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.     

2.5Gb/s宽动态范围光接收机前端放大电路设计

基于UMC 0.18μm CMOS工艺,设计了一种2Gb/s传输速率的宽动态范围光接收机前端放大电路。采用对数放大器来增大接收机的输入动态范围,前置放大器采用差分共源跨阻放大器,并使用有源电感做负载来增大带宽。实验结果表明:该接收机前端电路的增益为80dB,3dB带宽为2.3GHz,2.5Gb/s输出眼图良好,输入动态范围为60dB(1μA～1mA)。     

2.5Gb/s 0.35μm CMOS光接收机前置放大器设计

采用0.35 μm CMOS工艺设计并实现了用于SDH系统STM-16(2.5 Gb/s)速率级光接收机前置放大器.此放大器采用+5 V电源电压,中频增益为73 dBΩ,3 dB带宽为2.2 GHz.核面积为0.15 mm×0.20 mm.     

12×10Gb/s CMOS并行光接收机前置放大器阵列设计

采用SMIC 0.18 μm CMOS工艺,设计了一种12路并行、每路工作速率为10Gb/s的光接收机前置放大器阵列,应用于高速芯片间的光互连.整个电路通过1.8V电压供电,采用RGC结构和有源电感并联峰化技术,单路中频跨阻增益为47.1dBΩ,-3dB带宽为8.9GHz.芯片工作时总的传输速率为120Gb/s.     

低噪声1.25Gb/s光接收机前端放大器

设计并实现了一种基于TSMC 0.25μm CMOS工艺的低噪声、1.25Gb/s和124dBΩ的光接收机前端放大器.跨阻放大器设计采用了有源电感并联峰化和噪声优化技术,克服了CMOS光检测器大寄生电容造成的带宽不够的问题.测试结果表明,在2pF的寄生电容下,前端放大器工作速率达到了1.25Gb/s,在光功率为-17dBm的光信号输入下得到了清晰的眼图.芯片采用3.3V电压供电,功耗为122mW,差分输出电压幅度为660mV.     

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）.     

0.18μm CMOS 10Gb/s光接收机限幅放大器

利用TSMC 0.18μm CMOS工艺设计了应用于SDH系统STM-64(10 Gb/s)速率级光接收机中的限幅放大器.该放大器采用了改进的Cherry-Hooper结构以获得高的增益带宽积,从而保证限幅放大器在10Gb/s以及更高的速率上工作.测试结果表明,此限幅放大器在10Gb/s速率上,输入动态范围为42dB(3.2mV~500mV),50Ω负载上的输出限幅在250mV,小信号输入时的最高工作速率为12Gb/s.限幅放大器采用1.8 V电源供电,功耗110mW.芯片的面积为0.7mm×0.9mm.     

12 Gb/s GaAs PHEMT跨阻抗前置放大器

采用0.5 μ m GaAs PHEMT工艺研制了一种单电源偏置光接收机跨阻抗前置放大器.放大器-3dB带宽约为9.5GHz;在50MHz~7.5GHz范围内,跨阻增益为43.5±1.5dB Ω ,输入输出回波损耗均小于-10dB;带内噪声系数在4dB~6.5dB之间,由此得到的最小等效输入噪声电流密度约为17.6pA/ Hz ;输入12Gb/s NRI伪随机序列时,放大器输出眼图清晰,眼开良好.     

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.     

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.     

A Low Noise,1.25Gb/s Front-End Amplifier for Optical Receivers

设计并实现了一种基于TSMC 0.25μm CMOS工艺的低噪声、1.25Gb/s和124dBΩ的光接收机前端放大器.跨阻放大器设计采用了有源电感并联峰化和噪声优化技术,克服了CMOS光检测器大寄生电容造成的带宽不够的问题.测试结果表明,在2pF的寄生电容下,前端放大器工作速率达到了1.25Gb/s,在光功率为-17dBm的光信号输入下得到了清晰的眼图.芯片采用3.3V电压供电,功耗为122mW,差分输出电压幅度为660mV.     

10Gb/s GaAs PHEMT高增益光接收机前置放大器

基于南京电子器件研究所0.5μm GaAs PHEMT工艺,研制了一种高增益级联式光接收机前置放大器.作为前级的跨阻抗放大器的-3dB带宽为10GHz,小信号增益为9dB;作为后级的分布式放大器的-3dB带宽接近20GHz,小信号增益为12dB;级联前置放大器小信号增益达21.3dB,跨阻增益为55.3dBΩ,在输入10Gb/s非归零伪随机二进制序列下,放大器输出眼图清晰、对称、信噪比优于跨阻放大器,分布放大器不能校正的输入波形失真也得到显著改善.     

