一種基于前饋共柵的高帶寬高增益跨阻放大器
1.本發明屬于模擬集成電路技術領域，尤其涉及一種基于前饋共柵的高帶寬高增益跨阻放大器。
背景技術：
2.伴隨著光通信技術的興起與高速發展，其在現代通信領域的承擔的作用愈發重要，光通信技術已成為現代通信的重要支柱，人們對其各項技術指標提升的需求也愈發強烈。在光通信技術中，跨阻放大器可以處理經過光電二極管探測光信號轉換生成的電流信號，將其進行跨阻放大為后續電路可以處理的電壓信號。擁有高增益和高帶寬的跨阻放大器可以為后續光通信系統各項技術指標的提升打下堅實的基礎。
3.跨阻放大器需要將電流信號轉換為電壓信號，所以需要盡可能小的輸入的電阻以便從光電二極管中獲取電流信號，同時隔離光電二極管中對帶寬影響較大的寄生電容。因此提出采用輸入電阻較小的共柵放大器作為跨阻放大器。在共柵放大器的基礎上，擁有更小輸入電阻的調節性共源共柵放大器被提出并成為最為常用的跨阻放大器結構。為了獲得更小的輸入電阻，進一步提出了前饋共柵放大器。
4.相較于共柵放大器與調節性共源共柵放大器，前饋共柵放大器擁有更小的輸入阻抗，使得輸入結點對帶寬的影響變得微乎其微。但是其引入了其它結點，產生了更多的極點，在一定程度上也限制了帶寬。并且其跨阻增益受第一電阻的限制，無法滿足高增益的需求。
技術實現要素：
5.為解決上述技術問題，本發明提出了一種基于前饋共柵的高帶寬高增益跨阻放大器，在提升放大器跨阻增益的同時，大幅地拓展了帶寬，且擁有高增益平坦度以及小版圖面積的優點。
6.為實現上述目的，本發明提供了一種基于前饋共柵的高帶寬高增益跨阻放大器，包括：輸入級前饋共柵放大器、增益級電容退化共源放大器和米勒電容；
7.所述輸入級前饋共柵放大器的輸入端接入電流信號，所述輸入級前饋共柵放大器的輸出端與所述增益級電容退化共源放大器的輸入端連接，所述增益級電容退化共源放大器的輸出端輸出電壓信號；所述米勒電容分別與所述輸入級前饋共柵放大器和所述增益級電容退化共源放大器連接。
8.可選地，所述輸入級前饋共柵放大器包括：第一晶體管m1、第二晶體管m2、第三晶體管m3、第四晶體管m4、第一電阻r1、第二電阻r2和第三電阻r3；
9.所述第一晶體管m1的源極通過電路結點in分別與所述第二晶體管m2的源極、第四晶體管m4的漏極連接，所述第一晶體管m1的漏極通過電路結點z分別與所述第一電阻r1和所述增益級電容退化共源放大器的輸入端連接，所述第一晶體管m1的柵極由電路結點y接入，構成第一級共柵放大級；
10.所述第二晶體管m2的柵極接入外部偏壓vb，所述第二晶體管m2的漏極通過電路結點x分別與所述第二電阻r2和第三晶體管m3的柵極連接，構成第二級共柵放大級；
11.所述第三晶體管m3的源極接地，所述第三晶體管m3的漏極通過所述電路結點y與所述第三電阻r3和第一晶體管m1的柵極連接，所述第三晶體管m3的源極由所述電路結點x接入，構成第三級共柵放大級；
12.所述第四晶體管m4的漏極由所述電路結點in接入，所述第四晶體管m4的柵極接入所述外部偏壓vb，所述第四晶體管m4的源極接地；
13.所述第一電阻r1一端接入電源，另一端連接于所述電路結點z，所述第二電阻r2一端接入所述電源，另一端連接于所述電路結點x，所述第三電阻r3一端接入所述電源，另一端連接于所述電路結點y。
14.可選地，所述增益級電容退化共源放大器包括：第五晶體管m5、增益電阻rd、退化電阻rs和退化電容cs；
