超高速光接收機(jī)前端放大電路的設(shè)計(jì).pdf

1、隨著社會(huì)的發(fā)展，信息交換量與日俱增，信息高速公路大規(guī)模建設(shè)迫在眉捷。光纖通信由于其容量大、傳輸距離遠(yuǎn)、節(jié)省能源、抗干擾、抗輻射等諸多優(yōu)點(diǎn)，成為信息高速公路的主體。因此，開(kāi)發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、用于光纖傳輸?shù)母咚偌呻娐穼?duì)我國(guó)信息高速公路的建設(shè)具有重大意義。 在用于光纖傳輸系統(tǒng)的幾個(gè)功能電路中，構(gòu)成光接收機(jī)前端放大電路的前置放大器和主放大器是兩個(gè)關(guān)鍵電路。 作為光接收機(jī)的關(guān)鍵部分，前置放大器的性能在很大程度上決定了整個(gè)光接收

2、機(jī)的性能。在高速光纖傳輸系統(tǒng)中，廣泛采用跨阻型前置放大器。我們分別采用0.25μmCMOS工藝和2μmGaAsHBT工藝實(shí)現(xiàn)了適用于光纖傳輸系統(tǒng)STM-16(2.5Gb/s)和STM-64(10Gb/s)速率級(jí)的跨阻型前置放大器。其中，對(duì)于前者，采用的是基本形式的跨阻型前置放大器，對(duì)于后者，采用的是電流?？缱栊颓爸梅糯笃?。 主放大器有兩種實(shí)現(xiàn)方式：自動(dòng)增益控制放大器和限幅放大器。由于限幅放大器具有設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、功耗低、芯片面積小和外

3、接元件少的優(yōu)點(diǎn)，選擇采用限幅放大器的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)光接收機(jī)的主放大器。分別采用0.25μmCMOS工藝和2μmGaAsHBT工藝實(shí)現(xiàn)了適用于光纖傳輸系統(tǒng)STM-16(2.5Gb/s)和STM-64(10Gb/s)速率級(jí)的限幅放大器。其中，對(duì)于前者，采用的是Cherry-Hooper放大器實(shí)現(xiàn)其基本放大單元，對(duì)于后者，采用基本的差分放大器實(shí)現(xiàn)其基本放大單元。 芯片尺寸、功耗的不斷減少和芯片成本的不斷降低是集成電路設(shè)計(jì)的基本目標(biāo)。如果將

4、光接收機(jī)前端放大電路單片集成，一方面可以去掉前置放大器的輸出緩沖和限幅放大器的輸入緩沖，從而減小芯片面積以及由這兩個(gè)模塊引起的功耗；另一方面前置放大器的輸出不需要通過(guò)外部引線而是直接通過(guò)芯片內(nèi)部信號(hào)線連接到限幅放大器的輸入端，從而可以提高整個(gè)前端放大電路的性能。因此，單片集成光接收機(jī)前端放大電路具有非常重大的意義。我們采用0.25μmCMOS工藝單片集成了適用于光纖傳輸系統(tǒng)STM-16(2.5Gb/s)速率級(jí)的光接收機(jī)前端放大電路。