一种宽动态范围跨阻放大器的设计
发布时间:2018-01-23 08:21
本文关键词: 光电探测器 跨阻放大器 检测范围 增益可调 出处:《半导体光电》2017年03期 论文类型:期刊论文
【摘要】:针对光电探测器的光电流信号弱、变化范围大的特点,设计了一种全新的检测光电流信号的跨阻放大器(TIA)电路结构,其检测电流信号范围为1.6μA~1.6mA,动态电流检测范围达到60dB。通过在电路内部设计出两个增益可调、增益段不同的TIA,分别处理光电流的小电流段(1.6~50μA)和大电流段(50μA~1.6mA),增益可调范围为56~96dBΩ;通过外置输出电压饱和检测信号,选择所需工作的TIA及其增益段。该电路采用0.18μm标准CMOS工艺的PDK进行电路设计、版图设计和仿真验证等。测试结果表明:在检测电流为1.6μA时,输出电压为95mV;检测电流为1.6mA时,输出电压为915mV,与仿真结果相一致。电路瞬态特性良好,上升时间为5~10ns,3.3V电压下功耗小于2mW,各指标满足设计要求。
[Abstract]:Aiming at the characteristics of weak photocurrent signal and wide range of variation of photodetector, a novel transresistance amplifier (TIA) circuit structure is designed to detect photocurrent signal. The detection current signal range is 1.6 渭 An 1.6 Ma, and the dynamic current detection range is 60 dB. Two TIA with different gain segments are designed in the circuit. The low current band (1.650 渭 A) and the high current band (50 渭 A) (1.6mAn) of photocurrent are processed, respectively. The gain adjustable range is 569dB 惟. The output voltage saturation detection signal is used to select the required TIA and its gain segment. The circuit is designed using 0.18 渭 m standard CMOS PDK. The test results show that the output voltage is 95 MV when the detection current is 1.6 渭 A. When the detection current is 1.6mA, the output voltage is 915mV, which is in agreement with the simulation results. The transient characteristics of the circuit are good, and the power consumption is less than 2MW at the rising time of 5.10nm / 3.3V. Each index meets the design requirements.
【作者单位】: 西南技术物理研究所;
【分类号】:TN722
【正文快照】: 0引言光电探测器主要由光电二极管、跨阻放大器、主放大器、数据判决和时钟恢复等模块电路组成[1]。其中,跨阻放大器是尤为关键的部分,具有高灵敏度、增益易控制、输出阻抗小和不需要均衡电路等优点,其主要作用是将光电二极管产生的微弱电流放大并转换成电压信号以供后续电路
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本文编号:1457168
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