15.所述第五晶體管m5的柵極通過所述電路結點z與所述輸入級前饋共柵放大器的輸出端連接，所述第五晶體管m5的漏接與所述增益電阻rd和輸出結點out連接，所述第五晶體管m5的源極分別與所述退化電阻rs、退化電容cs連接；所述增益電阻rd一端接入所述電源，另一端連接于所述輸出結點out，所述退化電阻rs和所述退化電容cs并聯連接，并聯連接的一端接入所述第五晶體m5源極，并聯連接的另一端接地，構成退化電容結構。
16.可選地，所述米勒電容包括：第一米勒電容c1和第二米勒電容c2；
17.所述第一米勒電容c1的一端接入所述電路結點z，所述第一米勒電容c1的另一端接入所述電路結點x，所述第二米勒電容c2的一端接入所述電路結點y，所述第二米勒電容c2的另一端接入所述輸出結點out。
18.可選地，所述第二級共柵放大級與所述第三級共柵放大級級聯，并與所述第一級共柵放大級構成前饋回路。
19.可選地，所述高帶寬高增益跨阻放大器中所述電路結點x和電路結點z之間的增益為：
[0020][0021]
其中，vz為結點z處的電壓，v
x
為結點x處的電壓，gm1為晶體管m1的跨導，gm2為晶體管m2的跨導，gm3為晶體管m3的跨導；
[0022]
所述電路結點y和輸出結點out之間的增益為：
[0023][0024]
其中，v
out
為輸出結點的電壓，vy為y結點的電壓，gm5為晶體管m5的跨導。
[0025]
可選地，所述高帶寬高增益跨阻放大器的傳輸函數為:
[0026][0027]
其中，rs為退化電阻，cs為退化電容，i
in
為輸入電流信號，c
m23
為m2與m3之間的寄生電容之和，c
m31
為m3與m1之間的寄生電容之和，c
m5
為m5的寄生電容，c
x
為負米勒電容等效后連接于x結點的電容，c
pd
為光電二極管寄生電容，cz為負米勒電容等效后連接于z結點的電容，cy為為負米勒電容等效后連接于y結點的電容，co為負米勒電容等效后連接于o結點的電容，rd為增益電阻。
[0028]
可選地，基于所述傳輸函數獲得所述高帶寬高增益跨阻放大器的極點和零點；
[0029]
所述極點為：
[0030][0031][0032][0033][0034][0035][0036]
其中，f
p-in
為輸入極點頻率，f
p-x
為x結點的極點頻率，f
p-y
為y結點的極點頻率，f
p-z
為z結點的極點頻率，f
p-out
為輸出極點頻率，f
p-s
為退化結點處的極點頻率；
[0037]
所述零點為：
[0038][0039]
其中，rs為退化電阻，cs為退化電容。
[0040]
與現有技術相比，本發明具有如下優點和技術效果：
[0041]
本發明利用前饋共柵放大器作為輸入級，采用電容退化的共源放大器作為增益級，并在結點間接入米勒電容。在獲得高增益的同時極大的拓展了帶寬。同時其擁有良好的增益平坦度和極小的版圖面積。能夠很好的應用于光通信技術中。
附圖說明
[0042]
構成本技術的一部分的附圖用來提供對本技術的進一步理解，本技術的示意性實施例及其說明用于解釋本技術，并不構成對本技術的不當限定。在附圖中：
[0043]
圖1為本發明實施例的跨阻放大器電路示意圖；
[0044]
圖2為本發明實施例的前饋共柵放大器電路示意圖。
[0045]
圖3為本發明實施例的采用電容退化技術的共源放大器電路示意圖；
[0046]
圖4為本發明實施例的米勒效應示意圖，其中，圖4(a)為等效前的電容米勒效應電路，圖4(b)為等效后的電容米勒效應電路；
[0047]
圖5為本發明實施例的米勒電容等效后的跨阻放大器電路示意圖；
[0048]
