]
在本文中所述的实施方案中，t线圈306是桥接t线圈。因此，t线圈306还包括桥接电容器，所述桥接电容器耦合在第一电感器节点i1与第二电感器节点i2之间并且因此被布置成与串联耦合的电感器310、312并联。桥接电容器cb确保t线圈的输入阻抗在大的频率范围内是恒定的并且是电阻性的。然而将了解，在其他实施方案中，可省略桥接电容器cb。虽然这样的布置不是很有效，但不具有桥接电容器cb的t线圈仍将能够提高tia 101的带宽。
[0059]
在本文中所述的实施方案中，t线圈的电感器310、312具有相同的电感l。然而将了解，在其他实施方案中，电感器310、312可具有不同的电感值。
[0060]
图4示出输出级302的等效电路400。t线圈在本技术中是众所周知的，因此其操作理论在此将不再赘述。然而，总的来说，t线圈306的电感器310、312中的每一者具有电感l(因此t线圈的差分电感为2l)并且电感器310、312共用互电感m。每一个线圈的电感l、互电感m和桥接电容器cb的值可被选择为使得在第一电感器节点i1处测量到的阻抗在大的频率范围内是恒定电阻。为了达成此条件，可表明需要满足以下方程式。
[0061][0062][0063]
其中θ是t线圈的极角(pole angle)，所述极角在最大平坦包络时延(maximally flat envelope delay)下等于30度。
[0064][0065]
因此，通过将t线圈306布置在位于下一放大器级202的输入节点304处的阻抗与反相放大器102的电压输出节点208之间，下一放大器级202的寄生电容cn可对第一放大器级204隐匿。从tia 101看到的电压输出节点208处的阻抗是恒定的并且是电阻性的。
[0066]
在消除下一放大器级202的寄生电容cn的影响的情况下，可通过以下方程式判定反馈放大器102的带宽ωa。
[0067][0068]
因此在总电容减小的情况下，反馈放大器102的带宽ωa在给定反馈电阻rf的情况下得以扩展。同样地，在给定带宽ωa的情况下，可增大负载电阻r
l
，这继而将使得反馈增益af变大。
[0069]
图5以图表形式图解说明带宽的此扩展。具体来说，图5示出在电压输出节点208与下一放大器级202的输入节点304之间存在以及不存在t线圈306的情况下的实例性频率响应，每一个接收器200、300具有以下元件值，c
t
是总输入电容(ci+c
pd
)。
[0070]
元件值rf300ωr
l
50ωc
t
200ffc
l
30ffcn60fft线圈极角30
°
[0071]
曲线502绘示在电压输出节点208处观测到的图2中所示的现有技术接收器200(没有t线圈306)的频率响应。曲线504绘示在有t线圈306的情况下在电压输出节点208处观测到的图3中所示的接收器300的频率响应。曲线506绘示在下一增益级202的输入节点304处观测到的图3中所示的接收器300的频率响应。
[0072]
可看到，在没有t线圈306的情况下，装载有反馈放大器102的下一放大器级202的大寄生电容cn产生了2db的频率响应峰值和在此峰值之上的急剧下降。与接收器200的频率响应相比，在第一放大器级204的输出端处添加图3中所示的t线圈306会使频率响应变平坦并且扩展。
[0073]
将了解，添加t线圈306会在电压输出节点208与下一放大器级202的输入节点304之间引入另外的二阶滤波。然而，发明人已发现此滤波的截止频率足够高，因此并不会明显影响接收器300的总频率响应，这在图5中也是显而易见的。
[0074]
除上述内容之外，因将t线圈306耦合到(具体来说)反馈放大器102的第一放大器级204的输出端而带来的反馈放大器102的增益带宽积的增大允许在给定tia 101的总带宽的情况下使用更大的反馈电阻器rf。这使得与现有技术放大器(诸如图2中所示的接收器200)相比，tia 101的irn明显减小。
[0075]
为了示出在存在和不存在t线圈306的情况下接收器200、300之间在irn上的差异，对接收器200进行模拟，选择接收器200的rf和r
l
