高灵敏度CMOS光电集成接收机设计

设计了一个由调节型级联跨阻抗放大器(TIA)和双光电二极管(DPD)构成的CMOS光电集成(OEIC)接收机.具体分析了这个光电集成接收机的噪声和灵敏度及其相互关系.接收机中的噪声主要是电路中电阻的热噪声和MOS器件的闪烁噪声.提出了优化接收机灵敏度的方法.通过低成本的CSMC 0.6μm CMOS工艺流片并对芯片进行了测试.从测试眼图可知,该CMOS光电集成接收机可工作在1.25GB/s的传输速率下,灵敏度为-12dBm.     

高灵敏度CMOS光电集成接收机设计

设计了一个由调节型级联跨阻抗放大器(TIA)和双光电二极管(DPD)构成的CMOS光电集成(OEIC)接收机.具体分析了这个光电集成接收机的噪声和灵敏度及其相互关系.接收机中的噪声主要是电路中电阻的热噪声和MOS器件的闪烁噪声.提出了优化接收机灵敏度的方法.通过低成本的CSMC 0.6μm CMOS工艺流片并对芯片进行了测试.从测试眼图可知,该CMOS光电集成接收机可工作在1.25GB/s的传输速率下,灵敏度为-12dBm.     

前均衡CMOS光电集成接收机概念的提出和模拟

提出了一种解决CMOS光电集成接收机灵敏度和速度问题的新方法--前均衡法,即在接收放大电路的前端对传输信号进行频率补偿,并分别采用并联谐振回路、三次阶梯网络和高通滤波器峰化技术设计了三种前均衡0.35μm CMOS光电集成接收机.其中,光电探测器选用面积为40μm×40μm的叉指型双光电二极管结构,实验测得该二极管的频率响应带宽为1.1GHz,结电容为0.95pF.对接收机的模拟结果表明:采用三次阶梯网络峰化技术的前均衡方案可有效提高光接收机的灵敏度和速度,并可实现灵敏度为-14dBm,3dB带宽为2GHz,BER为10-12的0.35μm CMOS光电集成接收机.     

前均衡CMOS光电集成接收机概念的提出和模拟

提出了一种解决CMOS光电集成接收机灵敏度和速度问题的新方法--前均衡法,即在接收放大电路的前端对传输信号进行频率补偿,并分别采用并联谐振回路、三次阶梯网络和高通滤波器峰化技术设计了三种前均衡0.35μm CMOS光电集成接收机.其中,光电探测器选用面积为40μm×40μm的叉指型双光电二极管结构,实验测得该二极管的频率响应带宽为1.1GHz,结电容为0.95pF.对接收机的模拟结果表明:采用三次阶梯网络峰化技术的前均衡方案可有效提高光接收机的灵敏度和速度,并可实现灵敏度为-14dBm,3dB带宽为2GHz,BER为10-12的0.35μm CMOS光电集成接收机.     

CMOS单片光接收机的带宽设计

设计了一个由调节型级联跨阻抗放大器(TIA)和双光电二极管(DPD)构成的光电集成接收机.给出了DPD小信号电路模型和单片集成光接收机的带宽设计方法,给出限制DPD和光接收机带宽的重要因素,分析和模拟了这个光电集成接收机的带宽,用低成本的0.6μm CMOS工艺设计出1.71GHz带宽和49dB跨阻增益的接收机,并给出测试结果.     

可应用于光互连的新型高带宽、高灵敏度差分光接收机的概念提出与设计

提出了一种可应用于高速光通信和光互连的新型高带宽、高灵敏度差分光接收机.其中,高带宽和高灵敏度分别通过输入负载平衡的全差分跨阻前置放大器和将入射光信号转换成一对差分光生电流信号的两个光电探测器来实现.与常用光接收机相比,这种新型光接收机无任何附加成本.设计了一种相应的、与0.35μm标准CMOS工艺完全兼容的光电集成接收机.其中,光电探测器采用面积为60μm×30μm、结电容为1.483pF的插指型p+/n-well/p-substrate光电二极管.仿真结果表明:该光电集成接收机的带宽为1.37GHz;跨阻增益为81.9dBΩ;面积为0.198mm2;数据传输率至少可达2Gb/s;对于215-1位的输入伪随机码序列(PRBS),在误码率为10-12条件下,灵敏度至少可达-13dBm.     