圖6為本發明實施例的跨阻放大器電路與經典前饋共柵放大器電路的幅頻響應對比示意圖。
具體實施方式
[0049]
需要說明的是，在不沖突的情況下，本技術中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本技術。
[0050]
需要說明的是，在附圖的流程圖示出的步驟可以在諸如一組計算機可執行指令的計算機系統中執行，并且，雖然在流程圖中示出了邏輯順序，但是在某些情況下，可以以不同于此處的順序執行所示出或描述的步驟。
[0051]
實施例
[0052]
如圖1所示，本實施例提供了一種基于前饋共柵的高帶寬高增益跨阻放大器，包括：輸入級前饋共柵放大器、增益級電容退化共源放大器和米勒電容；
[0053]
輸入級前饋共柵放大器的輸入端接入電流信號，輸入級前饋共柵放大器的輸出端與增益級電容退化共源放大器的輸入端連接，增益級電容退化共源放大器的輸出端輸出電壓信號；米勒電容分別與輸入級前饋共柵放大器和增益級電容退化共源放大器連接。
[0054]
進一步地，輸入級前饋共柵放大器包括：第一晶體管m1、第二晶體管m2、第三晶體管m3、第四晶體管m4、第一電阻r1、第二電阻r2和第三電阻r3；
[0055]
第一晶體管m1的源極通過電路結點in分別與第二晶體管m2的源極、第四晶體管m4的漏極連接，第一晶體管m1的漏極通過電路結點z分別與第一電阻r1和增益級電容退化共源放大器的輸入端連接，第一晶體管m1的柵極由電路結點y接入，構成第一級共柵放大級；
[0056]
第二晶體管m2的柵極接入外部偏壓vb，第二晶體管m2的漏極通過電路結點x分別與第二電阻r2和第三晶體管m3的柵極連接，構成第二級共柵放大級；
[0057]
第三晶體管m3的源極接地，第三晶體管m3的漏極通過電路結點y與第三電阻r3和第一晶體管m1的柵極連接，第三晶體管m3的源極由電路結點x接入，構成第三級共柵放大級；
[0058]
第四晶體管m4的漏極由電路結點in接入，第四晶體管m4的柵極接入外部偏壓vb，第四晶體管m4的源極接地；
[0059]
第一電阻r1一端接入電源，另一端連接于電路結點z，第二電阻r2一端接入電源，另一端連接于電路結點x，第三電阻r3一端接入電源，另一端連接于電路結點y。
[0060]
進一步地，增益級電容退化共源放大器包括：第五晶體管m5、增益電阻rd、退化電阻rs和退化電容cs；
[0061]
第五晶體管m5的柵極通過電路結點z與輸入級前饋共柵放大器的輸出端連接，第五晶體管m5的漏接與增益電阻rd和輸出結點out連接，第五晶體管m5的源極分別與退化電阻rs、退化電容cs連接；增益電阻rd一端接入電源，另一端連接于輸出結點out，退化電阻rs和退化電容cs并聯連接，并聯連接的一端接入第五晶體m5源極，并聯連接的另一端接地，構成退化電容結構。
[0062]
進一步地，米勒電容包括：第一米勒電容c1和第二米勒電容c2；
[0063]
第一米勒電容c1的一端接入電路結點z，第一米勒電容c1的另一端接入電路結點x，第二米勒電容c2的一端接入電路結點y，第二米勒電容c2的另一端接入輸出結點out。
[0064]
進一步地，第二級共柵放大級與第三級共柵放大級級聯，并與第一級共柵放大級構成前饋回路。
[0065]
