InP基HBT頻率性能分析、參數提取及光接收前端的電路設計.pdf

1、本論文的工作是圍繞任曉敏教授承擔的教育部高等學校博士學科點專項科研基金“基于RCE光探測器和HBT的單片集成(OEIC)高速光接收模塊”(項目編號：20020013010)、任曉敏教授為首席科學家的國家重點基礎研究發(fā)展計劃(973計劃)項目“新一代通信光電子集成器件及光纖的重要結構工藝創(chuàng)新與基礎研究”(項目編號：2003CB314900)等項目展開的。 當前通信光電子器件正處于由分立轉向集成的重大變革時期。由于光電子集成器件較之

2、分立封裝的光電組件具有尺寸小、光電連接產生的寄生效應低、成本低、性能優(yōu)越和可靠性高等諸多優(yōu)點，因此成為全世界光通信和光電子領域科學家關注的前沿研究熱點和重大基礎課題。 InP基異質結雙極晶體管(HBT)在光纖通信等領域具有極其廣闊的應用前景，并且可以與光電探測器等光器件單片集成，因而深入系統(tǒng)地研究InP基HBT器件具有極其重要的意義。 本論文的工作主要是圍繞著InP基HBT器件的物理結構模型，頻率性能分析，電路參數提取，

3、實驗制備以及其與PIN的光接收前端集成而展開的，并取得了以下研究成果： 1．從器件的物理特性出發(fā)，基于HBT小信號等效電路模型，推導出各個模型參量的表達式，分析了各個模型參量的影響因素，分析了InP基HBT頻率性能的影響因素，得出了結構參數，偏置電壓以及摻雜濃度對頻率性能的影響，所得結論對于InP基HBT的設計制作和性能優(yōu)化具有一定的指導作用。 2．基于HBT的小信號π模型以及工業(yè)模型(GP模型)等效電路，分別完成了兩種

4、模型的HBT參數提取，利用提取的參數進行電路模型的仿真，通過對比仿真結果與測試結果，發(fā)現吻合的較好，說明了建立的模型以及提取的參數較為準確，為前端電路的集成設計以及大規(guī)模光接收機的系統(tǒng)設計奠定了很好的基礎。 3．利用建立的HBT電路模型以及已有的PIN探測器模型設計了PIN+HBT光接收機前端跨阻放大電路，使用電路仿真軟件對前端電路進行了初步的仿真分析，為單片集成光接收機前端的設計與制備提供支持。 4．采用2μm工藝，制