一种高增益、大带宽跨阻放大器的设计

作为激光近炸引信中探测与目标识别核心元件的光电探测器,其性能取决于光电二极管和相应的放大电路。针对引信、制导应用对光电探测器的要求,提出一种新型高增益、大带宽跨阻放大器设计。该跨阻放大器由两级放大电路构成,第一级由两个对称的RGC（Regulated Cascode）结构组成,消除光电二极管漏电流对直流工作点影响,隔离光电二极管寄生电容提升工作带宽;第二级放大电路由三个级联的电流复用反相放大器构成,是跨阻放大器的主要增益级;最后以射级跟随器输出,为后续系统提供足够的电压摆幅。 该电路基于SMIC 0.35μm 标准CMOS工艺设计,仿真结果表明：跨阻增益为110.2dBΩ,带宽为46.7MHz,40MHz处的等效输入噪声电流谱密度低至1.09pA/ ,带宽内等效输出噪声电压为5.37mV。测试结果表明,跨阻放大器增益约为109.3 dBΩ,输出电压信号上升时间约为7.8ns,等效输出噪声电压大小为6.03mV,功耗约为10mW,对应芯片面积为1560×810μm2。 关键字：跨阻放大器、高增益、大带宽、RGC、反相放大器     

面向小面积和大面积光电二极管的低噪声放大器——设计要点399

光电二极管可分为两类：具高电容（30pF至3000pF）的大面积光电二极管和具相对较低电容（10pF或更小）的较小面积光电二极管。为了获得最佳的信噪比性能，最常见的做法是采用一个跨阻抗放大器（由一个反相运算放大器和一个反馈电阻器组成）来把光电二极管电流转换成电压。在低噪声放大器设计中，大面积光电二极管放大器需要更加关注的是降低运算放大器输入电压噪声，而小面积光电二极管放大器则需要把更多注意力放在降低运算放大器输入电流噪声和寄生电容上。     

面向小面积和大面积光电二极管的低噪声放大器设计要点399

光电二极管可分为两类：具高电容（30pF至3000pF）的大面积光电二极管和具相对较低电容（10pF或更小）的较小面积光电二极管。为了获得最佳的信噪比性能，最常见的做法是采用一个跨阻抗放大器（由一个反相运算放大器和一个反馈电阻器组成）来把光电二极管电流转换成电压。在低噪声放大器设计中，大面积光电二极管放大器需要更加关注的是降低运算放大器输入电压噪声，而小面积光电二极管放大器则需要把更多注意力放在降低运算放大器输入电流噪声和寄生电容上。     

增益和速度俱佳的雪崩光电二极管

一种新型雪崩光电探测器（APD）在1．3和1．55μm波长处已显示高达35的电流增益和9GHz以上的3dB带宽。据加州大学圣巴巴拉分校的研究人员说，这些指标约为目前可购到的最优商品化器件增益-带宽积构3信和以前雪崩光电探测器增益-带宽积的2倍（图1）。高速光纤通讯需要快速探测器，高速时的灵敏探测器能使信号传输更长的距离。目前，高速时选用的探测器是PIN光电二极管，它快速但不特别灵敏。PIN器件一般与使输出放大的场效应晶体管（FET）配用，有时也用光学放大器来增大信号，然后再输到探测器。然而，这两种放大器增加了系统的费用和…     

2．4Gb／s跨阻型光前置放大器CAD及验证

阐述了光纤通信前置放大器的设计原理，分析了光接收机中ＰＩＮ二极管和ＧａＡｓＦＥＴ器件的信号模型和噪声模型，提取了放大器用ＧａＡｓＦＥＴ器件的模型参数（包括大信号、小信号和噪声模型参数）。利用ＰＳＰＩＣＥ程序对光前置放大器进行了模拟分析和优化设计，并实际制作了用于２．４Ｇｂ／ｓ光纤通信的ＰＩＮ－ＨＥＭＴ前置放大器。实测结果表明放大器３ｄＢ带宽达到ＤＣ～４．４ＧＨｚ，增益为１８±１ｄＢ；加入ＰＩＮ二极管后的光接收模块的３ｄＢ带宽为ＤＣ～１．６８８ＧＨｚ，满足了２．４Ｇｂ／ｓ光纤通信的需要。     