如圖1所示，本實施例在前饋共柵放大電路基礎上進行拓展改進的放大電路，即增加了采用退化電容技術的共源放大器作為增益級，提高增益拓展帶寬。同時利用米勒效應，抵消級間結點和退化電容引入的過大零點，進一步拓展帶寬和平緩波形。該高帶寬高增益的跨阻放大器結構包括輸入級前饋共柵放大器、增益級電容退化共源放大器、米勒電容。輸入級前饋共柵放大器輸入端由結點in接入信號，輸出端由結點z連接增益級共源放大器。增益級共源放大器源極接入并聯電阻電容構成退化電容技術，輸入端由結點z連接輸入級前饋共柵放大器，輸出端輸出信號。米勒電容連接于電路結點x-z、y-out。
[0066]
輸入級前饋共柵放大器包括第一晶體管m1、第二晶體管m2、第三晶體管m3、第四晶體管m4、第一電阻r1、第二電阻r2、第三電阻r3。第一晶體管m1源極通過in結點與第二晶體管m2源極、第四晶體管m4漏極連接，漏極通過結點z分別與第一電阻r1和增益級共源放大器輸入端連接，柵極由y結點接入，構成第一級共柵放大級。第二晶體管m2的柵極接入外部偏壓vb，漏極通過結點x分別與第二電阻r2以及第三晶體管m3的柵極連接，構成第二級共柵放大級。第三晶體管m3的源極接地，漏極通過結點y與第三電阻r3以及第一晶體管m1的柵極連接，源極由x結點接入，構成第三級共柵放大級。第四晶體管m4漏極由in結點接入，柵極接入外部偏壓vb，源極接地。第一電阻r1一端接入電源，另一端連接于z結點。第二電阻r2一端接入電源，另一端連接于x結點。第三電阻r3一端接入電源，另一端連接于y結點。增益級電容退化共源放大器包括第五晶體管m5、增益電阻rd、退化電阻rs、退化電容cs。第五晶體管m5柵極通過結點z接入輸入級前饋共柵放大器輸出端，漏接與增益電阻rd以及輸出結點連接，源極與退化電阻rs、退化電容cs連接。增益電阻rd一端接入電源，另一端連接于輸出結點。退化電阻rs和退化電容cs并聯連接，一端接入第五晶體m5源極，另一端接地，構成退化電容結構。米勒電容包括第一米勒電容c1、第二米勒電容c2。第一米勒電容c1一端接入z結點，另一端接入x結點。第二米勒電容c2一端接入y結點，另一端接入輸出結點。
[0067]
如圖2所示前饋共柵放大電路擁有三級放大電路。以第二晶體管m2為主的第二級共柵放大級與以第三晶體m3管為主的第三級共源放大級級聯，并與以第一晶體管m1為主的第一級共柵放大器構成前饋回路。第二晶體管m2源極獲得的信號經過共柵放大級放大，再經共源放大級放大并傳輸至第一晶體管m1柵極。第一晶體管m1中被傳輸至柵極的回路信號同源極獲得的信號之間形成較大信號電位差，便可以在保持第一晶體管m1源極信號電位極低的情況下，也能在第一級共柵放大電路中生成較大的跨導電流。因此在前饋共柵放大電路中可以形成極小的輸入電阻。極小的輸入電阻可以從in結點處獲取更多的電流信號，從
而隔離較大的光電二極管寄生電容，減小輸入極點對帶寬限制。第一級共柵放大電路生成的跨導電流信號經過第一電阻r1完成跨阻放大生成電壓信號，跨阻增益為第一電阻r1阻值。其中第四晶體管m4視為電流源，為第一晶體管m1和第二晶體管m2提供偏置。
[0068]
前饋共柵放大器為了減小輸入電阻而構成的前饋回路，引入了兩個結點x、y，結點產生的極點對帶寬產生了極大的限制。同時其增益受到了第一電阻阻值的限制，無法滿足高增益的需求。
[0069]
如圖3所示為采用退化電容的共源放大器，通過在源極接入電阻和電容構成電容退化結構。c
5l
為負載電容，包含與下一級之間的寄生電容。
[0070]
圖3采用退化電容的共源放大器的傳輸函數為：
[0071][0072]
可以看出采用退化電容的共源放大器擁有兩個極點：
[0073][0074][0075]
由于1+gm5rs因子的拓展，f
p-s
