留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

应用于10Gb/s光接收机的全差分CMOS跨阻前置电路设计

王巍 武逶 冯其 颜琳淑 王川 王冠宇 袁军 王振

王巍, 武逶, 冯其, 颜琳淑, 王川, 王冠宇, 袁军, 王振. 应用于10Gb/s光接收机的全差分CMOS跨阻前置电路设计[J]. 红外与激光工程, 2015, 44(5): 1587-1592.
引用本文: 王巍, 武逶, 冯其, 颜琳淑, 王川, 王冠宇, 袁军, 王振. 应用于10Gb/s光接收机的全差分CMOS跨阻前置电路设计[J]. 红外与激光工程, 2015, 44(5): 1587-1592.
Wang Wei, Wu Wei, Feng Qi, Yan Linshu, Wang Chuan, Wang Guanyu, Yuan Jun, Wang Zhen. Design of a fully differential CMOS transimpedance preamplifier for 10 Gb/s optical receiver[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(5): 1587-1592.
Citation: Wang Wei, Wu Wei, Feng Qi, Yan Linshu, Wang Chuan, Wang Guanyu, Yuan Jun, Wang Zhen. Design of a fully differential CMOS transimpedance preamplifier for 10 Gb/s optical receiver[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(5): 1587-1592.

应用于10Gb/s光接收机的全差分CMOS跨阻前置电路设计

基金项目: 

重庆市电子产业发展基金

详细信息
    作者简介:

    王巍(1967-),教授,博士,主要从事半导体光电、集成电路设计方面的研究。Email:frankwangw@163.com

  • 中图分类号: TN46

Design of a fully differential CMOS transimpedance preamplifier for 10 Gb/s optical receiver

