【专利解密】厦门优迅发明复用光通信技术 实现电流监控及管脚复用功能

【嘉勤点评】厦门优迅发明的复用光通信光接收组件MON管脚的电路方案中，由于两个误差运放的输入端都是高阻输入，镜像电流并没有被分流掉，PMOS管M1输出的镜像电流全部被输出流入NMOS管M3，因此可以实现电流的监控功能。

集微网消息，在现代高速光纤通信系统中，核心的光电转换系统包括有接收端的光电探测器PD、跨阻放大器TIA等组件。其中接收端处理的是高频的微弱电流信号，为最大化减小外部寄生参数、外部噪声的干扰，通常是将TIA与PD一起封装在光接收组件中ROSA。

目前，光通信光接收组件ROSA共有5个管脚，分别为电源VDD、地GND、高速数据输出OUTP和OUTN、平均监控光电流输出MON。该组件的管脚十分有限，且难以再增加，原因一是增加管脚会进一步增加成本，且这种管脚分布方式已使用多年，光组件、光模块都已经匹配设计，管脚更改将会导致一系列上下游配套器件、设备需要同步更改，难以推动。

所以，有限的管脚使得TIA芯片的功能有限，尤其是难以通过外部控制信号输入去控制芯片的工作状态、功能等，比如带宽和跨阻选择，而这对于多速率兼容应用的TIA产品十分重要，例如重置信号RESET，这对于突发模式应用的TIA产品十分有用。

因此，如果能通过这5个管脚复用，使得外部控制信号能够通过这些管脚输入到TIA芯片中去控制芯片，将会让光通信光接收组件发挥出更大的作用。为此，厦门优迅在2018年1月19日申请了一项名为“一种复用光通信光接收组件MON管脚的电路”的发明专利（申请号：201810054480.8），申请人为厦门优迅高速芯片有限公司。

根据该专利目前公开的相关资料，让我们一起来看看这项技术方案吧。

如上图，为该专利中发明的复用光通信光接收组件MON管脚的电路，该电路包括光通信光接收组件、位于光通信接受组件外的监控电流接收部分和控制信号输入部分。其中，光通信光接收组件由跨阻放大器、光电二极管D0、第一箝位电路和电流镜组成，电流镜包含有PMOS管M0、M1，二者的栅极、源极相互连接，源极连接至电源电压Vdd，漏极连接至MO的栅极。

该电路使得电流镜的两个输出端分别连接至第一箝位电路，使得电流镜的两个输出端的电位相同，电流镜输出的监控电流由MON管脚流至监控电流接收部分，并经监控电流接收部分转换为电压信号后输入第一模数转换器转换为数字信号，从而完成监控电流的功能。

而为了实现MON管脚的复用功能，在控制信号输入部分设置有第二箝位电路，其由第二误差放大器和PMOS管M4组成，第二误差放大器的负极输入端连接至MON管脚，正极输入端连接至输入电压，输出端连接至M4的栅极。

在该结构下，通过第二箝位电路，将MON管脚的电压钳制为第二箝位电路的输入电压，因此在跨阻放大器部通过读取MON管脚的电压，即为输入的控制电压。通过此种方式，将外部的控制信号复制输入到跨阻放大器内部，再通过内部的电压比较器或模数转换器等，将控制信号转化为各种控制变量。因此，就实现了MON管脚的复用。

此外，由于两个误差运放的输入端都是高阻输入，因此镜像电流并没有被分流掉，PMOS管M1输出的镜像电流全部被输出流入NMOS管M3，使得电流监控功能也可以正常实现。

以上就是厦门优迅发明的复用光通信光接收组件MON管脚的电路方案，在该方案中，由于两个误差运放的输入端都是高阻输入，镜像电流并没有被分流掉，PMOS管M1输出的镜像电流全部被输出流入NMOS管M3，从而实现电流的监控功能。

（校对/holly）