用DAC设计数字可编程电流源

ＤＡＣ７６４４（Ｂｕｒｒ－Ｂｒｏｗｎ公司１６位四电压输出Ｄ／Ａ变换器）设计的４～２０ｍＡ数字控制的电流源电路示于图１。ＤＡＣ７６４４提供一差分基准输入以及围绕输出放大器的一开环配置。围绕输出放大器的开环配置允许把晶体管放置在环路中实现一数字可编程的单向电流源。差分基准也可利用于满标和零标电流的编程。ＤＡＣ７６４４的单电源工作连接图示于图２,逻辑真值表见表１。其中ＶＯＵＴＡＳｅｎｓｅ：ＤＡＣＡ输出放大器倒相输入;ＶＯＵＴＡ：ＤＡＣＡ电压输出;ＶＲＥＦＬ　ＡＢＳｅｎｓｅ：ＤＡＣＡ和Ｂ某准低感测输入;…     

适合WDM网络动态增益均衡的全光增益锁定光纤放大器

在光纤放大器内部同时建立增益谱锁定与平坦机制，研制出适合ＷＤＭ网络应用的全光锁定高增益、大功率掺铒光纤放大器（ＥＤＦＡ）。在２３ｄＢ输入功率动态范围（－４０～－１７ｄＢｍ）内的增益箝制在３３ｄＢ，对应总输入功率为－１７ｄＢｍ的输出光功率为１６ｄＢｍ，锁定的－１ｄＢ增益带宽为１４ｎｍ（１５４７～１５６１ｎｍ）。     

复合放大器挑战单芯片设备的带宽、偏移量和噪声

虽然在电子技术中主要应用二进制，但人机交互中却广泛应用十进制数。因此，设计通常需要使用增益为10的次方的增益可编程放大器。目前．Anolog Devices公司的AD8253单片仪器放大器在电压增益为1、10、100和1000（参考文献1）时为数字可编程。该IC在增益较低时具有高带宽．但是当放大器的增益为1000时则不可避免地要牺牲带宽。如果应用在增益为1000时要求带宽达到兆赫级，并且偏移量和噪声性能超过电路的复杂性，这种情况下．复合放大器能够充分满足您的要求。     

一种CMOS电流型运算放大器

本文描述一种全差动输入、差动输出的电流型运算放大器（ＣＯＡ）。该放大器采用三个第二代电流转换器（ＣＣＩＩ）作为基本单元部件。在全对称电流型反馈放大器中能提供恒定的增益－带宽乘积或者在互阻抗反馈放大器中提供恒定带宽。该放大器的增益－带宽乘积为３ＭＨｚ，失调电流为０．８μＡ（信号范围±７００μＡ），理论上转换速率极大。此放大器采用２．４μｍ标准ＣＭＯＳ工艺实现。     

能控制增益的简单放大器

能控制增益的简单放大器科罗拉多州大学Ｊｏｈｎ　Ａ．Ｈａａｓｅ这种简单的放大器可用来消除反馈通路中的二极管或齐纳二极管箱位及其固有的对称性和恢复时间问题（参见附图）。增益既可由电压源（如图所示）控制，也可只用引脚１到正电源的电阻控制。在后一种情况下，Ａ...     

光电探测器的设计

分析了硅光电二极管的基本结构，等效电路，噪声等情况，为了提高测量时的线性，要选取Ｒｄ大，Ｒｓ小，ｉ０小的硅光电二极管，并在输出短路状态下工作。因此常采用将运算放大器接成电流－电压转换器的办法来满足这一要求。分析了运算放大器的噪声电压，噪声电流，失调电压，失调电流和硅光电二极管的噪声因素对硅光电二极管与运算放大器组合电路的影响。考虑这些因素可以设计出响应快，灵敏度高，稳定度好，测量线性好，信噪比高的     

75～110GHzInP基HEMT单片平衡放大器

用０．１μｍ赝配ＩｎＡＩＡｓ－ＩｎＧａＡｓ－ＩｎＰＨＥＭＴ技术研制了覆盖整个Ｗ波段（７５～１１０ＧＨｚ）的单片平衡放大器。该放大器首次成功地制得７５到１１ＯＧＨｚ的增益为２３士３ｄＢ，具有良好的反射损耗。这种放大器在９４ＧＨｚ附近的噪声系数约为６ｄＢ。据我们所知，在覆盖整个Ｗ波段单片放大器中，这是在带宽和高增益性能方面报道的最好结果。     

0．18um CMOS可编程增益放大器

介绍了一种基于0．18umCMOS工艺，应用于5GHz无线局域网（WLAN）的可编程增益放大器（PGA）。该PGA采用分级可选放大器的系统结构，核心电路由交叉耦合的共源共栅放大器和电流反馈放大器组成。为消除工艺角偏差对增益精度的影响，设计中加入了增益微调的机制。后仿真结果表明：POA电压增益可在0dB到41dB之间以1dB步长变化，双端输出的电压摆幅为1Vpp，并具有大于10MHz的-3dB带宽和小于21．1mW的静态功耗。     

