[发明专利]一种微电流检测电路

说明书

技术领域

本发明涉及电子电路技术领域，具体的说是涉及一种高速微电流检测电路。

背景技术

在高速光纤通信中，光电二极管接收到光后产生微弱电流信号，前级电路将其转化为电压信号并进行放大输出。前级的微电流检测电路的性能对其有着至关重要的影响。其核心是通过跨阻放大器检测光电管产生的微小电流，将其转换为电压信号放大输出。跨阻放大器是前级检测电路的关键结构，为避免信号受后级噪声的影响而增加误码率，通常前级放大器需要较高的增益。另一方面，微电流检测电路需要较高的响应速度，因此需要合适的带宽性能。而传统的微电流检测器中，由于光电二极管寄生电容大，不能隔离输入电容，因此存在增益和带宽不够大的问题。

发明内容

本发明所要解决的，就是针对上述的传统微电流检测器存在的问题，提出一种高增益，高带宽，低功耗的高速微电流检测电路。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种微电流检测电路，如图1所示，包括依次连接的光电二极管、跨阻放大器、电平移位电路、差动放大器、比较器和缓冲器；

如图2所示，所述跨阻放大器由电阻R1、R2、R3、R4和NMOS管M1、M2构成；M1的漏极通过R1接电源VDD，其栅极依次通过R3、R4接地VSS，其源极接地VSS；M2的栅极接M1的漏极，其漏极通过R2接电源VDD,其源极通过R4接地VSS；

所述光电二极管的负极接电源VDD，其正极接M1的栅极；

所述电平移位电路由PMOS管M3、M4、M5、M6、M8、M9和NMOS管M7、M10构成；M3、M4、M5和M6的源极接电源VDD，M3、M4、M5和M6的栅极互连，M3的栅极和漏极互连，M3的漏极接M7的漏极；M7的源极接地VSS，其栅极接M1和M9的栅极；M4的漏极接M8的源极；M8的栅极接M2的源极，其漏极接地VSS；M5的漏极接M9的源极；M9的漏极接地VSS；M6的漏极接M10的漏极和栅极，M10的源极接地VSS；

所述差动放大器由依次连接的第一级放大器、第二级放大器和第三级放大器构成，其中第一级放大器由电阻R5、R6和NMOS管M11、M12、M13构成；M12的漏极通过R5接电源VDD，其栅极接M5的漏极和M9的源极；M13的漏极通过R6接电源VDD，其栅极接M4的漏极和M8的源极；M12和M13的源极共同接M11的漏极；M11的栅极接M10的栅极，其源极接地VSS；

第二级放大器由电阻R7、R8和NMOS管M14、M15、M16构成；M15的漏极通过R7接电源VDD，其栅极接M12的漏极；M16漏极通过R8接电源VDD，其栅极接M8的源极；M15和M16的源极共同接M14的漏极；M14的栅极接M10和M11的栅极，其源极接地VSS；

第三级放大器由电阻R9、R10和NMOS管M17、M18、M19构成；M18的漏极通过R9接电源VDD，其栅极接M15的漏极；M19的漏极通过R10接电源VDD，其栅极接M16的漏极；M18和M19的源极共同接M17的漏极；M17的栅极接M14、M10和M11的栅极，其源极接地VSS；

比较器的正向输入端接M18的漏极、反向输入端接M19的漏极、输出端接缓冲器。

本发明的有益效果为，可以将延迟时间降低至10ns之内，同时能够有效避免由于扰动对参考电路与探测电路影响的不同，导致电路误触发，还能对电压信号整形，使速率进一步得到提高并且提高对负载的驱动能力。

附图说明

图1是本发明的微电流监测电路的逻辑结构示意框图；

图2是本发明的微电流监测电路的电路结构示意图；

图3是前级跨阻放大器的小信号等效原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，详细描述本发明的技术方案：

如图1所示，本发明的微电流检测电路，包括依次连接的光电二极管、跨阻放大器、电平移位电路、差动放大器、比较器和缓冲器。

如图2所示，所述跨阻放大器由电阻R1、R2、R3、R4和NMOS管M1、M2构成；M1的漏极通过R1接电源VDD，其栅极依次通过R3、R4接地VSS，其源极接地VSS；M2的栅极接M1的漏极，其漏极通过R2接电源VDD,其源极通过R4接地VSS；

所述光电二极管的负极接电源VDD，其正极接M1的栅极；