頻率很高，因此對帶寬影響很小，可以忽略。更關鍵的是此結構引入了一個零點，零點可以抵消主極點對帶寬的限制，將帶寬推向更高的頻率。
[0076]
零點頻率為：
[0077][0078]
低頻增益為：
[0079][0080]
因此可以通過保持rs不變而改變cs的容值，從而使得零點接近極點從而拓展帶寬，而不影響增益。通過此結構，在前饋共柵放大器作為輸入級的基礎上，級聯采用退化電容技術的共源極作為增益級。保持rd》rs從而提高增益，另一方面通過控制cs的容值來移動零點，靠近主極點，抵消主極點對帶寬的影響，拓展了帶寬，實現增強增益的同時提高帶寬的目的。但是由于的其它結點周圍的寄生電容和負載電阻耦合生成的極點依舊存在，限制了電容退化對帶寬的拓展。并且為了盡可能的拓展帶寬，而引入過大的零點會導致傳輸曲線出現增益尖峰，增益平坦度降低。針對上述問題，利用密勒效應削弱其它結點極點的影響，進一步拓展帶寬，同時降低過大零點的影響，消除增益尖峰，平緩波形。
[0081]
圖4所示為電容的米勒效應示意圖，米勒效應是許多模擬電路和數字電路中存在的一種重要現象，如圖4(a)所示等效前的電容米勒效應電路可以轉換成如圖4(b)所示等效后的電容米勒效應電路。根據米勒效應有c
x
＝c(1+a),將圖4所示放大器的增益a設置為a》1。便會分別在輸入端和輸出端等效出負電容c
x
＝c(1-a)和正電容
因此需要在前述前饋共柵放大電路中到結點間增益a》1的位置，才能根據米勒效應等效出負電容。可得出
[0082]
x-z結點之間的增益：
[0083][0084]
y-out結點之間的增益
[0085][0086]
在放大電路x-z，y-out結點之間接入米勒電容,等效得到連接于x結點的電容c
x
,連接于z結點的電容cz,連接與y結點的電容cy,連接于輸出結點的電容c
out
。等效后的放大器電路圖如圖5所示
[0087]
各等效電容值為：
[0088][0089][0090][0091][0092]
根據kcl定理得到其傳輸函數。
[0093][0094]
其中，rs為退化電阻，cs為退化電容，i
in
為輸入電流信號，c
m23
為m2與m3之間的寄生電容之和，c
m31
為m3與m1之間的寄生電容之和，c
m5
為m5的寄生電容，c
x
為負米勒電容等效后連接于x結點的電容，c
pd
為光電二極管寄生電容，cz為負米勒電容等效后連接于z結點的電容，cy為為負米勒電容等效后連接于y結點的電容，co為負米勒電容等效后連接于o結點的電容，rd為增益電阻。
[0095]
通過傳輸函數可以得出本發明跨阻放大電路的極點與零點。
[0096]
極點：
[0097][0098][0099][0100][0101][0102][0103]
零點：
[0104][0105]
從上式可以看出，由于前饋共柵放大電路極小的輸入電阻隔離了光電二極管寄生電容c
pd
，輸入極點頻率提升，其對帶寬的限制更小。在此基礎上通過采用電容退化技術引入零點抵消主極點對帶寬的限制，從而拓展帶寬。由于其它結點產生的極點依舊存在，限制了帶寬的拓展，這些極點主要受到結點負載阻值和周圍寄生參數的影響。對此利用米勒效應，引入等效負電容對x，y結點周圍的寄生電容進行削弱，降低了結點極點對帶寬的限制，進一步拓展了帶寬。另一方面，z，out結點的電容因為等效正電容的增強，提高了主極點，降低了過大零點的影響，消除了增益尖峰，平緩了波形。
[0106]
綜上，本發明通過前饋共柵放大器作為輸入級，級聯采用電容退化技術的共源放大器作為增益級，最后利用米勒效應削弱級間結點的寄生電容，在提高增益的同時大幅拓展了帶寬。
