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.     

5Gb/s光接收机前端放大电路的设计

利用SMIC0.18μm CMOS工艺设计了适用于同步数字光纤传输系统SONET OC-96(5Gb/s)的光接收机前端放大电路.跨阻放大器(TIA)采用全差分结构,利用震荡反馈技术和可调节共源共栅(RGC)结构来增加其带宽.限幅放大器(LA)采用有源电感反馈和改进的Cherry-Hooper以获得高的增益带宽积.HSPICE仿真结果表明光接收机前端放大电路具有92dBΩ的中频增益,3.7GHz的-3dB带宽,对于输入电流峰峰值从4μA到50μA变化时,50Ω负载线上的输出眼图限幅在550mV,核心电路功耗为60mW.     

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。     

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.     

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。     

A 12-Channel,30Gb/s,0.18μm CMOS Front-End Amplifier for Parallel Optic-Fiber Receivers

给出了一个采用TSMC 0.18μm CMOS工艺设计并实现的12路30Gb/s并行光接收前端放大器.电路设计采用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.测试结果表明,在2pF的寄生电容下单信道传输速率达到了2.5Gb/s,在0.8mVpp输入下得到了清晰的眼图.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.测量结果表明,这种结构与PGR和PGR NGR相比,在1GHz时放大器之间的隔离度分别提高了29.2和8.1dB,在2GHz时放大器之间的隔离度分别提高了8.1和2.5dB.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.     

A RGC-based,low-power,CMOS transimpedance amplifier for 10Gb/s optical receivers

ABSTRACT

In this paper, a new low-power transimpedance amplifier (TIA) based on a modified Regulated Cascode (RGC) circuit structure followed by a closed-loop post-amplifier is proposed for 10 Gb/s applications. The main objective of this work is to reduce the power consumption while, the frequency bandwidth of the proposed amplifier is increased considerably. The booster of a conventional RGC is modified by a cascoded transistor and its effect on the performance of the circuit is studied mathematically, which are verified by simulations. The bandwidth extension is occurred due to increasing the gain of the booster amplifier in the RGC stage, which isolates further the input capacitance and results in a reduced input resistance value hence, a higher input pole frequency is obtained in comparison with other conventional RGC structures. On the other hand, by using an active inductive peaking technique, the frequency of the output pole is also increased which results in a further extension of the frequency bandwidth for the proposed circuit. The proposed TIA is simulated using 90 nm CMOS technology parameters, which shows a 50.5 dBΩ transimpedance gain, 7.3 GHz frequency bandwidth and 1.22 µA_rms input referred noise value for only 1 mW of power consumption at 1.2 V supply voltage.     

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.     

单片集成CMOS光接收前端电路设计

文中采用SMIC 0.18μm CMOS工艺设计了适用于芯片间光互连的的接收机前端放大电路,将跨阻放大器(TIA)和限幅放大器(LA)集成于同一块芯片中.跨阻放大器采用调制型共源共栅(RGC)结构来提高其带宽,限幅放大器采用二阶有源反馈结构和有源电感负载来获得高的增益带宽积.整个接收机前端放大电路具有85dB中频增益,-3dB带宽为4.36GHz.芯片的面积为1mm×0.7mm,在1.8V电源电压下功耗为144mW.     

A 400 MHz Low Noise Amplifier at Cryogenic Temperature for Superconductor Filter System

A cryogenic low noise amplifier （LNA） using Agilent high electron mobility transistor （HEMT） for 380 MHzto 480 MHz is designed and fabricated, and the excellent cryogenic performance in superconducting receiver front-end for communication system is achieved. A special input impedance matching topology is implemented to provide low noise figure （NF） and good input matching in this cryogenic LNA design. The measurement results show that the NF is within 0.25 dB from the minimum NF of a single transistor, the power gain is above 20 dB, the flatness is within 1 dB, and the maximum input return loss is lower than -20 dB in bandwidth.     

1.25Gb/s CMOS高灵敏度宽动态范围跨阻放大器

采用0.35μm CMOS工艺设计并实现了一种新的应用于1.25Gb/s光纤通信接收机的高灵敏度、宽动态范围跨阻放大器电路。引入电流注入技术提高输入管跨导、优化噪声性能、提高灵敏度。自带直流反馈实现直流消除功能,同时采用自动增益控制机制,提高动态范围。仿真结果表明,该电路具有82.02dBΩ的跨阻增益、872.7MHz的带宽、23.74kHz的低频截止频率,输入等效噪声电流为4.08pA/Hz(1/2),最大输入光信号为+3dBm(2mA),在3.3V的电源电压下,芯片功耗为43.4mW。     

56 Gbit/s PAM4 CMOS光接收机前端电路设计

基于65 nm CMOS工艺设计了一种56 Gbit/s PAM4光接收机前端放大电路.前级为差分形式的跨阻放大器,采用共栅前馈型结构降低输入阻抗,并在输入端串联电感,有效提高了跨阻放大器的带宽和灵敏度.后级放大器采用具有线性增益控制的多级级联可变增益放大器,实现对输出摆幅的自动控制.输出缓冲器采用源极退化技术来拓展带...     