的值，所述值使得频率响应与图3的接收器300的频率响应大致匹配。
[0076]
图6以图表形式分别图解说明接收器200和接收器300的这些密切匹配的频率响应602、604，其中具有以下元件值。
[0077]
元件没有t线圈有t线圈rf110ω300ωr
l
21ω50ωct
200ff200ffc
l
30ff30ffcn60ff60fft线圈极角30
°
30
°
[0078]
使用以上元件值，结合高达67ghz(-3db带宽)，接收器200的irn在有t线圈306的情况下为2.04uarms，而在没有t线圈的情况下为3.13uarms。这图解说明了与接收器200的irn(在没有t线圈的情况下)相比，来自接收器300(在有t线圈306的情况下)的反馈电阻器rf的irn贡献大幅减小(大约35％)。
[0079]
现在将参考图7到图10描述接收器300的各种实施方式。在每一个实例中，光电二极管106、输出级302和下一放大器级202与图3中所示的基本上类似，因此已使用类似的参考编号标示。
[0080]
首先参考图7，接收器700包括使用双极性结型晶体管实施的tia 702。tia 702包括第一双极性结型晶体管bjt 704、第二bjt 706和反馈电阻器708。第一bjt 704被布置为共发射极放大器，其中其基极耦合到tia 702的输入节点705(并且因此耦合到光电二极管106的阳极)，其发射极耦合到参考电压(在此情形中，是接地)，并且其集电极耦合到tia 702的电压输出节点710。因此第一bjt 704用作跨导放大器。tia 702的电压输出节点710耦合到t线圈306的第一电感器节点i1。第二bjt 706被布置为发射极跟随放大器，其中其基极耦合到电压输出节点710，其发射极耦合到反馈电阻器708和电流源712中的每一者，电流源712本身耦合到参考电压(在此情形中，是接地)。第二bjt 706的集电极耦合到参考电压(诸如，偏置电压或供应电压)。反馈电阻器708耦合在第二bjt 706的发射极与第一bjt 704的基极之间。
[0081]
图8示出接收器800，接收器800是图7中所示的接收器700的变型，其中第一bjt 704已被替换为包括共发射极bjt 804和共射共基(cascode)bjt 806的共射共基共发射极放大器802。共发射极bjt 804具有耦合到输入节点705的基极、耦合到参考电压(在此情形中，是接地)的发射极和耦合到共射共基bjt 806的发射极的集电极。共射共基bjt 806具有耦合到共射共基偏置电压vcasc的基极、耦合到电压输出节点710和第二bjt 706的基极的集电极。因此，bjt 804和bjt 806用作此项技术中已知的共射共基共发射极放大器。
[0082]
图9示出接收器900，接收器900是图7中所示的接收器700的另一个变型，其中第一bjt 704已被替换成加增前道布置(raised front end arrangement)902，布置902包括被布置为差分对或长尾对(long-tailed pair)的第一bjt 904和第二bjt 906。第一bjt 904具有耦合到输入节点705的基极以及耦合到电压输出节点710的集电极。第二bjt 906具有连接到第一参考电压vref1的基极和耦合到第二参考电压vref2的集电极。在所示的实施方案中，第二参考电压vref2大于第一参考电压vref1。第一参考电压vref1可被选择为大约等于在输入节点705处接收到的平均输入电压vin。
[0083]
第一bjt 904和第二bjt 906的发射极耦合到共同的电流源908，电流源908本身耦合到另一参考电压(在此情形中，是接地)。因此加增前道布置902用作跨导放大器。
[0084]
参考图7到图9示出并且描述的双极性实施方式中的任一者在其他实施方案中可使用对应cmos(互补金属氧化物半导体)技术来实施。
[0085]
图10提供实例性cmos实施的接收器1000，所述cmos实施的接收器1000是与图7中
