0.35μm CMOS 2.5Gb/s宽动态范围前置放大器设计

采用Chartered 0.35μm CMOS工艺设计了一种适用于光纤传输系统STM-16(2.5Gb/s)速率级的低功耗、宽动态范围的前置放大器.该前置放大器采用RGC(Regulated Cascode)结构作为输入级,同时引入消直流电路来提高光电流的过载能力.仿真结果表明,前置放大器的跨阻增益为57.0dBΩ,-3dB带宽为2.003GHz;当误码率BER为10~(-12)时,输入灵敏度为-23.0dBm,过载光电流达到800 μ A.3.3V单电源供电时,功耗仅为59.43mW.芯片面积为465 μm × 435 μm.     

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和3.125Gb/s速率级0.35μmCMOS限幅放大器

采用了TSMC0.35μm CMOS工艺实现了可用于SONET/SDH2.5Gb/s和3.125Gb/s速率级光纤通信系统的限幅放大器。通过在芯片测试其最小输入动态范围可达8mVp—p，单端输出摆幅为400mVp-p，功耗250mW，含信号丢失检测功能，可以满足商用化光纤通信系统的使用标准。     

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.     

10Gb/s宽动态范围CMOS跨阻前置放大器

采用UMC 0.13μm CMOS工艺,实现了一种应用于SDH系统STM-64(10Gb/s)光接收机的前置放大器.该前置放大器采用具有低输入阻抗特点的RGC (Regulated Cascode)作为输入级.同时,采用消直流技术来扩大输入信号的动态范围.在片测试结果表明：双端输出时中频跨阻增益约为58.57 dBΩ(848 Ω),-3dB带宽为12GHz,平均等效输入噪声电流谱密度约为24.7pA/Hz^1/2,1.2V单电压源下功耗为21.84mW,其中8mW来自输出缓冲.输入电压信号动态范围36.5dB(12mV～800mV).包括焊盘在内的芯片面积仅为0.462×0.566mm²     

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。     

一种低功耗的高速光接收器跨阻前置电路设计

为了降低芯片面积和功耗,提出了一种10 Gb/s光接收器跨阻前置放大电路。该电路采用了两个带有可调共源共栅（RGC）输入的交叉有源反馈结构,其中的跨阻放大器未使用电感,从而减少了芯片的总体尺寸。该跨阻前置电路采用0.13μm CMOS工艺设计而成,数据速率高达10 Gb/s。测试结果表明,相比其他类似电路,提出的电路芯片面积和功耗更小,芯片面积仅为0.072mm2,当电源电压为1.3 V时,功率损耗为9.1 mW,实测平均等效输入噪声电流谱密度为20pA/（0.1-10）Hz,且-3dB带宽为6.9 GHz。     

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.     

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)。     

CMOS光接收机宽带前置放大器的设计

采用TSMC0.18μmCMOS工艺设计了光接收机宽带前置放大器。该前置放大器采用具有反馈特性的跨阻放大器实现,采用了RGC(RegulatedCasacoe)电路作为输入级,同时在电路中引入电感并联补偿的技术,以拓展前置放大器的带宽。仿真结果表明:1.8V单电压源供电情况下,电路功耗15.2mW,中频互阻增益为58.4dBΩ,-3dB带宽可达到10.2GHz,可工作在10Gb/s速率。     

2.5Gb/Scmos光接收机跨阻前置放大器

给出了一种利用0.35μm CMOS工艺实现的2.5Gb/s跨阻前置放大器。此跨阻放大器的增益为59 dB*Ω,3dB带宽为2GHz,2GHz处的等效输入电流噪声为0.8×10-22 A2/Hz。在标准的5V电源电压下,功耗为250mW。PCML单端输出信号电压摆幅为200mVp-p。整个芯片面积为1.0mm×1.1mm。     

10Gb/s OEIC光接收机前端及3.125Gb/s限幅放大器

摘要：基于南京电子器件研究所Φ76mm GaAs pHEMT工艺,研制了10Gb/s OEIC光接收机前端,并首次采用耗尽型PHEMT设计并实现了限幅放大器。借助模拟软件ATLAS建立并优化了器件模型,组成形式为MSM光探测器和电流模跨阻放大器,探测器带宽超过10GHz,电容约3fF/μm,光敏面积50×50μm2,整个芯片面积1511μm×666μm。限幅放大器采用无源电感扩展带宽,并借助三维电磁仿真软件HFSS进行模拟仿真。限幅放大器芯片面积1950μm×1910μm,在3.125Gb/s传输速率下,分别输入10mVpp和500mVpp,可以得到500mVpp恒定输出摆幅。     

DC～40GHz光纤通信用前置放大器

光纤通信系统中，前置放大器用于检测光电探测器输出的微弱电流，40Gb／s光通信系统对前置放大器的基本指标要求为带宽、跨阻增益和等效输入噪声电流。南京电子器件研究所在国内首次利用0．2μm的GaAs低噪声PHEMT工艺成功地研制了前置放大器芯片，单管栅宽为60μm，放大器的静态工作点为5V／60mA。测试结果显示：前置放大器3dB带宽超过40GHz，跨阻增益为46dBQ，     

10Gb／s光传输用接收组件

试制了10Gb/s光传输系统用的双芯片安装PIN－PD和前置放大器，并且用TAG熔接固定光学部件的接收组件。使用表面照射型InGaAs-PIN-PD,光敏面直径为20μm和30μm。－3dB带宽分别可以达到16GHz、13GHz。前置放大器使用了栅长0．2μm的虚拟形BP－MESFET，是3级串联放大器。试制的接收组件的互阻抗是50dBΩ，带宽10GHz。使用光敏面直径为20μmPIN-PD的接收组件，进行了10Gb/s传输实验，使用EDFA时，最小接收光功率是－27dBm。     

5Gb/s 0.25μm CMOS限幅放大器

采用TSMC 0.25μm CMOS技术设计实现了高速低功耗光纤通信用限幅放大器.该放大器采用有源电感负载技术和放大器直接耦合技术以提高增益,拓展带宽,降低功耗并保持了良好的噪声性能.电路采用3.3V单电源供电,电路增益可达50dB,输入动态范围小于5mVpp,最高工作速率可达7Gb/s,均方根抖动小于0.03UI.此外核心电路功耗小于40mW,芯片面积仅为0.70mm×0.70mm.可满足2.5,3.125和5Gb/s三个速率级的光纤通信系统的要求.     

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.     

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.     

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.     

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.