8mm GaAs Gunn稳态功率放大器

报导了以商用ＧａＡｓＧｕｎｎ氏振荡管（超临界掺杂Ｇｕｎｎ二极管）研制稳态型功率放大器的设计方法和研制结果。提出了放大器宽温不稳定的解决方法。单管单级放大器，增益大于１０ｄＢ，带宽大于２ＧＨｚ（３３～３５ＧＨｚ），最大输出功率２００ｍｗ，能在－４０～＋５５℃内稳定工作，全温增益变化小于０．５ｄＢ，带内波纹小于０．５ｄＢ。可靠性高。     

高速低噪声运算放大器

高速低噪声运算放大器美国Ｃｏｍｌｉｎｅａｒ公司研制成功的ＣＬＣ４２５型电压反馈运算放大器，增益带宽达１．７ＧＨｚ，输入电压、电流噪声分别为１．０５ｎＶ／Ｈｚ、１６ｐＡ／Ｈｚ，补偿电压为１００ＰＶ。温度漂移２ｌｙＶ，开环增益、９６ｄＢ。转换速率３５０Ｖ...     

宽带自动增益控制环路

宽带宽系统常常需要直流一高频自动增益控制（ＡＧＣ）电路来简化各种信号类型。尽管市场上有很多种高速ＡＧＣ部件，但是其工作带宽往往极宽，而且售价也不便宜，不适合当前的应用。本电路充分利用直流可变增益放大器技术，以用外部环路来实施ＡＧＣ电路。自动校平环路或增益控制环路很难实施，在改变增益时不可能不影响带宽。但是，高速单片可变增益放大器和高速电压反馈放大器可用来为连续波形信号实施一种高性能快速建立环路功能（参见附图）。同时，该环路能保持不受增益变化影响的增益带宽。该电路在正向通道采用一种可变增益放大器（…     

14位10MHz CCD/CIS信号处理器

Ｂｕｒｒ－Ｂｒｏｗｎ公司的ＶＳＰ３１００是一款 工作在＋５Ｖ单电源的完整ＣＣＤ／ＣＩＳ图像处理器。这种完整的图像处理器包含处理ＣＣＤ（电荷耦合器件）信号的３个相关双取样器（ＣＤＳ）和可编程增益放大器（ＰＧＡ）（见图１）。３个通道输入（ＲＩＮＰ——红色通道模拟输入,ＧＩＮＰ——绿色通道模拟输入;ＢＩＮＰ－－兰色通道模拟输入）也为接触图像传感器（ＣＩＳ）提供输入。 ＶＳＰ３１００主要特性有： ·集成了３个相关双取样器 ·可选择的工作模式（１通道、３通道,１０Ｍｓｐｓ,ＣＣＤ／ＣＩＳ模式） ·０ｄＢ～１３…     

运算放大器的新进展—电流反馈型放大器

本文介绍了一种新型的运算放大器－电流反馈型放大器的特性，原理和应用，这种运算放大器的增益－带宽和摆率显著高于一般运算放大器，并且它的频带，摆率建立时间基本上和闭环增益无关，它可用于通讯，雷达，仪器等各个领域，本文给出了应用实例和电流反馈型放大器性能一览表。     

半导体和IC

廉价仪器放大器ＡｎａｌｏｇＤｅｖｉｃｅｓ公司的ＡＤ６２２是一种廉价高性能仪器放大器，其共模抑制（Ｇ＝１０）大于８６ｄＢ，增益误差（Ｇ＝１）小于０．１５％（一般为０．０５％）。同电压噪声、漂移和功耗都依赖细心选择元器件的三运放仪器放大器设计相比，ＡＤ６２２在１ｋＨｚ时只有１２ｎＶ／Ｈｚ，并在电压电源凋为±２．６Ｖ和１８Ｖ之间时，供电电流只需０．９ｍＡ。在增益调为１～１００时，稳定到满１０Ｖ档０．１％以内的时间为１０μｓ，典型的转换率为１．２Ｖ／μｓ。在整个增益范围内，非线性度只有１０ｐｐｍ，增益与…     

雪崩光电二极管最佳工作点的确定

本文根据雪崩管的倍增噪声特性,给出在最佳工作状态下,雪崩光电二极管的倍增噪声电流谱密度与放大器的等效输入噪声电流谱密度之间的数量关系,提出按照放大器本身的噪声电压在输出总噪声电压中所占的比例来确定雪崩光电二极管的最佳工作点的方法。用这种方法确定了厚耗尽层雪崩光电二极管的工作点,用该雪崩光电二级管作激光测距仪的探测器时,使测距仪的测程比用Pin硅光电二极管时提高一倍以上,接收灵敏度提高约二十八倍。