[0107]
圖5為本發明高增益高帶寬跨阻放大電路實施例的仿真結果。結果表明，該型跨阻放大電路增益達到60dbω，-3db帶寬為23.9ghz。因此，本實施例的跨阻放大器滿足了高增益高帶寬的目標。
[0108]
本實施例提供了基于前饋共柵跨阻放大器作為輸入級的高增益高帶寬跨阻放大器。在前饋共柵放大器的基礎上級聯一級采用退化電容的共源放大器作為增益級。提高增益的同時，通過電容退化技術引入零點消除主極點的影響從而拓展帶寬。但由于剩余結點極點依舊存在，限制了帶寬的拓展。同時，為了盡可能的拓展帶寬，退化電容引入的過大零點會產生增益尖峰影響增益平坦度。因此，在x-z,y-out結點間接入電容，根據米勒效應，兩個電容將本別在各自兩端的結點等效一個負電容和一個正電容。等效后的負電容抵消結點周圍的寄生電容，消除結點極點的影響，進一步拓展帶寬；正電容削弱上述過大零點造成的增益尖峰，平緩波形。本發明實施例的跨阻放大器電路與經典前饋共柵放大器電路的幅頻響應對比示意圖如圖6所示。
[0109]
本實施例利用前饋共柵放大器作為輸入級，采用電容退化的共源放大器作為增益級，并在結點間接入米勒電容。在獲得高增益的同時極大的拓展了帶寬。同時其擁有良好的增益平坦度和極小的版圖面積。可以很好的應用于光通信技術中。
[0110]
以上，僅為本技術較佳的具體實施方式，但本技術的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本技術揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本技術的保護范圍之內。因此，本技術的保護范圍應該以權利要求的保護范圍為準。
技術特征：
1.一種基于前饋共柵的高帶寬高增益跨阻放大器，其特征在于，包括：輸入級前饋共柵放大器、增益級電容退化共源放大器和米勒電容；所述輸入級前饋共柵放大器的輸入端接入電流信號，所述輸入級前饋共柵放大器的輸出端與所述增益級電容退化共源放大器的輸入端連接，所述增益級電容退化共源放大器的輸出端輸出電壓信號；所述米勒電容分別與所述輸入級前饋共柵放大器和所述增益級電容退化共源放大器連接。2.根據權利要求1所述的基于前饋共柵的高帶寬高增益跨阻放大器，其特征在于，所述輸入級前饋共柵放大器包括：第一晶體管m1、第二晶體管m2、第三晶體管m3、第四晶體管m4、第一電阻r1、第二電阻r2和第三電阻r3；所述第一晶體管m1的源極通過電路結點in分別與所述第二晶體管m2的源極、第四晶體管m4的漏極連接，所述第一晶體管m1的漏極通過電路結點z分別與所述第一電阻r1和所述增益級電容退化共源放大器的輸入端連接，所述第一晶體管m1的柵極由電路結點y接入，構成第一級共柵放大級；所述第二晶體管m2的柵極接入外部偏壓vb，所述第二晶體管m2的漏極通過電路結點x分別與所述第二電阻r2和第三晶體管m3的柵極連接，構成第二級共柵放大級；所述第三晶體管m3的源極接地，所述第三晶體管m3的漏極通過所述電路結點y與所述第三電阻r3和第一晶體管m1的柵極連接，所述第三晶體管m3的源極由所述電路結點x接入，構成第三級共柵放大級；所述第四晶體管m4的漏極由所述電路結點in接入，所述第四晶體管m4的柵極接入所述外部偏壓vb，所述第四晶體管m4的源極接地；所述第一電阻r1一端接入電源，另一端連接于所述電路結點z，所述第二電阻r2一端接入所述電源，另一端連接于所述電路結點x，所述第三電阻r3一端接入所述電源，另一端連接于所述電路結點y。3.根據權利要求2所述的基于前饋共柵的高帶寬高增益跨阻放大器，其特征在于，所述增益級電容退化共源放大器包括：第五晶體管m5、增益電阻r
