关于 Cherry-Hooper 和 Active Feedback 结构


以前做 RSSI 的时候,里面 limiter 的结构用的都比较简单,当时感觉带宽做的比较勉强(另外对于最后RSSI 直流输出如何来考虑噪声的问题一直想的也不是很明白..);最近看 high speed link 的内容的时候,顺带看到有些其他提升带宽的的结构,这里把 cherry-hooper 和 active-feedback 的结构简单梳理下。


Razavi的光接收机的书中关于limiter amplifier的部分提到的提升带宽的方法,主要有:inductive-peaking(包括利用active inductor的实现);利用电容的源极退化结构(capacitive degeneration)增加零点的方法;ft-doubler的结构来减小等效的输入电容的方法;;以及这里要简单谈到的利用cherry-hooper的结构来减小节点阻抗的方法。

基本的cherry-hooper的基本结构可见下图,M1为输入管,RF作为M2管的反馈电阻

cherry-hooper amplifier

Razavi书中对上面的电路通过小信号分析得到,X和Y点的阻抗皆为1/gm量级,同时电路的电压增益为:Vout/Vin = gm1*RF – gm1/gm2.,即是相对一般的cs放大级,牺牲部分增益来(减小节点阻抗)实现高带宽。在这里也可以用反馈的观点来看,M1对M2提供一个电流信号的输入,电阻RF对M2管实现的shunt-shunt feedback,因此可以将X,Y节点的阻抗减小

另一种提升带宽的方法是active-feedback的结构,如下图所示,以Gmf的跨导单元来实现active-feedback

active-feedback

关于其具体的分析,可以参看Sherif Galal和Razavi在03年12月jssc的paper:’ 10-Gb/s Limiting Amplifier and Laser/Modulator’ Driver in 0.18um CMOS Technology ’;基本的思路还是求解x和y点的电流方程,来得到系统的传输函数,最后得到的是一个二阶的结构,在选择最大平带形式(也即对应阻尼因子的选择)之后,看到其GBW可以表示为: ft * ft / f3dB (若将C1,C2认为为寄生电容), 其中ft为晶体管特征频率,f3dB为系统的3dB带宽(此处也为自然频率或固有频率);可见其GBW可以做得很高。


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关于 Cherry-Hooper 和 Active Feedback 结构》上有1条评论

  1. Allen

    请问一下 文中提到的active-feedback结构可用来提高带宽,不知道这种方法相对于普通的电阻负反馈来说有什么优缺点呢??

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