可应用于光互连的新型高带宽、高灵敏度差分光接收机的概念提出与设计

提出了一种可应用于高速光通信和光互连的新型高带宽、高灵敏度差分光接收机.其中,高带宽和高灵敏度分别通过输入负载平衡的全差分跨阻前置放大器和将入射光信号转换成一对差分光生电流信号的两个光电探测器来实现.与常用光接收机相比,这种新型光接收机无任何附加成本.设计了一种相应的、与0.35μm标准CMOS工艺完全兼容的光电集成接收机.其中,光电探测器采用面积为60μm×30μm、结电容为1.483pF的插指型p /n-well/p-substrate光电二极管.仿真结果表明:该光电集成接收机的带宽为1.37GHz;跨阻增益为81.9dBΩ;面积为0.198mm2;数据传输率至少可达2Gb/s;对于215-1位的输入伪随机码序列(PRBS),在误码率为10-12条件下,灵敏度至少可达-13dBm.     

一种与标准CMOS工艺兼容的光电集成接收机设计与实现

设计了一种与标准CMOS工艺完全兼容的高速光电探测器和宽带光电集成接收机,并采用0.6μm标准CMOS工艺流片. 测试结果表明,该光电集成接收机的性能已接近实用要求. 探测器的频率响应带宽为1.11GHz,光电集成接收机的3dB带宽为733MHz;在误码率为10-12条件下,对波长为850nm的输入光信号,灵敏度达到-9dBm.     

一种与标准CMOS工艺兼容的光电集成接收机设计与实现

设计了一种与标准CMOS工艺完全兼容的高速光电探测器和宽带光电集成接收机,并采用0.6μm标准CMOS工艺流片. 测试结果表明,该光电集成接收机的性能已接近实用要求. 探测器的频率响应带宽为1.11GHz,光电集成接收机的3dB带宽为733MHz;在误码率为10-12条件下,对波长为850nm的输入光信号,灵敏度达到-9dBm.     

1Gb/s CMOS调节型共源共栅光接收机

基于特许0.35μm EEPROM CMOS标准工艺设计了一种单片集成光接收机芯片,集成了双光电探测器(DPD)、调节型共源共栅(RGC)跨阻前置放大器(TIA)、三级限幅放大器(LA,limiting amplifier)和输出电路,其中RGCTIA能够隔离光电二极管的电容影响,并可以有效地扩展光接收机的带宽。测试结果表明,光接收机的3dB带宽为821MHz,在误码率为10-9、灵敏度为-11dBm的条件下,光接收机的数据传输速率达到了1Gb/s;在3.3V电压下工作,芯片的功耗为54mW。     

薄膜光电接收器的研制

<正> 引言 光纤通信是通信史上又一次革命,其应用日益广泛。在短波长(0.8～0.9μm范围)光纤通信系统中,接收机通常采用硅雪崩光电二极管(APD)或硅PIN光电二极管。 D·R·Smith根据光电二极管和前置放大器参数,分析了PIN接收机和AFD接收机的噪声性能,指出把PIN光电二极管和一个输入电容低、漏电流小的FET前置放大器混合集成,可降低前置放大器的噪声,能显著改进PIN光电二极管接收机的灵敏     

