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02 / TIA LITERATURE

A 500MHz, 0.5% THD With 400mVpp Linear Transimpedance Amplifier (TIA) for Analog Optical and In-memory Computing Applications - 名词解释

TIAAPCCAS名词解释

配合 分析 阅读。本页只保留理解该论文所需的基本术语;精确电路实现请以原文为准。

关键术语

  • TIA(Transimpedance Amplifier):把输入电流转换为电压的前端放大器,其跨阻、带宽、噪声和输入电容适配通常需要同时权衡。

  • 论文前端架构:Inverter-based shunt-feedback TFE + S2D + BUF1 + fully differential closed-loop class-AB OPAMP + BUF2。

  • 差分对:共享一个尾电流源的两只输入晶体管。尾电流设定总电流,输入电压差决定电流在两支路之间如何分配,用于把差分电压转换为差分电流。

  • 尾电流源:为差分对提供近似恒定的总偏置电流,使两支路电流之和基本保持不变,并影响输入跨导、噪声和功耗。

  • 折叠共源共栅(Folded Cascode):把输入级电流转移到另一极性的支路,再用共源共栅提高输出电阻的运放增益结构。相对于 telescopic cascode,它更适合 1.8 V 低电源和较大摆幅,但需要更多偏置与内部节点。

  • 共模电压(VCM):差分输出的平均值,$V_{CM}=(V_{OUTP}+V_{OUTN})/2$。它决定两路输出围绕哪个直流电平摆动。

  • 共模反馈(CMFB):检测 $V_{OUTP}$、$V_{OUTN}$ 的平均值并与 $V_{REF}$ 比较的连续负反馈环。它调节内部偏置,使输出共模接近 $V_{REF}$,不负责设定差分增益。

  • class-AB 输出级:由上拉 PMOS 和下拉 NMOS 构成的推挽输出级。静态电流较小,大信号时所需一侧可提供较大电流,因此兼顾功耗、摆幅和建立速度。

  • 跨线性环(Translinear loop):利用二极管连接晶体管、控制晶体管和输出晶体管之间的 $V_{GS}$ 关系,设定 class-AB 上下管的静态电流并减小交越失真。

  • A/B/C/D 节点:Fig. 6(a) 中间级和 class-AB 输出级的同名内部网络。它们不是外部输入;中间级在这些高阻节点上产生控制电压,右侧输出晶体管以这些电压作为栅极驱动。

  • FVF(Flipped Voltage Follower):具有局部反馈的近似单位增益缓冲器,输出阻抗低于普通源跟随器,用于隔离前级并驱动后级反馈网络或采样负载。

  • NS-RAM 读出:需要同时检查阵列输出电流范围、列线寄生电容、读出时间、失调/漏电基线,以及后级 ADC 的量程和分辨率。

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