所示的接收器700等效的cmos。接收器1000包括使用nmos(n型金属氧化物半导体)晶体管实施的tia 1002。将了解，在其他实施方案中，tia 1002同样可使用pmos(p型金属氧化物半导体)装置来实施。tia 1002包括第一mosfet(金属氧化物半导体场效应晶体管)1004、第二mosfet 1006和反馈电阻器1008。第一mosfet 1004被布置为共源极放大器，其中其栅极耦合到tia 1002的输入节点1005(并且因此耦合到光电二极管106的阳极)，其源极耦合到参考电压(在此情形中，是接地)，并且其漏极耦合到tia1002的电压输出节点1010。tia1002的电压输出节点1010耦合到t线圈306的第一电感器节点i1。因此第一mosfet1004用作跨导放大器。第二mosfet 1006被布置为源极跟随器放大器，其中其栅极耦合到电压输出节点1010，其源极耦合到反馈电阻器1008和电流源1012，电流源1012本身耦合到参考电压(在此情形中，是接地)。第二mosfet 1006的漏极耦合到参考电压，诸如偏置电压或供应电压。反馈电阻器1008耦合在第二mosfet 1006的源极与第一mosfet 1004的栅极之间。
[0086]
将了解，也可使用cmos装置(例如通过将每一个bjt替换成cmos晶体管)来重新设计图8和图9中所示的实施方案。
[0087]
虽然将本公开的实施方案描述为转换光电二极管所生成的电流，但本公开并不仅限于此。本文中所述的tia可用于转换任何想得到的装置所生成的任何输入电流。举非限制性实例来说，本文中所述的tia可用于转换从盖革米勒(geiger-muller)管、光电倍增管、加速度计和生成输入电流的任何其他类型的传感器输出的输入电流。技术人员将了解，tia特别用于转换来自电流响应比电压响应更具线性度的传感器的信号。另外，本文中所述的tia可被配置成与跨导放大器组合以转换输入电压(而非输入电流)。举例来说，可将输入电压提供到跨导放大器，所述跨导放大器接着可输出电流以用作本文中所述的tia中的一者或多者的输入。
[0088]
实施方案可实施在诸如光学模块等主机装置中，所述主机装置本身可位于服务器或其他计算装置中。
[0089]
应注意，上述实施方案对本发明加以图解说明而非限制，并且本领域技术人员将能够设计出诸多替代实施方案，而此并不背离随附权利要求书的范围。词语“包括comprising”不排除存在除了权利要求书中列出的要素或步骤之外的要素或步骤，“一”不排除多个，并且单个特征或其他单元可实现权利要求书中叙述的几个单元的功能。权利要求书中的任何参考编号或标签不应被解释为限制权利要求书的范围。

技术特征：
1.一种用于将输入节点处的输入电流转换成输出节点处的输出电压的跨阻抗放大器tia，所述tia包括：第一放大器级，所述第一放大器级具有耦合到所述输入节点的第一输入端并且具有第一输出端；反馈路径，所述反馈路径在所述第一输出端与所述第一输入端之间；第二放大器级，所述第二放大器级在所述反馈路径中，具有第二输入端，所述第二输入端耦合到所述第一放大器级的所述第一输出端；反馈电阻器，所述反馈电阻器在所述反馈路径中，耦合在所述第二放大器级的输出端与所述第一放大器级的所述第一输入端之间；以及输出级，所述输出级包括：负载电阻器，所述负载电阻器耦合在第一参考电压节点与t线圈之间，所述t线圈包括串联耦合在电感器节点处的第一电感器和第二电感器，所述t线圈耦合在所述第一输出端与所述负载电阻器之间，所述电感器节点耦合到所述tia的所述输出节点。2.如权利要求1所述的tia，其中所述t线圈是桥接t线圈，其中所述t线圈还包括耦合在所述第一输出端与所述负载电阻器之间的桥电容器。3.如权利要求1所述的tia，其中所述第一参考电压节点是供应电压节点，而第二参考电压节点是耦合到地。4.如权利要求1所述的tia，其中所述第一放大器级包括跨导放大器。5.如前述权利要求中任一项所述的tia，其中所述第一放大器级包括共发射极放大器，所述共发射极放大器包括：第一双极性结型晶体管bjt，所述第一bjt具有：第一基极，所述第一基极耦合到所述第一放大器级的所述第一输入端；第一发射极，所述第一发射极耦合到所述第二参考电压节点；以及第一集电极，所述第一集电极耦合到所述第一放大器级的所述第一输出端。