0.18μm CMOS 2.5Gb/s光接收机跨阻前置放大器的设计

给出了一种利用TSMC 0.18μm 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66.3 dBΩ,3 dB带宽为2.18 GHz,等效输入电流噪声为112.54 nA.在标准的1.8 V电源电压下,功耗为7.74 mW.输入光功率为-10 dBm时,PCML单端输出信号电压摆幅为165 mVp-p.模拟结果表明该电路可以工作在2.5 Gb/s速率上.     

2.5Gb/s混合集成光接收机

研制了适用于光纤通信系统的具有完全自主知识产权的混合集成光接收机.该接收机由半导体光电探测器和相应采用硅0.35μm CMOS工艺研制的高速集成电路组成.混合集成模块采用高介电常数的陶瓷薄膜电路将PIN管芯和IC芯片在一块衬底上实现了互连并采用金属管壳封装,使模块具有小的体积并提高了性能.经测试,该接收机工作速率为2.5Gb/s,过载光功率＞0dBm,在误码率为1×10-12时接收灵敏度为-9dBm,RMS抖动为12.79ps,P-P抖动为74.22ps.     

2.5Gbit/s CMOS光接收机限幅放大器

给出了一个利用0.35μmCMOS工艺实现的2.5Gb/s限幅放大器.在标准的5V电源电压,功耗为225mW.在40dB的输入动态范围内,可以保持400mVp-p恒定输出摆幅.整个芯片面积为1×1.1mm2.     

2.5Gb/s混合集成光发射OEIC

研制了适用于光纤通信系统的具有完全自主知识产权的混合集成光发射芯片。采用光刻制版技术将采用0．35μm硅CMOS工艺实现的激光驱动器芯片与采用湿法腐蚀、聚合物平坦和lift off等技术实现的激光器芯片制作在一块陶瓷衬底上形成“光电一体”芯片。该芯片工作速率2．5Gb／s,波长1550nm,输出光功率0dBm,消光比5．6dB。     

2.5Gb/s光纤通信用0.35μm CMOS芯片设计成功

随着计算机的迅速普及, 互联网的大规模建设, 多媒体通信和因特网的爆炸性扩展, 数据通信技术的开发和信息高速公路的建设变的日益迫切,而信息高速公路建设的关键在于光纤通信技术的开发和应用.     

低功耗0.18μm 10Gb/s CMOS 16:1复接器

采用中芯国际(SMIC)0.18μm互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺实现了功耗为160mW、速率为10Gb/s的16:1复接器。该复接器采用可以分级优化的树型结构。低速(622Mb/s→5Gb/s)复接和低速(2.5GHz→622MHz)分频单元采用CMOS逻辑电路实现,高速(5Gb/s→10Gb/s)复接和高速(5GHz→2.5GHz)分频单元采用源极耦合场效应管逻辑(SCFL)电路实现。测试结果表明,在1.8V的工作电压下,芯片可以稳定工作在10Gb/s的速率上,输出信号逻辑正确,眼图良好,单端峰-峰值180mV。     

155 Mbit/s和622 Mbit/s 速率0.6 μm CMOS工艺光纤用户网专用集成电路的部分核心芯片

采用国内的CSMC-HJ 0．6μm CMOS工艺实现了155Mb／s和622Mb／s速率的光纤用户网专用集成电路的部分核心芯片。芯片测试结果表明，激光二极管驱动电路(LDD)，前置放大器(Pre-Amp)和限幅放大器(LA)集成电路达到了世界同类集成电路的水平。     

40Gb/s 0.18μm CMOS甚短距离并行光接收前端放大器

研制成功一种应用于甚短距离(VSR)光传输系统的40Gb/s 并行光接收前端放大器芯片.该电路采用12路并行信道结构和0.18μm CMOS工艺,单信道传输速率达到了3.318Gb/s.电路设计采用了RGC结构和噪声优化技术,克服了CMOS光检测器大寄生电容造成的带宽不够的问题.提出了一种同时采用P 保护环(PGR)、N 保护环(NGR)和深N阱(DNW)的并行放大器隔离结构,有效地抑制了并行放大器之间的串扰,减小了放大器之间的衬底耦合噪声.测试表明,所有信道在3.318Gb/s数据速率、2mVpp输入和2pF的寄生电容下均得到了清晰的眼图.芯片采用1.8V电源供电,单路前端放大器的功耗为85mW,12路总功耗约为1W.     