d
、退化電阻r
s
和退化電容c
s
；所述第五晶體管m5的柵極通過所述電路結點z與所述輸入級前饋共柵放大器的輸出端連接，所述第五晶體管m5的漏接與所述增益電阻r
d
和輸出結點out連接，所述第五晶體管m5的源極分別與所述退化電阻r
s
、退化電容c
s
連接；所述增益電阻r
d
一端接入所述電源，另一端連接于所述輸出結點out，所述退化電阻r
s
和所述退化電容c
s
并聯連接，并聯連接的一端接入所述第五晶體m5源極，并聯連接的另一端接地，構成退化電容結構。4.根據權利要求3所述的基于前饋共柵的高帶寬高增益跨阻放大器，其特征在于，所述米勒電容包括：第一米勒電容c1和第二米勒電容c2；所述第一米勒電容c1的一端接入所述電路結點z，所述第一米勒電容c1的另一端接入所述電路結點x，所述第二米勒電容c2的一端接入所述電路結點y，所述第二米勒電容c2的另一端接入所述輸出結點out。5.根據權利要求2所述的基于前饋共柵的高帶寬高增益跨阻放大器，其特征在于，所述第二級共柵放大級與所述第三級共柵放大級級聯，并與所述第一級共柵放大級構成前饋回路。6.根據權利要求3所述的基于前饋共柵的高帶寬高增益跨阻放大器，其特征在于，所述
高帶寬高增益跨阻放大器中所述電路結點x和電路結點z之間的增益為：其中，v
z
為結點z處的電壓，v
x
為結點x處的電壓，gm1為晶體管m1的跨導，gm2為晶體管m2的跨導，gm3為晶體管m3的跨導；所述電路結點y和輸出結點out之間的增益為：其中，v
out
為輸出結點的電壓，v
y
為y結點的電壓，gm5為晶體管m5的跨導。7.根據權利要求4所述的基于前饋共柵的高帶寬高增益跨阻放大器，其特征在于，所述高帶寬高增益跨阻放大器的傳輸函數為:其中，r
s
為退化電阻，c
s
為退化電容，i
in
為輸入電流信號，c
m23
為m2與m3之間的寄生電容之和，c
m31
為m3與m1之間的寄生電容之和，c
m5
為m5的寄生電容，c
x
為負米勒電容等效后連接于x結點的電容，c
pd
為光電二極管寄生電容，c
z
為負米勒電容等效后連接于z結點的電容，c
y
為為負米勒電容等效后連接于y結點的電容，c
o
為負米勒電容等效后連接于o結點的電容，r
d
為增益電阻。8.根據權利要求7所述的基于前饋共柵的高帶寬高增益跨阻放大器，其特征在于，基于所述傳輸函數獲得所述高帶寬高增益跨阻放大器的極點和零點；所述極點為：所述極點為：所述極點為：所述極點為：所述極點為：
其中，f
p-in
為輸入極點頻率，f
p-x
為x結點的極點頻率，f
p-y
為y結點的極點頻率，f
p-z
為z結點的極點頻率，f
p-out
為輸出極點頻率，f
p-s
為退化結點處的極點頻率；所述零點為：其中，r
s
為退化電阻，c
s
為退化電容。
技術總結
本發明提供了一種基于前饋共柵的高帶寬高增益跨阻放大器，包括：輸入級前饋共柵放大器、增益級電容退化共源放大器和米勒電容；所述輸入級前饋共柵放大器的輸入端接入電流信號，所述輸入級前饋共柵放大器的輸出端與所述增益級電容退化共源放大器的輸入端連接，所述增益級電容退化共源放大器的輸出端輸出電壓信號；所述米勒電容分別與所述輸入級前饋共柵放大器和所述增益級電容退化共源放大器連接。本發明在提升放大器跨阻增益的同時，大幅地拓展了帶寬，且擁有高增益平坦度以及小版圖面積的優點。的優點。的優點。
