12路并行40gbs0.35μmsigebicmos高速激光驅(qū)動器設(shè)計與實現(xiàn)

1、東南大學(xué)碩士學(xué)位論文12路并行40Gb/s 0.35μm SiGe BiCMOS高速激光驅(qū)動器設(shè)計與實現(xiàn)姓名：解鋒申請學(xué)位級別：碩士專業(yè)：電路與系統(tǒng)指導(dǎo)教師：李智群20090317A b s t r a c ：tA b s t r a c tW i t h t h er a p i d d e v e l o p m e n t o f t e l e c o m m u n i c a t i o nn e t w o r k s ，

2、c o m p u t e rn e t w o r k sa n dI n t e r n e t a f t e rt h ew o r l d e n t e r s t h e2 1 s t c e n t u r y , I Ti n d u s t r y a n dt e l e c o m m u n i c a t i o nn e t w o r k sd e v e l o pr a p i d l y , e s

3、 p e c i a l l yi nO p t i c - f i b e r c o m m u n i c a t i o ns y s t e m s w h i c hb a s e o nt h e l i g h t w a v e a n dO p t i c - f i b e r , a n di t h a s a l r e a d yb e c o m et h em a i np a r to f t h e

4、i n f o r m a t i o ns u p e r - h i g h w a y ．O p t i c - f i b e rc o m m u n i c a t i o ns y s t e m sa r es u i t a b l ef o r m a n y k i n d s o fm u l t i —d a t a s e r v i c e f o r i t s m e r i t s s u c h 弱

5、g r e a tc a p a c i t y , l o n g t r a n s m i t d i s t a n c e ，e c o n o m i z i n ge n e r g ys o u r c e ，a n t i i n t e r f e r e n c ea n d a n t ir a d i a t i o ne t c ．T h eo p t i c a lt r a n s c e i v e r

6、I C i so n eo f t h em o s t i m p o r t a n tp a r t s o f a no p t i c a lt r a n s m i s s i o n s y s t e m ．T h et r a n s c e i v e rc i r c u i ti n t h et r a n s m i td i r e c t i o ni n c l u d e st w o c r i

7、t i c a lp a r t sw h i c h a r em u l t i p l e x e rc i r c u i t ( M U X ) a n d t h el a s e rd i o d ed r i v e r ( L D D ) ．T h eL D Di s a t t h ee n do f t h et r a n s c e i v e rc i r c u i t ，a n di su s e dt

8、op r o v i d ee n o u g h g a i nt om a g n i f yi n p f i f - s i g n a lf r o m t h eM U X t od r i v e r t h eo p t i c a ld i o d et os h o o t ．I ti st h ec r i t i c a lp a r tt oc h a n g e t h ee l e c t r i c a

9、ls i g n a lt ol i g h t , s oi t i so n eo f t h e h o tt o p i c so f r e s e a r c h e s ．T h i sp a p e ri n t r o d u c e st h ed e s i g na n d r e a l i z a t i o no f a 12 一c h a n n e l sp a r a l l e l4 0G b ／s

10、l a s e rd i o d ed r i v e rc i r c u i t f a b r i c a t e db y0 ．3 5 p m S i G eB i C M O S t e c h n o l o g yf r o mJ a z z ．T h e d i f f i c u l t yo f t h i sd e s i g nf o c u so nh o wt od e c r e a s e t h ep

11、a r a s i t i c a lc a p a c i t a n c eo f t h el a r g es i z eb i p o l a rt r a n s i s t o ra t t h eo u t p u ts t a g e ，b e c a u s ei ta f f e c t st h es p e e do f t h ec i r c u i ts e r i o u s l y ．A l s oh

12、 o w t oa v o i ds u b s t r a t ec o u p l i n gn o i s eb r o u g h tb yt h eu n i tn e a r i t i sag r e a tc h a l l e n g e t o t h i sd e s i g n ．E m p l o y i n gs t r u c t u r e o f i n p u tb u f f e r , d i f

13、 f e r e n t i a la m p l i f i e r s ，s o u r c ef o l l o w e r , c u r r e n ts w i t c ha n d o u t p u tb u f f e r , t h ec i r c u i tC a l lp r o v i d e5 m A t o2 0 m A a t 3 ．3 1 8 G b ／s ．T om i n i m i z et h

14、 e l o a d i n g c a p a c i t a n c ep r e s e n t e d b yt h e o u t p u t s w i t c ht o t h ed y n a m i ce m i t t e r f o l l o w , a c r o s s - c o u p l e dM i l l e r c a p a c i t a n c e c a n c e l l a t i o

15、 n t e c h n i q u e i s u s e d ．A l s o a n I s o l a t i o n d e s i g n o fp a r a l l e l a m p l i f i e r s i sp r e s e n t e dt o a v o i ds u b s t r a t ec o u p l i n gn o i s e ．T h et e s tr e s u l t s s h

16、 o ww h e nt h eo u t p u tc u r r e n t i s 6 m A ，t h ep o w e r c o n s u m p t i o n o fs i n g l e c i r c u i t i s 8 8 m W ；a n dw h e n t h e o u t p u t c u r r e n ti s 2 0 m A ，t h ep o w e rc o n s u m p t i

17、o no f s i n g l e c i r c u i ti s 1 8 8 m W ．T h e c h i ps i z ei s 4 x 1 m m 2 ．I n o u rc o n t u r yn o w , t h e c h i po fo p t i c - f i b e rc o m m u n i c a t i o ns y s t e mi s a l m o s tf r o m o u tw o r

18、 l d ．S o i t i sv e r yi m p o r t a n t t od e s i g nh i g hs p e e di n t e g r a t e dc i r c u i t sf o r o p t i c a lt r a n s m i s s i o ns y s t e m sw i t hi n d e p e n d e n tp r o p e r t y ．O u r 1 2 - c

19、h a n n e l s p a r a l l e l4 0G b ／s l a s e rd i o d ed r i v e ra d a p t st o V S R o p t i c —f i b e rc o m m u n i c a t i o ns y s t e m ．[ K e y w o r d s ]O p t i c a l ·f i b e rC o m m u n i c a t i o n