光纖通信用前置放大器集成電路理論分析與產(chǎn)品化設(shè)計(jì).pdf

1、在光纖數(shù)字通信系統(tǒng)中，前置放大器必須同時(shí)具備高靈敏度和寬動(dòng)態(tài)范圍，成為光接口集成電路設(shè)計(jì)的重點(diǎn)與難點(diǎn)。同步數(shù)字體系(SDH)中最重要和最基本的模塊就是STM-1。國內(nèi)專家學(xué)者采用CMOS工藝設(shè)計(jì)出的STM-1速率級(jí)前置放大器彌補(bǔ)了我國在該領(lǐng)域的空白，但這些研究成果在靈敏度和動(dòng)態(tài)范圍指標(biāo)方面與系統(tǒng)要求還有很大差距。本論文的目標(biāo)是使具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的前置放大器真正具備實(shí)用價(jià)值，同時(shí)與國外同類產(chǎn)品相比有一定的競爭力。 在工藝方面，有意

2、識(shí)地選擇華潤上華(CSMC)的0.6μm、兩層多晶硅、兩層金屬的混合信號(hào)CMOS工藝。其優(yōu)點(diǎn)是國內(nèi)成熟工藝、成本相對(duì)較低、容易獲得生產(chǎn)線支持。 在電路設(shè)計(jì)方面：為了降低電路本身引入的噪聲，跨阻放大器中的核心放大器采用了高增益的多級(jí)放大結(jié)構(gòu)，從而能夠在保證-3dB帶寬的情況下提高反饋電阻值，減小反饋電阻對(duì)輸入噪聲電流的貢獻(xiàn)；同時(shí)設(shè)計(jì)包含電流基準(zhǔn)、運(yùn)算放大器、帶隙電壓基準(zhǔn)的低壓差穩(wěn)壓器，抑制電源的噪聲和波動(dòng)，以降低電路外部噪聲對(duì)靈敏

3、度的影響；采用了平均值檢測的方式來檢測光電流幅度；采用了消直流電路來旁路光電二極管輸出電流中的直流分量，穩(wěn)定了電路的直流工作點(diǎn)；自動(dòng)增益控制部分通過采用分段增益控制的方法實(shí)現(xiàn)了高達(dá)45dB的增益壓縮比，從而擴(kuò)展了動(dòng)態(tài)范圍；采用CMOS工藝設(shè)計(jì)的峰值檢測電路可用于高速偽隨機(jī)信號(hào)和射頻信號(hào)的幅度檢測。 分別采用0.6μm和0.5μmCMOS工藝設(shè)計(jì)了具有自動(dòng)增益控制功能的前置放大器和低壓差穩(wěn)壓器，通過上海集成電路設(shè)計(jì)中心的MPW計(jì)劃