6.如权利要求1至4中任一项所述的tia，其中所述第一放大器级包括共射共基共发射极放大器。7.如权利要求6所述的tia，其中所述共射共基共发射极放大器包括：共发射极bjt，所述共发射极bjt具有耦合到所述第一输入端的第一基极、耦合到所述第二参考电压节点的第一发射极、和第一集电极；共射共基bjt，所述共射共基bjt具有耦合到共射共基偏置电压节点的第二基极、耦合到所述第一集电极的第二发射极、和耦合到所述第一输出端的第二集电极。8.如权利要求1至4中任一项所述的tia，其中所述第一放大器级包括：第一bjt，所述第一bjt具有耦合到所述第一输入端的第三基极、耦合到所述第一输出端的第三集电极、和第三发射极；第二bjt，所述第二bjt具有耦合到第三参考电压节点的第四基极、耦合到第四参考电压节点的第四集电极、和第四发射极；以及电流源，所述第三发射极和所述第四发射极耦合到所述电流源。9.如权利要求1至4中任一项所述的tia，其中所述第二放大器级具有约等于1的电压增益。
10.如权利要求1至4中任一项所述的tia，其中所述第二放大器级包括发射极跟随器放大器，所述发射极跟随器放大器包括：第二bjt，所述第二bjt具有：第二基极，所述第二基极耦合到所述第一放大器级的所述第一输出端；第二集电极，所述第二集电极耦合到第五参考电压节点；以及第二发射极，所述第二发射极耦合到所述反馈电阻器。11.如权利要求1至4中任一项所述的tia，其中所述第一放大器级包括共源极放大器。12.如权利要求11所述的tia，其中所述共源极放大器包括第一cmos装置，所述第一cmos装置具有：第一栅极，所述第一栅极耦合到所述第一放大器级的所述第一输入端；第一源极，所述第一源极耦合到所述第二参考电压节点；以及第一漏极，所述第一漏极耦合到所述第一放大器级的所述第一输出端。13.如权利要求1至4中任一项所述的tia，其中所述第二放大器级包括源极跟随器放大器。14.如权利要求13所述的tia，其中所述源极跟随器放大器包括第二cmos装置，所述第二cmos装置具有：第二栅极，所述第二栅极耦合到所述第一放大器级的所述第一输出端；第二源极，所述第二源极耦合到所述反馈电阻器；以及第二漏极，所述第二漏极耦合到所述第二参考电压节点。15.如权利要求1至4中任一项所述的tia，其中所述tia还包括耦合到所述输出节点的第三放大器级。16.如权利要求15所述的tia，其中所述第三放大器级是限幅放大器或可变增益放大器vga。17.如权利要求1至4中任一项所述的tia，其中所述tia还包括第二跨导放大器，所述第二跨导放大器耦合到所述输入节点并且被配置成生成所述输入电流。18.一种光学接收器，所述光学接收器包括：光电二极管，所述光电二极管用于生成输入电流；以及如权利要求1至17中任一项所述的tia。19.如权利要求18所述的光学接收器，其中所述光电二极管被反向偏置。20.一种电子装置，所述电子装置包括如权利要求1至17中任一项所述的tia。21.如权利要求20所述的电子装置，其中所述电子装置是光学接收器、盖革米勒管、光电倍增管或加速度计中的一者。

技术总结
一种跨阻抗放大器TIA、光学接收器及电子装置，所述TIA包括：第一放大器级，具有耦合到所述输入节点的第一输入端并具有第一输出端；反馈路径，在所述第一输出端与所述第一输入端之间；第二放大器级，在所述反馈路径中，具有第二输入端，所述第二输入端耦合到所述第一放大器级的所述第一输出端；反馈电阻器，在所述反馈路径中，耦合在所述第二放大器级的输出端与所述第一放大器级的第一输入端之间；以及输出级，包括：负载电阻器，耦合在参考电压节点与T线圈之间，所述T线圈包括串联耦合在电感器节点处的第一电感器和第二电感器，所述T线圈耦合在所述第一输出端与所述负载电阻器之间，所述电感器节点耦合到所述TIA的所述输出节点。述电感器节点耦合到所述TIA的所述输出节点。述电感器节点耦合到所述TIA的所述输出节点。


技术研发人员：C
受保护的技术使用者：商升特公司
技术研发日：2023.01.19
技术公布日：2023/8/1