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　　４．１　对称负载对称负载的概念最早由Ｍａｎｅａｔｉｓ提出，结构如图３（ｂ）所示，其中Ｍ２为二极管连接的ＰＭＯＳ，Ｍ１栅极电压有Ｃｔｒｌ端控制，Ｍ１，Ｍ２尺寸大小相同．当Ｃｔｒｌ端电压一定时，设置该负载网络的输出端电压Ｖ２为一定值，在该电压下，Ｍ１正好进入饱和区，而此时Ｍ２还未开启，此时为该负载阻值最大状态．当Ｖ２增大时Ｍ１进入线性区，阻抗减小，当Ｖ２减小时，Ｍ２逐渐开启，整个负载阻抗减小．该负载结构相对于固定点成轴对称，在实际应用时，设置该电压为差分信号共模电平，这对全差分电路的抗噪性能会有显着的提高。

　　４．２　有源电感

　　有源电感的结构及小信号等效模型如图３（ｃ）（ｄ）所示，其中Ｎ１始终工作在深线性区，可视为一固定电阻Ｒｒ　．Ｐ１工作在饱和区，由小信号等效模型推导得出，该负载结构传输特性为：

　　从公式可以看出，该结构传输函数中含有一个零点，通过调节Ｒｒ即Ｎ１的宽长比，可调节在高频频域获得增益峰值，调节该峰值大小从而达到优化均衡器均衡效果的目的．观察图３（ａ）左半边电路，Ｍ９，Ｍ１１为作为对称负载的两管，宽长比设计为相等，在版图设计中也设置为完全相同．Ｍ７作为有源电感中处于深线性区的负载管．由于Ｍ７控制Ｍ９管的栅极，因此在实际应用中流过Ｍ７的电流很小，使Ｍ７始终工作在深线性区．根据有源电感的传输函数，调节Ｒｒ的阻值和跨导Ｇｍ的大小可调节引入的零极点相对位置，在电路设计过程中，折中考虑速度，带宽和均衡效果等因素，设置Ｍ７的宽长比约为Ｍ９和Ｍ１１的１／１０．采用这种有源电感的结构避免了使用片上电感，对芯片成本的降低起到关键性作用．对于公式（１），改进型源极负反馈均衡器的传输函数为：

　　即将式（１）中负载引入的极点修改为有源电感负载网络，其中Ｒｒ代表有源电感等效电阻，Ｃｇｓ为式（２）中Ｍ２栅极电容，ｇ＊ｍ为Ｍ２跨导．引入系统传输函数的零点为－１／ＲｒＣｇｓ　，调节该零点位置，补偿和优化电路均衡效果。

　　５　仿真验证及版图电路使用两级均衡器提高均衡效果，后级采用交叉耦合差分接收器提高整个系统增益．如图４所示，两级级联后均衡器高频补偿增益达到１７．２ｄＢ。

　　全芯片电路结构如图５所示．电路使用两级均衡器提高均衡效果，输入信号为高速差分信号，经传输线模型衰减后进入均衡器，后级输入限幅比较器将差分信号转换为单端信号．仿真采用Ｈｓｐｉｃｅ，信号速率５Ｇｂｉｔ／ｓ，共模电平１．２５Ｖ，差分信号摆幅６００ｍＶ，上升下降延时各５０ｐｓ。

　　信号经传输线模型衰减后进入接收器，仿真结果如图６所示．图６（ａ）为经传输线衰减后信号，（ｂ）为经过两级均衡器后输出信号，（ｃ）为均衡器输出经限幅放大器后输出信号．从波形可以看出该电路在信号频率达到５Ｇｂｉｔ／ｓ时仍能很好还原数据波形，并观察到明显的均衡效果．其他仿真数据见表１。

关键词： 高速接口 均衡电路 速度瓶颈