适用于1.0—1.4μm纤维光学系统的高灵敏度光接收机

本文叙述了一种适用于1.0—1.4μm高性能光纤通信系统的高速度、高量子效率GaAIAsSb雪崩光电探测器的性能。这些APD和最新水平的FET电子器件结合构成的混合集成光学接收机,在带宽为100MHz时灵敏度可以比用锗雪崩光电二极管接收机所达到的灵敏度好10—20倍。损耗非常低弥散接近于零的光纤维的研制成功,为非常高数据速率的光纤维通信系统的实现开辟了道路。要实现实用的高数据速率光纤维通信系统,必须有四种主要部件:1)可靠的高速光源;2)损耗低弥散小的光纤;3)高速度高量子效率的雪崩光电探测器;4)很低噪声,高速度的电子器件。本文的目的是叙述最近获得的工作于1.0—1.4μm波长区的GaAIAsSbⅡ—Ⅴ合金高速度雪崩光电探测器性能数据,并叙述把该种APD和GaAs金属——半导体场效应晶体管电子器件混合集成,获得一种很灵敏的高速度光接收机的技术。Ⅲ——Ⅴ合金APD和GaAs电子器件集成的结果,获得带宽为100MHz的光接收机;其等效噪声功率要比带相同电子器件的锗APD小10—30倍。     

高速12路并行CMOS单片光电集成接收机设计与实现

设计并实现了一个高速12路并行CMOS单片光电集成接收机.其每一路都包括一个光探测器、一个跨阻放大器以及后续放大电路.双光电二极管(DPD)结构可以提高接收机速度,但同时降低了响应度.在跨阻放大器电路中采用有源电感来展宽-3dB带宽.通过无锡上华(CSMC)0.6μm CMOS工艺流片并对芯片进行了测试.测试结果显示该接收机单路传输比特率可达0.8～1.4 Gb/s,总的12路可传输15Gb/s数据.     

高速12路并行CMOS单片光电集成接收机设计与实现

设计并实现了一个高速12路并行CMOS单片光电集成接收机.其每一路都包括一个光探测器、一个跨阻放大器以及后续放大电路.双光电二极管(DPD)结构可以提高接收机速度,但同时降低了响应度.在跨阻放大器电路中采用有源电感来展宽-3dB带宽.通过无锡上华(CSMC)0.6μm CMOS工艺流片并对芯片进行了测试.测试结果显示该接收机单路传输比特率可达0.8～1.4 Gb/s,总的12路可传输15Gb/s数据.     

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.     

1.3μm光电子集成

NEC公司光电研究实验室已制作出1.3μm的光电子集成,该光电集成电路是在InP衬底上光电集成LD和光电二极管,它可用于Gbit/s系统。1.3μm发射机由条形LD和双极驱动晶体管组成,按收机由PIN光电管和FET组成。该组件工作于1.3μm波     

使用51.5公里无色散光纤2Gbit/s1.55μm波长的光传输实验

锗(Ge)雪崩光电二极管(APD)接收机的高灵敏度,以及1.55μm最小损耗波长的无色散光纤,使得在2Gbit/s完成51.5公里光信号传输成为可能。接收光电平是-31.4dBm,误码率为10~(-9)时,由光纤色散引起的劣化仅仅0.6dB。在1.55μm波长达到了103(Gbit/s)公里的数据速率中继间隔乘积。     

光纤传输系统使用光电集成电路

日本NEC公司已研制成功一种以铟-磷为主要材料的光电集成电路(OEIC),用于发送和接收光信号。这种电路能以1.2Gbit/s的速率转换电光信号。该OEIC包括一块实施光发射的350×900μm基片和一块实施光信号接收的600×600μm基片。前者集成了四只光发送元件,即1.3μm的半导体、三只供激励用的双极晶体管;后者集成了四只光信号接收元件,即PIN光电二极管和三只用于放大的场效应晶体管。     

(Al,Ga)As/GaAs调制掺杂FET的微波特性——小信号参数的偏压关系

用网络分析仪测量了1μm栅(Al,Ga)As/GaAs调制掺杂FET(MODFET)的微波特性。计算了等效电路参数,并与等同结构的GaAsMESFET相比较。比之MESFET,MODFET的电流增益和功率增益截止频率均较高(18和38GHz对14和30GHz),电路参数g_(mo),C_(gs)和R_(ds)呈现较陡的夹断效应。由于沟道中势阱展宽,MODFET中C_(gs)呈现栅偏压依赖关系。在发展MODFET电路模拟的计算机模型中将证明此资料是很有价值的。