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.     

16信道0.35μmCMOS/VCSEL光发射模块

研究了垂直腔面发射激光器 (VCSEL)及其列阵器件的光谱特性、调制特性、高频特性及与微电子电路的兼容性 ,将 1× 16的VCSEL与CMOS专用集成电路进行多芯片组装 (MCM ) ,混合集成为 16信道VCSEL光发射功能模块 .测试过程中 ,功能模块的光电特性及其均匀性良好 ,测量的 - 3dB频带宽度大于 2GHz.     

21~28GHz波段平衡式放大器

采用OMM IC的0.2μm PHEM T工艺设计了工作在21~28 GH z的平衡式放大器。正交耦合电桥采用兰格电桥。兰格电桥和平衡式放大器的在片测试结果和仿真结果基本吻合,平衡式放大器在21~28 GH z的增益为18~20 dB,输入和输出回波损耗小于-20 dB,在26 GH z处的输出1 dB压缩点功率为21 dBm。     

0.25μm CMOS千兆以太网发送器设计

分析了千兆以太网体系结构,给出了符合IEEE 802.3z标准中1000BASE-X规范的发送器电路结构,并采用TSMC 0.25 μm CMOS 混合信号工艺设计了符合该规范的高速复接电路和锁相环时钟倍频电路.芯片核心电路面积分别为(0.3×0.26)mm2和(0.22×0.12)mm2.工作电压2.5 V时,芯片核心电路功耗分别为120 mW和100 mW.时钟倍频电路的10倍频输出时钟信号频率为1.25 GHz,其偏离中心频率1MHz处的单边带相位噪声仅为-109.7 dBc/Hz.在驱动50 Ω输出负载的条件下,1.25 Gbit/s的高速输出数据信号摆幅可达到410 mV.     

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。     

10 Gb/ s 0. 18 􀀁m CMOS 激光二极管驱动器芯片

基于0．18μm CMOS工艺设计的10Gb／s激光二极管驱动器电路。核心单元为两级直接耦合的差分放大器，电路中采用了并联峰化技术和放大级直接耦合技术以扩展带宽，降低功耗。模拟结果表明，在1．8V电源电压作用下该电路可工作在10Gb／s速率上，输入单端峰峰值为0．3V的差分信号时，在单端50Ω负载上的输出电压摆幅可达到1．4V，电路功耗约为85mW。     

噪声测试平台的软硬件实现

为了提高噪声测试仪器使用效率,缩短测试周期,给出了一种噪声测试硬件平台的具体搭建方式及其配套软件的编写过程。硬件平台包括Agilent346C,HP8970B,HP8971C,HP8341B,Agilent82357A及GPIB连接线等。软件平台用Microsoft Visual C++6.0编程实现,通过GPIB接口对测试仪器进行控制,执行仪器校准、测量数据、将数据读入计算机,并能够将测试结果以文本和图形化方式显示出来,实现自动化测试。该噪声测试平台能够测量的最高频率为20 GHz。     

1.244GHz 0.25μm CMOS低功耗锁相环

采用TSMC公司的标准0.25μm CMOS工艺,设计并实现了一个全集成的1.244GHz低功耗锁相环,提出了一种锁相环相位噪声的行为级模拟方法.锁相环的核心功耗仅为12mW,输出时钟信号均方抖动为6.1ps,单边带相位噪声在10kHz频偏处为-106dBc/Hz.     

A 3.16–7 GHz transformer-based dual-band CMOS VCO

A dual-band, wide tuning range voltage-controlled oscillator that uses transformer-based fourth-order(LC) resonator with a compact common-centric layout is presented. Compared with the traditional wide band(VCO), it can double frequency tuning range without degrading phase noise performance. The relationship between the coupling coefficient of the transformer, selection of frequency bands, and the quality factor at each band is investigated. The transformer used in the resonator is a circular asymmetric concentric topology. Compared with conventional octagon spirals, the proposed circular asymmetric concentric transformer results in a higher qualityfactor, and hence a lower oscillator phase noise. The VCO is designed and fabricated in a 0.18- m CMOS technology and has 75% wide tuning range of 3.16–7.01 GHz. Depending on the oscillation frequency, the VCO current consumption is adjusted from 4.9 to 6.3 m A. The measured phase noises at 1 MHz offset from carrier frequencies of 3.1, 4.5, 5.1, and 6.6 GHz are –122.5, –113.3, –110.1, and –116.8 d Bc/Hz, respectively. The chip area, including the pads, is 1.20.62 mm2 and the supply voltage is 1.8 V.     

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.