帶有均衡功能的10Gb-s光電接收機(jī)前端放大器的設(shè)計.pdf

1、隨著光纖通信系統(tǒng)的廣泛運用和迅猛發(fā)展，信息的交換越來越快。人們對短距離光通信系統(tǒng)的需求變得十分迫切。這就使得高性能的光電子組件和模塊的需求飛速增長。
　　隨著塑料光纖在短距離光通信中展現(xiàn)出了優(yōu)越的性能，局域光網(wǎng)絡(luò)、光纖到戶、車載光網(wǎng)絡(luò)等短距離光通信系統(tǒng)得到了進(jìn)一步的發(fā)展。短距離光通信系統(tǒng)的普及必然需要有新的高速光接收機(jī)和它相匹配。用標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝設(shè)計光接收機(jī)在成本上更低，與后續(xù)的數(shù)字電路集成更加簡單易行。同時，隨著CMOS光檢測

2、器的研究和應(yīng)用，單片集成的光接收機(jī)已經(jīng)成為今后設(shè)計的一個方向。
　　單片集成光接收機(jī)的模擬前端放大器是光接收機(jī)的關(guān)鍵部分，主要包括了:光檢測器、跨阻前置放大器、均衡器和主放大器組成。光接收機(jī)模擬前端放大器在很大程度上決定了整個單片集成光接收機(jī)的性能。
　　光檢測器的作用是將光信號轉(zhuǎn)換成電流脈沖信號。這里采用標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝設(shè)計了一種雙光電二極管結(jié)構(gòu)的光檢測器。跨阻放大器接收光檢測器輸出的微弱電流信號并將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?，同時

3、進(jìn)行一定的放大?？缱璺糯笃鞑捎酶倪M(jìn)型調(diào)節(jié)型共源共柵結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)有更低輸阻抗和更高輸出帶寬的優(yōu)點。均衡器采用連續(xù)時間線性均衡結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)設(shè)計簡便，芯片面積小。主放大器采用限幅放大器結(jié)構(gòu)，限幅放大器的優(yōu)點有設(shè)計簡便，功耗較低，芯片面積小等。
　　本次設(shè)計采用TSMC0.18μm CMOS工藝對上述電路進(jìn)行了電路結(jié)構(gòu)設(shè)計和電路版圖設(shè)計。采用Cadence平臺下的Virtuso和Spectre軟件進(jìn)行仿真。后仿結(jié)果表明，前端放大器整體的增