標準SiGeBiCMOS共射共柵光接收機的研究與設計.pdf

1、隨著通信網(wǎng)絡數(shù)據(jù)量的不斷增大,傳輸速率持續(xù)提高,傳統(tǒng)的通信網(wǎng)絡已不能滿足人們對信息交換日益增長的需求,致使大容量、高速率的光纖通信網(wǎng)絡得到不斷發(fā)展。光接收機位于光纖通信網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)接收端,它的性能優(yōu)劣直接反映了光纖通信網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)傳輸特性,在整個光纖通信系統(tǒng)中占有相當重要的地位。相比基于化合物半導體設計的混合集成光接收機和標準 CMOS工藝研制的單片集成光接收機,基于標準SiGe BiCMOS工藝研制的光接收機在有效成本控制的同時,可實現(xiàn)較

2、高的靈敏度和帶寬。因此,近年來國內(nèi)外科研工作者對基于標準SiGe BiCMOS工藝設計的光接收機進行了大量研究報道。
　　本文設計實現(xiàn)了一種基于IBM7WL SiGe BiCMOS標準工藝的高速光接收機。該光接收機芯片包括縱向PIN結構光電探測器、共射共柵跨阻放大器(TIA)、四級限幅放大器(LA)和輸出緩沖級(Buffer)。主要研究工作包括:
　　1、利用 SiGe異質結雙極晶體管(HBT)的器件結構設計了一種縱向 PI

3、N結構的光電探測器。仿真結果表明,該器件對850nm入射光波長的響應度為0.26A/W,本征帶寬為7.9GHz。
　　2、采用高跨導SiGe HBT作為輸入級,構建共射共柵跨阻放大器,從而有效隔離了光電探測器耗盡區(qū)電容的影響,擴展了光接收機帶寬。仿真結果表明,在1.8V電源電壓供電下,當芯片驅動50Ω電阻和10pF電容負載時,光接收機前端的跨阻增益為76.67dB,-3dB帶寬為2.1GHz。測試結果表明,在1.8V電源電壓下,光