应用于10Gb/s光接收机的全差分CMOS跨阻前置电路设计

设计了一种的低成本、低功耗的10 Gb/s光接收机全差跨阻前置放大电路。该电路由跨阻放大器、限幅放大器和输出缓冲电路组成,其可将微弱的光电流信号转换为摆幅为400 mVpp的差分电压信号。该全差分前置放大电路采用0.18 m CMOS工艺进行设计,当光电二极管电容为250 fF时,该光接收机前置放大电路的跨阻增益为92 dB,-3 dB带宽为7.9 GHz,平均等效输入噪声电流谱密度约为23 pA/(0~8 GHz)。该电路采用电源电压为1.8 V时,跨阻放大器功耗为28 mW,限幅放大器功耗为80 mW,输出缓冲器功耗为40 mW,其芯片面积为800 m1 700 m。     

密集波分复用技术在无锡广电第二平面传输系统的设计与仿真简

城域网中运用DWDM技术可以充分利用光纤较宽的频带资源,极大地提高了系统的传输容量,降低了传输成本。而要将40Gb/s DWDM技术成功用于城域网,还必须考虑色度色散、偏振模色散、放大器设置、光接收机噪声等关键问题。为了更好地解决这些问题,我们建立了仿真系统,对适用于无锡分公司城域网的40Gb/s DWDM系统的放大器设置、色散、光接收机噪声等问题做了仿真分析和规划。     

DC-40 GHz光通信系统用GaAs PHEMT驱动放大器。

利用0.2μmGaAsPHEMT工艺研制了40Gb/s光通信系统中的光调制器驱动放大器。该放大器芯片采用有源偏置的七级分布放大器结构,工作带宽达到40GHz,输入输出反射损耗约-10dB,功率增益14dB,功耗700mW,最大电压输出幅度达到7V。两级芯片级连后,功率增益约27dB,在40Gbit/s速率下得到清晰的眼图。     

5Gb/s单片集成GaAs MSM/PHEMT 850nm光接收机前端

采用0.5μm GaAs PHEMT工艺研制出了一种单片集成850nm光接收机前端,它包括金属-半导体-金属(MSM)光探测器和分布放大器.探测器光敏面积为50μm×50μm,电容为0.17pF,4V偏压下的暗电流小于17nA.分布放大器-3dB带宽接近20GHz,跨阻增益约46dBΩ;在50MHz～16GHz范围内,输入、输出电压驻波比均小于2;噪声系数在3.03～6.5 dB之间.光接收机前端在输入2.5和5Gb/s非归零伪随机二进制序列调制的光信号下,得到较为清晰的输出眼图.     

5Gb/s单片集成GaAs MSM/PHEMT 850nm光接收机前端

采用0.5μm GaAs PHEMT工艺研制出了一种单片集成850nm光接收机前端,它包括金属-半导体-金属(MSM)光探测器和分布放大器.探测器光敏面积为50μm×50μm,电容为0.17pF,4V偏压下的暗电流小于17nA.分布放大器-3dB带宽接近20GHz,跨阻增益约46dBΩ;在50MHz～16GHz范围内,输入、输出电压驻波比均小于2;噪声系数在3.03～6.5 dB之间.光接收机前端在输入2.5和5Gb/s非归零伪随机二进制序列调制的光信号下,得到较为清晰的输出眼图.     

20GHz宽带GaAs PHEMT分布式前置放大器

采用0.5μm GaAs PHEMT工艺研制了一种光接收机分布式前置放大器.该放大器-3dB带宽接近20GHz,跨阻增益约46dBΩ;在50MHz~16GHz范围内,输入、输出电压驻波比(VSWR)均小于2;带内噪声系数在3.03~6.5dB之间,平均等效输入噪声电流密度约为14.6pA/ Hz ;在输入10Gb/s非归零(NRZ)伪随机二进制序列(PRBS)信号下,放大器输出眼图清晰,具有12ps的定时抖动和166mV峰峰电压.     

10Gb/s GaAs PHEMT高增益光接收机前置放大器

基于南京电子器件研究所0.5μm GaAs PHEMT工艺,研制了一种高增益级联式光接收机前置放大器，作为前级的跨阻抗放大器的-3dB带宽为10GHz,小信号增益为9dB； 作为后级的分布式放大器的-3dB带宽接近20GHz,小信号增益为12dB； 级联前置放大器小信号增益达21.3dB,跨阻增益为55.3dBΩ,在输入10Gb/s非归零伪随机二进制序列下,放大器输出眼图清晰、对称、信噪比优于跨阻放大器,分布放大器不能校正的输入波形失真也得到显著改善。     

低功耗CMOS限幅放大器设计

利用0.18μm CMOS工艺设计了应用于光接收机中的10Gb/s限幅放大器.此限幅放大器由输入缓冲,4级放大单元,一级用于驱动50Ω传输线的输出缓冲和失调电压补偿回路构成.输入动态范围为38dB(10mV～800mV),负载上的输出限幅在400mV,在3.3V电源电压下,功耗仅为99mW.整个芯片面积为0.8×1.3mm2.