基于0.18μm CMOS工艺2.5Gb/s宽动态范围光接收机前端放大电路设计

基于0.18μm CMOS工艺设计了适用于2.5Gb/s传输速率的宽动态范围光接收机前端放大电路（包括前置放大器和限幅放大器）.前置放大器采用了RGC输入级的跨阻放大器,并且应用了消直流电路和自动增益控制电路扩展输入动态范围.限幅放大器采用了按比例缩小尺寸、并联峰化和带有有源负反馈的Cherry-Hooper放大器等方法扩展带宽.仿真结果表明：前端放大电路的中频增益为116dBΩ,-3dB带宽为2.13GHz,输入信号动态范围为40dB（0.01～1mA）.     

一种2.5Gb/s CMOS宽动态范围光接收机模拟前端电路

基于55nm CMOS工艺,设计了一种具有宽动态范围的2.5Gb/s光接收机模拟前端电路。作为光接收机的输入级电路,为了获得低噪声和高灵敏度性能,跨阻放大器(TIA)基于三级反相器级联结构,同时采用双自动增益控制(DAGC)电路来扩大输入信号的动态范围。为了提高增益,引入后置放大器,包括电平转换电路和三级差分放大电路,同时利用电容简并的方法来进一步拓展带宽,最后进行缓冲器输出。测试结果表明,在误码率为10-12的情况下,光接收机的输入灵敏度为-26dBm,过载光功率为3dBm,动态范围达到29dBm。光接收机在3.3V供电电压下,电流功耗为36mA,整体芯片面积为1176μm×985μm。     

基于BiCMOS工艺的光接收机前端电路

基于IBM 0.18μm SiGe BiCMOS工艺设计,实现了光接收机模拟前端,电路整体结构包括差分共射跨阻放大器(TIA)、限幅放大器(LA)以及输出缓冲级(Buffer)。采用SiGe异质结双极晶体管(HBT)作为输入级的差分共射跨阻放大器大大地减小了输入电阻,更好地展宽了频带。仿真结果表明,在1.8V电源电压供电下,驱动50Ω电阻和10pF电容负载时光接收机前端跨阻增益为74.59dB,带宽为2.4GHz,功耗为39.6mW。在误码率为10-9、输入电流为50μA的条件下,光接收机前端电路实现了3Gb/s的数据传输速率。实测结果表明,光接收机的-3dB带宽为1.9GHz。芯片面积为910μm×420μm。     

10GB/s光接收机前端限幅放大器设计

作为光接收机前端的关键部分，限幅放大器要求具有高增益、足够带宽以及较宽的输入动态范围。本文在0．18μm 1P6M CMOS工艺上设计了一种用于10Gb／s传输速率的限幅放大器。该限幅放大器的增益S21可达31dB，-3dB带宽为11．3GHz，在10GHz范围内S11、S22均小于-10dB。对于从10Vpp至1．5Vpp的较宽的输入动态范围，均可保持稳定的输出眼图。利用CMOS工艺中、多层金属互连线的顶层金属设计的共面带状线，可将放大器的工作频带扩展至10Ghz以上。     

光通信用宽动态范围10 Gb/s CMOS跨阻前置放大器

采用UMC 0.13 μm CMOS工艺,设计了一种应用于SDH系统STM-64(10 Gb/s)光接收机前置放大器.该前置放大器采用具有低输入阻抗特点的RGC形式的跨阻放大器实现.同时,引入消直流电路来扩大输入信号的动态范围.后仿真结果表明:双端输出时中频跨阻增益约为57.6 dBΩ,-3 dB带宽为10.7 GHz,平均等效输入噪声电流谱密度为18.76 pA/sqrt(Hz),1.2V单电压源下功耗为21 mW,输入信号动态范围40 dB(10 μA～1 mA).芯片面积为0.462 mm×0.566 mm.     

用于40Gb/s光接收机的0.2μm GaAs PHEMT分布放大器

利用0.2μm GaAs PHEMT工艺实现了40Gb/s光接收机中的前置放大器.该放大器采用有源偏置的七级分布放大器结构,3dB带宽超过40GHz,输入输出反射损耗小于一10dB,跨阻增益为45.6dBΩ,最小等效输入噪声电流密度为22pA/√Hz,功耗为300mW,可有效地应用于40Gb/s光接收机中.     

用于10Gb/s光接收机的BiCMOS放大电路

设计了一种用于SDH系统STM-64(10Gb/s)速率级光接收机中的BiCMOS放大电路,包括NMOS共栅-共源前置放大器和差分式BiCMOS主放大器;各个放大器中都引入了负反馈;并精选了元器件参数,采取了提速措施,以保证放大电路在低功耗下工作在10Gb/s或更高速率上.实验结果表明,所设计的放大电路在10Gb/s速率上,主放大器输入动态范围为42dB(3.2～500mV),50Ω负载电阻上的输出限幅约为250mV,小信号输入时的最高工作速率达到12Gb/s,放大电路可采用1.8～5.6V电源供电,平均功耗约为230mW,从而满足了光纤通信系统中的高性能要求.     

用于40Gb/s光接收机的0.2μm GaAs PHEMT分布放大器

利用0.2μm GaAs PHEMT工艺实现了40Gb/s光接收机中的前置放大器. 该放大器采用有源偏置的七级分布放大器结构,3dB带宽超过40GHz,输入输出反射损耗小于-10dB,跨阻增益为45.6dBΩ,最小等效输入噪声电流密度为22pA／Hz,功耗为300mW,可有效地应用于40Gb/s光接收机中.     

