2.5Gb/s CMOS光接收机限幅放大器

采用SMIC 0.18μm CMOS工艺设计了光接收机限幅放大器.该放大器采用全差分结构,利用退化电容技术增加高频时放大器的等效跨导,并在Cherry-Hooper结构里引入有源电感反馈代替传统的电阻反馈来扩展带宽.Hspice仿真结果表明限幅放大器具有46dB的中频增益、3.2GHz带宽,当输入电压信号从3.6mVPP到1.7VPP变化时,50Ω负载线上的输出电压限幅在340mVPP,输出眼图稳定清晰.核心电路功耗20.431mW.     

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。     

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。     

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.     

1.25 Gb/s低功耗CMOS光接收机限幅放大器

设计并实现了用于光纤用户网和千兆以太网光接收机的限幅放大器。电路采用有源电感负载来拓展带宽、稳定直流工作点 ,通过直接耦合技术来提高增益、降低功耗。测试结果表明 ,在从 5 m Vp- p到 5 0 0 m Vp- p,即40 d B的输入动态范围内 ,在 5 0 Ω负载上的单端输出电压摆幅稳定在 2 80 m Vp- p。在 5 V电源电压下 ,功耗仅为1 30 m W。电路可稳定工作在 1 5 5 Mb/s、62 2 Mb/s、1 .2 5 Gb/s三个速率上。     

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。     

65nm工艺下20Gb/s无电感限幅放大器设计与分析

本文设计了一款能工作在20Gb/s速率下的无电感限幅放大器。限幅放大器包括三各部分：带直流失调消除的输入匹配级,增益级和输出驱动级。本设计采用交叉负反馈技术,使得放大器在获得高带宽的同时拥有较为平坦的频率响应。直流失调消除环路中增加了误差放大器来保证直流失调消除效果。放大器在65纳米工艺下成功流片,芯片面积为0.45 × 0.25平方毫米（不包括PAD）,测试结果显示放大器的差分增益为37dB,带宽为16.5GHz,在高达26.5GHz的频率内Sdd11和Sdd22分别小于-16dB和-9dB。除了驱动级,整个放大器在1.2V的电源电压下消耗50mA的电流。     

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.     

1OGb/s SiGe光接收机限幅放大器

给出了一个利用IBM 0.5μm SiGe BiCMOS工艺实现的10Gb/s限幅放大器.在标准的3.3V电源电压,功耗为133.77mW.在31dB的输入动态范围内,可以保持980mVpp恒定输出摆幅.     

宽带限幅放大器的研制

从双极型晶体管Gummel-Poon模型出发,综合考虑晶体管的器件结构、工作状态和参数提取条件等完成参数提取,运用优化算法对提取参数进行局部和全局优化,给出了得到的GP模型参数值.以此为基础采用差分放大电路形式,完成限幅放大器电路结构设计并对其进行分析,运用ADS仿真软件对限幅放大器进行仿真优化并进行了流片.结果表明,设计完成的限幅放大器在10～300 MHz工作频率内的小信号电压增益最大值大于25 dB,带内平坦度小于±1 dB,限幅输出电压约为1.2 V.     

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微波宽带限幅放大器

采用 CAD技术 ,应用 Ga As HEMT管芯及良好的微组装工艺 ,研制出 2～ 1 8GHz微波宽带限幅放大器。基片为氧化铝材料 ,尺寸 0 .2 5 mm× 2 mm× 1 0 mm,自制超微带阻容元件 ,一并装在很小的铜载体上。经试验调试得到以下结果 :f:2～ 1 8GHz,Pout:3 0～ 5 0 m W,Gp≥ 60 d B,Fn≤ 5 d B,VSWR1≤ 2 .5 ,VSWR2≤ 2 .5。     

2.5Gb/s CMOS低噪声有源电感反馈跨阻放大器

分析各种结构前置放大器性能的基础上,给出了一个应用于2.5 Gbit/s光纤通信系统的,基于CMOS工艺的共栅结构跨阻放大器。为了减小输入等效噪声电流和提高带宽,采用了有源反馈和有源电感代替传统结构中的电阻反馈。测试结果表明,该电路具有61.8 dB的跨阻增益,2.01 GHz的带宽,输入等效噪声电流为9.5 pA/Hz～(1/2),核心电路功耗仅为3.02 mW。     

2.5 Gb/s GaAs PIN/PHEMT单片集成光接收机前端

采用0.5 μm GaAs PHEMT工艺,研制了一种PIN光探测器和分布放大器单片集成850 nm光接收机前端. 探测器光敏面直径为30 μm,电容为0.25 pF,10 V反向偏压下的暗电流小于20 nA.分布放大器-3 dB带宽接近20 GHz,跨阻增益约46 dBΩ;在50 MHz～16 GHz范围内,输入、输出电压驻波比均小于2;噪声系数在3.03～6.50 dB之间.单片集成光接收机前端在1.0和2.5 Gb/s非归零(NRZ)伪随机二进制序列(PRBS)调制的光信号下得到较为清晰的输出眼图.     

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)。