一种3.3 V 2-GHz CMOS低噪声放大器

介绍了一个针对无线通讯应用的2-GHz低噪声放大器(LNA)的设计。该电路采用标准的0.6μm CMOS工艺，电源电压为3．3V，设计中使用了多个片上电感。对低噪声放大器的噪声进行了分析，模拟结果显示，该电路能提供18dB的正向增益(S21)及良好的反向隔离性能(S12为-44dB)，功耗为33．94mW，噪声系数为2．3dB，IIP3为-4．9dBm。     

1.8 GHz CMOS有源负载低噪声放大器

提出了一种新的变压器型有源电感负载低噪声放大器设计方案。单片无源大电感的品质因数通常很低,因此,需验证变压器型有源电感替代无源电感负载的有效性,与现有的一些单片无源电感负载低噪声放大器进行了比较,结果表明变压器型有源电感负载低噪声放大器可以得到更低的噪声系数。     

CMOS光接收机主放大器设计

利用CMOS工艺设计一种用于SDH STM 4速率级(622 Mb/s)光纤用户网的光接收机放大电路。此电路由输入/输出缓冲、主放大单元、偏置补偿电路4部分组成。通过直接耦合技术提高增益,降低功耗;利用有源电感负载提高系统带宽。采用商用SmartSpice电路仿真软件和CSMC HJ 0.6μm工艺参数对该电路进行仿真。结果表明,该电路在5 V工作电压下中频增益为81 dB,3 dB带宽为470 MHz。     

一种2.5Gb/s CMOS宽动态范围光接收机模拟前端电路

基于55nm CMOS工艺,设计了一种具有宽动态范围的2.5Gb/s光接收机模拟前端电路。作为光接收机的输入级电路,为了获得低噪声和高灵敏度性能,跨阻放大器(TIA)基于三级反相器级联结构,同时采用双自动增益控制(DAGC)电路来扩大输入信号的动态范围。为了提高增益,引入后置放大器,包括电平转换电路和三级差分放大电路,同时利用电容简并的方法来进一步拓展带宽,最后进行缓冲器输出。测试结果表明,在误码率为10-12的情况下,光接收机的输入灵敏度为-26dBm,过载光功率为3dBm,动态范围达到29dBm。光接收机在3.3V供电电压下,电流功耗为36mA,整体芯片面积为1176μm×985μm。     

10Gb/s 0.18μm CMOS光接收机前端放大电路

介绍了利用TSMC 0.18μm CMON工艺设计的应用于SDH STM-64速率级(10Gb/s)光接收机前端放大电路。该电路由前置放大器和作为主放大器的限幅放大器构成,其中前置放大器采用RGC形式的互阻放大器实现,限幅放大器采用改进的Cherry—Hooper结构。模拟结果表明该电路可以工作在10Gb/s速率上。     

采用可调谐有源电感的多频段低噪声放大器

设计了一种采用可调谐有源电感(TAI)的多频段低噪声放大器(MBLNA).在放大级中,由电感值及Q值可多重调谐的TAI与电容值可调谐的变容二极管构成选频网络,并结合共射-共基放大电路,实现对不同频段信号进行选择放大.输入级采用带有输入串联电感与发射极电感负反馈的共射放大电路,实现了 MBLNA输入阻抗的宽带匹配.输出级...     

CMOS低噪声放大器的噪声系数优化

目前大量的研究文献已经描述了如何找到使噪声系数最小的低噪声放大器输入网络的最佳品质因数,但是它们往往遗漏了一个重要的参数——源极电感负反馈低噪声放大器中的栅极电感,它的寄生阻抗为低噪声放大器增加了明显的噪声。本研究课题提出了2种优化方法,这2种方法均满足功率匹配并均衡了晶体管所产生的噪声贡献和栅极寄生阻抗所产生的噪声贡献,从而实现了在栅极电感品质因数、功耗、增益限制下的噪声优化。     

10Gb/s 2.2V输出CMOS激光驱动器

采用逆向递推设计法,利用TSMC0．18μm CMOS工艺,设计实现了适用于超高速光纤通信系统的激光驱动器电路。核心电路为两级直接耦合差分放大器。电路设计中采用电感并联峰化技术拓展带宽和降低功耗。后仿真结果表明,在1．8V电源供电时,工作速率10Gb／s,输入单端峰峰值为400mV的差分信号,在50Ω的负载上可提供2．2V的输出电压。电路功耗185mW。版图面积为0．9mm〉40．95mm。