5Gb/s光接收机前端放大电路的设计

利用SMIC0.18μm CMOS工艺设计了适用于同步数字光纤传输系统SONET OC-96(5Gb/s)的光接收机前端放大电路.跨阻放大器(TIA)采用全差分结构,利用震荡反馈技术和可调节共源共栅(RGC)结构来增加其带宽.限幅放大器(LA)采用有源电感反馈和改进的Cherry-Hooper以获得高的增益带宽积.HSPICE仿真结果表明光接收机前端放大电路具有92dBΩ的中频增益,3.7GHz的-3dB带宽,对于输入电流峰峰值从4μA到50μA变化时,50Ω负载线上的输出眼图限幅在550mV,核心电路功耗为60mW.     

1.25Gb/s CMOS高灵敏度宽动态范围跨阻放大器

采用0.35μm CMOS工艺设计并实现了一种新的应用于1.25Gb/s光纤通信接收机的高灵敏度、宽动态范围跨阻放大器电路。引入电流注入技术提高输入管跨导、优化噪声性能、提高灵敏度。自带直流反馈实现直流消除功能,同时采用自动增益控制机制,提高动态范围。仿真结果表明,该电路具有82.02dBΩ的跨阻增益、872.7MHz的带宽、23.74kHz的低频截止频率,输入等效噪声电流为4.08pA/Hz(1/2),最大输入光信号为+3dBm(2mA),在3.3V的电源电压下,芯片功耗为43.4mW。     

Novel matched amplifiers with low noise positive feedback. Part II: Resistive–capacitive feedback

The avalanche modo characteristics of bipolar transistors are considered. A theoretical analysis based on an extension to the Ebers-Moll transistor model is shown to provide satisfactory agreement with various experimental results in the avalanche mode.     

Novel matched amplifiees with low noise positive feedback. Part 1: General features and resistive feedback

The prominent inventions of D.E. Norton as well as other similar schematics are widely used in different circuits of amplifiers and mixers. However, the use of these circuits in high-frequency integrated circuits (IC) is still hindered by the presence of the broadband feedback transformer. We propose new configuration schematics of transformer-less amplifiers with similar properties. Now we understand implicitly that this opportunity was already contained in our previous patents and papers. Here, the generalised circuit of an amplifier with a complex positive current feedback and with a common base (CB) transistor configuration is considered. Besides, the circuit of low noise amplifier (LNA) with a resistive positive feedback (RPF) is investigated in detail. RPF and CB amplifiers are compared. It is demonstrated that LNA RPF provides gain stability vs scattering of parameters, a good level of the input and output matching, a wider frequency band and the noise temperature more than twice as low as that in CB and, despite a positive feedback, it provides a high stability gain.     

A wideband integrated circuit amplifier for fixed-gain application

Circuits which achieve precise gains without the use of negative feedback are of interest because of their simplicity and potential for achieving large bandwidths. A circuit architecture based upon precision current mirrors for producing fixed gains without the use of feedback has been reported in the literature and implemented on a BiCMOS process [1]. This paper provides further analysis of this approach and applies it to a new bipolar amplifier, intended for such applications as real-time active filter synthesis.     

光纤放大器的研究动态

介绍了国内外光放大器的最新研究动态,主要包括掺铒光纤放大器、掺铥光纤放大器、光纤喇曼放大器及半导体光放大器,并指出相关放大器的发展趋势,最后对光纤放大器的特性进行了比较分析.     

一种ASK接收器中的中频对数放大器IC设计

一种适用于ASK接收器中的双极型对数中频放大器,具有接收信号强度指示的功能(RSSI)。这种放大器实现了对数响应的分段近似,同时作为信号解调的一部分。本文介绍了RSSI特殊的具体电路及其结构。该放大器包含五级放大,每一个放大级都由一个限幅放大器和跨导单元组成。此放大器在±1dB的线性度下实现了90dB的动态范围。     

D类数字功率放大器电路失真分析及其负反馈方案讨论

本文采用Bennett方法^[1]对D类数字功率放大电路进行失真分析,在此基础上讨论了用负反馈设计来降低失真的可行性方案。以一个10－W放大器为实例,分析仿真结果表明：THD为0．03－0．6％,能量转换效率达89％。     

宽带、超宽带光纤放大器研究进展

目前,实现宽带、超宽带光纤放大器的技术主要有四种:宽带掺铒光纤放大(EDFA)技术、宽带拉曼放大技术、宽带混合放大技术和光纤参量放大技术.综述了宽带和超宽带光纤放大器的研究现状,并分别分析了其特点及发展趋势.     

一种S波段平衡式限幅低噪声放大器的设计

介绍了一种小型化平衡式限幅低噪声放大器。该放大器采用Lange桥平衡结构,在实现低噪声的同时,保证了小电压驻波比;在3.0～3.5GHz频带内,噪声系数小于1.3dB,输入输出驻波系数小于1.3,增益大于27dB,平坦度±0.6dB以内,输出1dB压缩点大于12dBm。该放大器能够承受最大5W的连续波功率输入,且大功率输入时的驻波系数小于1.3。     

2～18GHz超宽带射频放大器

采用分布电路原理、ＣＡＤ技术和微带电路技术，制作出多倍频程超宽带放大器。其主要技术参数为，ｆ＝２～１８ＧＨｚ，Ｇ＿ｐ≥３０ｄＢ，△Ｇ＿ｐ≤±３ｄＢ，Ｆ＿ｎ≤７ｄＢｍ，Ｐ＿（－１）≥＋１０ｄＢ，ＶＳＷＲ≤２．５：１。     

拉曼+EDFA宽带混合光放大器的实现和设计优化

基于对增益和噪声特性的分析,本文实现了长距离宽带传输系统中由分布拉曼放大器和掺铒光纤放大器中组成的宽带混合放大单元,并提出了混合放大器进行优化设计的方法,特别指出适当调整拉曼放大器和掺铒光纤放大器的增益谱可以实现噪声谱的平坦.