  • 摘要: 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。
  • [1] Hermans C, Tavernier F, Steyaert M. A gigabit optical receiver with monolithically integrated photodiode in 0.18 m CMOS[C]//Proceedings of the 32nd European Solid-State Circuits Conference(ESSCIRC), 2006: 476-479.
    [2]
    [3] Hermans C, Michiel S J. A high-speed 850 nm optical integrated receiver with a spatially modulated photodetctor[J]. IEEE Photo Technol Lett, 2005, 17: 1268-1270.
    [4]
    [5] Yu Changliang, Mao Luhong, Xiao Xindong, et al. A standard CMOS, fully differential transimpedance amplifier with an integrated differential photodetector for optical communication and interconnection[J]. Science China: Information Science, 2010, 40(9): 1281-1292. (in Chinese) 余长亮, 毛陆虹, 肖新东, 等. 用于光通信与互连、集成差分光电探测器的标准CMOS全差分跨阻放大器[J]. 中国科学: 信息科学, 2010, 40(9): 1281-1292.
    [6]
    [7] Park S M, Yoo H J. 1.25 Gb/s regulated cascode CMOS transimpedance amplifier for gigabit ethernet applications[J]. IEEE J Solid State Circuits, 2004, 39(1): 112-121.
    [8]
    [9]
    [10] Razavi B. Design of Integrated Circuit for Optical Communications[M]. New York: The McGraw-Hill Companies, Inc., 2003: 123-140.
    [11] Lu Z, Yeo K S. Broad band design techniques for transimpedance amplifiers[J]. IEEE Trans Circuits Syst I, 2007, 54(3): 590-600.
    [12]
    [13] Mohan S S, Hershenson M D M, Boyd S P, et al. Bandwidth extension in CMOS with optimized on chip inductors[J]. IEEE J Solid State Circuits, 2000, 35(3): 346-355.
    [14]
    [15]
    [16] Galal S, Lin D S. 10 Gb/s limiting amplifier and laser/modulator driver in 0.18-m CMOS technology[J]. IEEE J Solid State Circuits, 2004, 38(12): 2138-2146.
    [17]
    [18] Chen W Z, Cheng Y L, Lin D S. A 1.8-V 10-Gb/s fully integrated CMOS optical receiver analog front-end[J]. IEEE J Solid State Circuits, 2005, 46(6): 1388- 1396.
    [19]
    [20] Huang S H, Chen W Z, Chang Y W, et al. A 10-Gb/s OEIC with meshed spatially-modulated photodetector in 0.18 m CMOS Technology[J]. IEEE J Solid State Circuits, 2011, 46(5): 1158-1169.
    [21] Youn J S, Lee M J, Park K Y. 10-Gb/s 850-nm CMOS OEIC receiver with a silicon avalanche photodetector[J]. IEEE J Quantun Electronics, 2012, 48(2): 229-236.
  • [1] 俸志富, 张家洪, 李英娜, 赵振刚.  CMOS有源电感并联的前馈共栅跨阻放大电路 . 红外与激光工程, 2022, 51(6): 20210386-1-20210386-7. doi: 10.3788/IRLA20210386
    [2] 王宁, 赵柏秦, 王帅, 王震.  PIN探测器和跨阻放大器的光电单片集成 . 红外与激光工程, 2021, 50(9): 20210076-1-20210076-6. doi: 10.3788/IRLA20210076
    [3] 丁春楠, 叶茂, 夏显召, 谢绍禹, 李尧, 赵毅强.  面向LiDAR应用的APD单片前端读出电路设计 . 红外与激光工程, 2019, 48(S1): 21-26. doi: 10.3788/IRLA201948.S106004
    [4] 刘杨, 尚盈, 王晨, 黄胜, 曹冰, 赵文安, 李常, 祁海峰, 倪家升.  放大器自发辐射噪声对分布式声波监测系统的影响 . 红外与激光工程, 2018, 47(S1): 82-85. doi: 10.3788/IRLA201746.S122005
    [5] 王聪, 吕冬翔.  晶体拉曼放大器的理论解析 . 红外与激光工程, 2018, 47(11): 1105007-1105007(6). doi: 10.3788/IRLA201847.1105007
    [6] 张海伟, 盛泉, 史伟, 白晓磊, 付士杰, 姚建铨.  高功率双包层掺铥光纤放大器温度分布特性 . 红外与激光工程, 2017, 46(6): 622004-0622004(8). doi: 10.3788/IRLA201746.062200
    [7] 肖凯博, 蒋新颖, 袁晓东, 郑建刚, 郑万国.  间隔掺杂低温Yb:YAG叠片放大器的热效应优化 . 红外与激光工程, 2016, 45(12): 1206004-1206004(8). doi: 10.3788/IRLA201645.1206004
    [8] 王彬, 孙洪涛, 于永吉, 张健, 金光勇.  高功率声光调Q主振荡功率放大器 . 红外与激光工程, 2016, 45(12): 1205003-1205003(5). doi: 10.3788/IRLA201645.1205003
    [9] 龙青云, 胡素梅, 朱伟玲.  光纤拉曼放大器的最大拉曼增益特性 . 红外与激光工程, 2016, 45(1): 122006-0122006(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0122006
    [10] 王丹燕, 姜海明, 谢康.  双向多泵浦光纤拉曼放大器偏振相关增益研究 . 红外与激光工程, 2016, 45(2): 222003-0222003(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0222003
    [11] 侯富诚, 宋贺伦, 曾大杰, 顾滕锋, 张耀辉.  对合成电路优化的126 W Doherty功率放大器 . 红外与激光工程, 2016, 45(4): 420001-0420001(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0420001
    [12] 朱君, 秦柳丽, 宋树祥.  SPASER技术的MIM波导放大器特性分析 . 红外与激光工程, 2016, 45(3): 320002-0320002(7). doi: 10.3788/IRLA201645.0320002
    [13] 张德平, 吴超, 张蓉竹, 孙年春.  LD 端面泵浦分离式放大器结构的热效应研究 . 红外与激光工程, 2015, 44(8): 2250-2255.
    [14] 戚刚, 熊水东, 梁迅, 林惠祖.  用于微弱信号放大的高性能窄线宽纳秒脉冲光纤放大器 . 红外与激光工程, 2015, 44(11): 3234-3237.
    [15] 代永红, 刘彦飞, 周浩天, 单欣, 艾勇.  空间相干光通信中平衡探测器灵敏度测试实验 . 红外与激光工程, 2015, 44(10): 3110-3116.
    [16] 孙洋, 黄启俊, 王豪, 常胜, 何进.  5 Gbps全差分双端光接收前置放大器设计 . 红外与激光工程, 2015, 44(7): 2137-2142.
    [17] 董毅, 赵尚弘, 李勇军, 韩磊, 赵卫虎.  半导体光放大器中SPM效应对光脉冲传输性能的影响 . 红外与激光工程, 2014, 43(5): 1411-1415.
    [18] 田磊.  双补偿结构I-V 转换电路在红外接收芯片中的应用 . 红外与激光工程, 2014, 43(7): 2170-2174.
    [19] 李磊, 王建磊, 程小劲, 刘晶, 施翔春, 陈卫标.  低温重复率Yb:YAG 固体激光放大器 . 红外与激光工程, 2013, 42(5): 1170-1173.
    [20] 冯震, 盛新志, 吴重庆, 高凯强, 赵爽.  半导体光放大器的偏振光开关性能改进 . 红外与激光工程, 2012, 41(1): 124-128.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  436
  • HTML全文浏览量:  80
  • PDF下载量:  229
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2014-09-24
  • 修回日期:  2014-10-29
  • 刊出日期:  2015-05-25

应用于10Gb/s光接收机的全差分CMOS跨阻前置电路设计

    作者简介:

    王巍(1967-),教授,博士,主要从事半导体光电、集成电路设计方面的研究。Email:frankwangw@163.com

基金项目:

重庆市电子产业发展基金

  • 中图分类号: TN46

摘要: 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。

English Abstract

参考文献 (21)

目录

    /

    返回文章
    返回