[发明专利]面向激光测距系统的一种跨阻放大器架构

权利要求书

1.面向激光测距系统的一种跨阻放大器架构，其特征在于，包括两级结构，第一级是两个对称的RGC结构电流缓冲级，第二级是可选增益的TIA,两个对称的RGC结构电流缓冲级的输入与APD探测器的电流输出端连接，两个对称的RGC结构电流缓冲级的输出端与可选增益TIA的输入端连接，可选增益TIA的输出端与负载--输出缓冲级的输入端连接；其中，两个对称的RGC结构电流缓冲级连接带隙基准电路，为电路提供稳定的偏置电流和偏置电压。

2.根据权利要求1所述面向激光测距系统的一种跨阻放大器架构，其特征在于，所述两个对称的RGC结构电流缓冲级，包括第一RGC结构电流缓冲级以及第二RGC结构电流缓冲级，以及共源共栅电流镜：

第一RGC结构电流缓冲级包括用于镜像支路电流的由PMOS管PM4、PM5、PM6构成的电流镜，由NMOS管NM7、NM8和电阻R2构成的RGC结构，交流电源I1输出的暗电流I2和电容C2等效无光电流时APD探测器输出；PMOS管PM4、PM5、PM6的源极接VDD，PMOS管PM4的漏极接NMOS管NM7漏极并与PMOS管PM4、PM6的栅极连接，PMOS管PM5的漏极与栅极连接后与NMOS管NM8的源极、NMOS管NM7的栅极连接，PMOS管PM6的漏极接电流输出端Iin,NMOS管NM7的源极接NMOS管NM8的栅极，并与并联的电容C2、电阻R2的一端连接，NMOS管NM8的漏极与电容C2、电阻R2的另一端连接；

第二RGC结构电流缓冲级包括用于镜像支路电流的由PMOS管PM1、PM2、PM3构成的电流镜，由NMOS管NM1、NM2和电阻R1构成的RGC结构，并联的交流电源I1和电容C1等效形成光电流时APD探测器输出，交流电流源I1包括暗电流I2和光电流Is，接APD探测器输出；PMOS管PM1、PM2、PM3的源极接VDD，PMOS管PM1的漏极接NMOS管NM1漏极并与PMOS管PM2、PM3的栅极连接，PMOS管PM2的漏极与栅极连接后与NMOS管NM2的源极、NMOS管NM1的栅极连接,NMOS管NM1的源极接NMOS管NM2的栅极，并与并联的电容C1、电阻R1的一端连接，NMOS管NM2的漏极与电容C1、电阻R1的另一端连接；

共源共栅电流镜包括NMOS管NM3、NM4、NM5、NM6，NMOS管NM3、NM4的栅极连接后接偏置电压VBO，NMOS管NM3源极与NM5漏极连接，NMOS管NM3漏极与PMOS管PM3的漏极连接，NMOS管NM4的漏极接电流输出端Iin、源极接NMOS管NM6漏极，NMOS管NM6源极以及NMOS管NM5源极均与NMOS管NM2的漏极连接，NMOS管NM5、NM6的栅极相接后与NMOS管NM3漏极相接。

3.根据权利要求1所述面向激光测距系统的一种跨阻放大器架构，其特征在于，所述可选增益的TIA包括：

PM7、NM9、NM12和PM8、NM10、NM13构成两级级联的二极管作为负载的反相放大器，实现输入信号的放大；Rf、Cf，R2、C2和时钟信号GAIN2控制的开关传输管，R1、C1和时钟信号GAIN1控制的开关传输管作为可变增益级，通过控制时钟信号GAIN1和GAIN2实现传输管的导通或断开，进而改变阻值大小，实现改变TIA的增益大小；

其中，PMOS管PM7的栅极与NMOS管NM9的栅极连接后与电流输入端Iin连接，PMOS管PM7的栅极与NMOS管NM9的漏极连接后通过一个接点A与PMOS管PM8、NMOS管NM10的栅极连接线上一个接点B连接，PMOS管PM8、NMOS管NM10的漏极相接后与输出端VOUT相接，PMOS管PM7的源极接PMOS管PM8的源极，NMOS管NM9的源极与NMOS管NM10、NMOS管NM12、NMOS管NM13的源极连接，NMOS管NM12的漏极与其栅极相接后与接点A、B间的连线连接，NMOS管NM13的漏极接其栅极相接后与输出端VOUT相接；

电阻Rf、电容Cf并联后一端与电流输入端Iin连接，另一端与输出端VOUT相接，电阻R1、电容C1并联后一端经开关传输管与电流输入端Iin连接，另一端与输出端VOUT相接，电阻R2、电容C2并联后一端经另一个开关传输管与电流输入端Iin连接，另一端与输出端VOUT相接，两个开关传输管的各自的两个栅极分别时候信号GAIN1、GAIN2连接；

当GAIN1为高电平，GAIN1_N为低电平，由GAIN1控制的开关传输管闭合，GAIN2为低电平，GAIN2_N为高电平，由GAIN2控制的开关传输管断开，第二级的增益为R1与Rf的并联；同理，当GAIN1为低电平，GAIN1_N为高电平，由GAIN1控制的开关传输管断开，GAIN2为高电平，GAIN2_N为低电平，由GAIN2控制的开关传输管闭合，第二级的增益为R2与Rf的并联；当GAIN1为高电平，GAIN1_N为低电平，由GAIN1控制的开关传输管闭合，GAIN2为高电平，GAIN2_N为低电平，由GAIN2控制的开关传输管闭合，第二级的增益为R1、R2与Rf的并联。