15Gb-s CMOS單片集成并行傳輸光接收前端放大器設計.pdf

1、現(xiàn)代光通信技術已經(jīng)成為人類社會步入信息時代的重要標志。采用甚短距離傳輸(VSR)技術可以用相對低廉的并行光傳輸技術來取代昂貴的串行光傳輸技術，使網(wǎng)絡服務商可以在大幅降低成本的同時有效地解決客戶在接入點內部傳送標準速率的需求。 本課題的主要任務是設計適用于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，即設計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。電路設計采用了

2、TSMC 0.18txm CMOS工藝。該電路與12路并行光檢測器(PD)陣列集成在同一塊芯片中。 光接收機前端放大電路主要由兩個關鍵電路構成：前置放大器和主放大器。前置放大器把光檢測器探測的光電流放大，獲得電壓信號。在本項目研究中，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現(xiàn)結構。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算方法，并通過仿真軟件來驗證推導的結果。主放大器把前置放大器

3、的輸出信號放人劍數(shù)字邏輯電平，并且保持數(shù)字電平的恒定，以實現(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)過改進的Cherry-Hooper結構以獲得足夠的增益帶寬積。 版圖設計是電路原理圖的物理實現(xiàn)，本文詳細闡述了高速芯片版圖設計的特點和技巧。利用TSMC0.18μm CMOS工藝所帶有的深N阱和保護環(huán)隔離技術，我們能在物理版圖上實現(xiàn)12路并行放大器的良好隔離。我們分別設計了單路和12路光接收前端放