بررسی اثر اضافه کردن یک فیدبک فعال با رفتار سلفی به یک ساختار گیت مشترک به عنوان یک تقویت کننده امپدانس انتقالی برای کاربردهای مخابراتی پهن باند و کم مصرف

ساختارهای گیت مشترک همواره به سبب مقاومت ورودی کمی که از خود نشان می دهند، به عنوان طبقه اول در تقویت کننده های امپدانس انتقالی استفاده می گردند. این ساختار معمولا به تنهایی به عنوان یک تقویت کننده امپدانس انتقالی پاسخ گو نمیباشد و با ساختار های دیگر از جمله توپولوژی های تفاضلی به همراه مقاومتها و خازن های منفی ترکیب می شود. این مقاله به بررسی اضافه کردن یک شبکه فعال فیدبک بر روی ساختار گیت مشترک می پردازد. همواره از شبکه فیدبک به عنوان کاهش دهنده مقاومت ورودی یاد شده است اما در این مقاله نشان داده شده است که این طبقه فیدبک فعال که مساحت کمی هم بر روی تراشه اشغال می کند، نه تنها مقاومت ورودی را بیش از پیش کاهش می دهد، بلکه می توان از آن یک رفتار سلفی استخراج کرد تا با ایجاد رزونانس با خازن نسبتا بزرگ آشکارساز در ورودی به پهنای باندهای بالاتر رسید. معادلات ریاضی برای محاسبه این رفتار سلفی در این مقاله ارائه شده است، و رفتار و وجود این سلف نیز در شبیه سازی های صورت گرفته، نشان داده شده است. نهایتا نشان داده شده که می توان از همین تک طبقه با فیدبک فعال به تنهایی پاسخ مناسبی به عنوان یک تقویت کننده امپدانس انتقالی پرسرعت و کم توان برای کار در گیرنده های مجتمع نوری دریافت کرد.ساختارهای گیت مشترک همواره به سبب مقاومت ورودی کمی که از خود نشان می دهند، به عنوان طبقه اول در تقویت کننده های امپدانس انتقالی استفاده می گردند. این ساختار معمولا به تنهایی به عنوان یک تقویت کننده امپدانس انتقالی پاسخ گو نمیباشد و با ساختار های دیگر از جمله توپولوژی های تفاضلی به همراه مقاومتها و خازن های منفی ترکیب می شود. این مقاله به بررسی اضافه کردن یک شبکه فعال فیدبک بر روی ساختار گیت مشترک می پردازد. همواره از شبکه فیدبک به عنوان کاهش دهنده مقاومت ورودی یاد شده است اما در این مقاله نشان داده شده است که این طبقه فیدبک فعال که مساحت کمی هم بر روی تراشه اشغال می کند، نه تنها مقاومت ورودی را بیش از پیش کاهش می دهد، بلکه می توان از آن یک رفتار سلفی استخراج کرد تا با ایجاد رزونانس با خازن نسبتا بزرگ آشکارساز در ورودی به پهنای باندهای بالاتر رسید. معادلات ریاضی برای محاسبه این رفتار سلفی در این مقاله ارائه شده است، و رفتار و وجود این سلف نیز در شبیه سازی های صورت گرفته، نشان داده شده است. نهایتا نشان داده شده که می توان از همین تک طبقه با فیدبک فعال به تنهایی پاسخ مناسبی به عنوان یک تقویت کننده امپدانس انتقالی پرسرعت و کم مصرف برای کار در گیرنده های مجتمع نوری دریافت کرد.

Analyzing the Effect Adding an Active Feedback Network with an Inductive behavior to a Common-Gate Topology as a Transimpedance Amplifier for Low-Power and Wide-Band Communication Applications

Common Gate (CG) topologies are commonly used as the first stage in Transimpedance Amplifiers (TIA), due to their low input resistance. But, this structure is not solely used as a TIA and comes with other topologies such as differential amplifiers or negative resistances and capacitances. This paper deals with analyzing the effect of adding an active feedback network to a common gate topology. Generally, the feedback network is used to reduce the input resistance of the CGs topology, but in this paper it is shown that an active feedback network, which occupies a small area, not only reduces further the input resistance of CG topologies, but also forms an active inductive behavior, which can be used to resonate with the large parasitic capacitance of the photodiode and hence obtain a wide bandwidth. Mathematical analysis is done in this paper to prove the existence of this active inductor, which is also proved in the simulations. Finally, it is shown that this stage alongside its active feedback can be used as a highspeed and lowpower transimpedance amplifier for optical communication applications.