15Gb-s CMOS單片集成并行傳輸光接收前端放大器設(shè)計(jì).pdf

1、現(xiàn)代光通信技術(shù)已經(jīng)成為人類社會(huì)步入信息時(shí)代的重要標(biāo)志。采用甚短距離傳輸(VSR)技術(shù)可以用相對(duì)低廉的并行光傳輸技術(shù)來取代昂貴的串行光傳輸技術(shù)，使網(wǎng)絡(luò)服務(wù)商可以在大幅降低成本的同時(shí)有效地解決客戶在接入點(diǎn)內(nèi)部傳送標(biāo)準(zhǔn)速率的需求。 本課題的主要任務(wù)是設(shè)計(jì)適用于VSR4-1.0系統(tǒng)的15Gb/s CMOS單片集成并行傳輸光接收前端放大器陣列，即設(shè)計(jì)12路并行傳輸?shù)墓饨邮涨岸朔糯笃鳎柯返乃俾市枰獫M足1.25Gb/s的要求。電路設(shè)計(jì)采用了

2、TSMC 0.18txm CMOS工藝。該電路與12路并行光檢測(cè)器(PD)陣列集成在同一塊芯片中。 光接收機(jī)前端放大電路主要由兩個(gè)關(guān)鍵電路構(gòu)成：前置放大器和主放大器。前置放大器把光檢測(cè)器探測(cè)的光電流放大，獲得電壓信號(hào)。在本項(xiàng)目研究中，共源極的跨阻前置放大器被用做前置放大器的最終電路實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)。由于前置放大器的噪聲特性非常重要，本文將在原理上給出其等效輸入噪聲電流譜密度的計(jì)算方法，并通過仿真軟件來驗(yàn)證推導(dǎo)的結(jié)果。主放大器把前置放大器

3、的輸出信號(hào)放人劍數(shù)字邏輯電平，并且保持?jǐn)?shù)字電平的恒定，以實(shí)現(xiàn)限幅的功能。本文中的主放大器采用了限幅放大器的形式，其寬帶放人單元使用了經(jīng)過改進(jìn)的Cherry-Hooper結(jié)構(gòu)以獲得足夠的增益帶寬積。 版圖設(shè)計(jì)是電路原理圖的物理實(shí)現(xiàn)，本文詳細(xì)闡述了高速芯片版圖設(shè)計(jì)的特點(diǎn)和技巧。利用TSMC0.18μm CMOS工藝所帶有的深N阱和保護(hù)環(huán)隔離技術(shù)，我們能在物理版圖上實(shí)現(xiàn)12路并行放大器的良好隔離。我們分別設(shè)計(jì)了單路和12路光接收前端放