5 Gb/s单片集成光接收机前端模拟仿真及研制

基于0．5μm GaAs PHEMT标准工艺研制了850nm单片集成光接收机前端,集成方式为PIN光探测器和跨阻放大器。论文依据已发表的文献数据为基础并借助SILVACO公司的模拟软件建立探测器模型,实验结果表明,模型和实测结果对比有较好的一致性。光接收机最高工作速率5Gb／s,其中,探测器光敏面直径50μm,电容0．51pF,暗电流小于30nA。跨阻放大器-3dB带宽接近10GHz,跨阻增益约43dBΩ,最小等效输入噪声电流密度约为17．6pA／Hz^1/2。     

10Gb/s 0.35μm SiGe BiCMOS伪差分共基极输入前端放大电路的设计

采用Jazz 0.35μm SiGe BiCMOS工艺设计实现了应用于10Gb/s速率级光接收机的前端放大电路。该电路由前置放大器与限幅放大器构成,两者均采用了差分电路形式。前置放大器由共基输入级和带并联负反馈的放大器组成。跨导放大器中的基本放大器采用共集-共发-共基的组合结构扩展带宽。限幅放大器采用两级Cherry-Hooper结构。芯片面积仅为0.47mm~2。测试结果表明,在3.3V的供电电压下,总功耗为158mW。在输入电压信号25mV时,可以得到清晰对称的眼图。     

用CMOS工艺实现VSR光电集成接收机的途径

介绍了10Gbit／s速率的甚短距离光传输系统VSR(Very Short Reach)中的接收机。分析了几种有希望用于VSR系统的CMOS工艺兼容的光电探测器。提出用CMOS电路实现VSR光电集成(OEIC)接收机的可能性和实现方法。     

高性能2.5Gb／s用的DFB—LD／EA单片集成器件

报导了采用全ＭＯＣＶＤ生长的１．５５μｍ的单片集成ＤＦＢ＝ＬＤ／ＥＡ组件的 在ＤＷＤＭ系统上的传输测试结果，出纤功率Ｐｆ≥２．５ｍＷ＠Ｉｆ＝７５ｍＡ，边模抑制比ＳＭＳＲ〉３５ｄＢ，调制器反向偏压为２．５Ｖ时的消光比为１４ｄＢ，该发射模块在２．５Ｇｂ／ｓＤＷＤＭ系统上进行了传输试验，传输２４０Ｋｍ后无误码，其通道代价≤１ｄＢ＠ＢＥＲ＝１０＾－１２。     

24Gb/s 0.2μm PHEMT 激光器/激光调制器驱动电路

研制成功一种应用于高速光纤通信系统的激光器／激光调制器驱动集成电路。该电路采用具有薄膜电阻、MIM(Metal-Insulator-Metal)电容和螺旋电感的栅长为0．2 μm的AlGaAs／InGaAs／GaAsPHEMT(Pseudomorphic Hish Electron Mobihty Transistors)工艺。最大信号带宽超过12GHz,在12Gb／s速率下得到了高质量的测试眼图,其单端输出电压摆幅达到3．4V。基于测试结果,我们估计该电路的最高工作速率超过24Gb／s。该电路采用-4．5V单电源供电,功耗小于1．8W。     

2.5Gb/s,52km的光孤子通信实验系统

在国内首次进行了孤子通信的误码测量，成功地将２．５Ｇｂ／ｓ的孤子传输了５２ｋｍ，经过２小时测量无误码。对实验中的现象进行了理论分析。     

利用光纤非线性环镜实现8×2.5Gb/s→2.5Gb/s解复用及误码特性的测量

报道了利用３ｋｍ 光纤非线性环镜作为全光解复用器对８×２５Ｇｂ／ｓ光时分复用信号的解复用实验结果, 并对２５Ｇｂ／ｓ解复用信号进行了误码特性的测量。测量结果表明误码率可达到１０－ １１, 误码率为１０－ ９时的功率代价仅为１４ｄＢ。     

利用SOA中的四波混频实现2.5Gb/s信号的波长变换实验

基于SOA中四波混频效应,对中心波长为15474nm,调制速度为25Gb/s的光信号进行波长变换实验,最大波长变换距离达98nm。     

1.25 Gbit/s 0.25μm CMOS时钟恢复电路

1．25Gbit／s时钟恢复电路由TSMC0．25μm数字CMOS工艺实现。它包含鉴频鉴相器、环路滤波器及压控振荡器。压控振荡器采用一种改进型四级环形振荡器结构,具有正交输出,在其较宽调谐范围内输出电压摆幅恒定。该电路工作速率为1．03—1．4Gbit／s。在恢复时钟频率为1．25GHz时测量的时钟有效值抖动为4．6ps。     

2.5～10Gb/sHEMTIC全耗尽型光驱动电路中器件性能的研究

主要坑速光纤通信系统中调制器驱动电路ＨＥＭＴ ＩＣ设计开展研究。着重讨论了ＰＨＥＭＴ器件阈值电压、特征频率对外调制驱动电路特性的影响,给出了满足电路性能要求的器件参数范围;对２．５￣１０Ｇｂ／ｓ ＰＨＥＭＴ ＩＣ光驱动电路进行了计算机仿真,眼图模拟结果表明满足２．５￣１０Ｇｂ／ｓ高速光纤通信系统需要。     

利用中点谱反转实现2.5Gb/s直接调制信号的200km常规单模光纤传输

报道了２．５Ｇｂ／ｓ直接调制光信号的２００公里常规单模光纤传输实验，系统中采用了基于色散位移光纤中四波混频效应扣点谱反转技术以补偿光纤色散的影响。