用于高速光互连的光接收机前端放大电路设计.pdfVIP

摘要 摘 要 随着集成电路频率的提高，传统的电互连技术因为严重的损耗、串扰和阻抗 统性能提高的瓶颈。而光互连技术因为高带宽、低损耗、无串扰、无阻抗匹配和 电磁兼容问题等优势，是电互连技术理想的替代者。 在用于光互连系统的几个功能电路中，构成光接收机前端放大电路的前置放 大器和主放大器是两个关键电路。 作为光接收机的关键部分，前置放大器的性能在很大程度上决定了整个光接 收机的性能。在高速光纤传输系统中，广泛采用跨阻型前置放大器。本文采用了 RGC结构作为跨阻放大器的输入端，克服了包括光探测器结电容在内的大寄生电 容造成的带宽不够的问题。 主放大器有两种实现方式：自动增益控制放大器和限幅放大器。由于限幅放 大器具有设计简单、功耗低、芯片面积小和外接元件少的优点，本文选择限幅放 大器的形式来实现光接收机的主放大器。限幅放大器采用共源级差分结构作为放 大单元。放大单元之间采用直接耦合技术降低功耗。 根据理论分析优化设计，并通过实际模拟，电路取得了较优的增益、带宽和功耗 性能。 文章详细的介绍了电路的设计、然后描述了对应电路的版图设计。在Cadence Virtuoso平台下的前仿真结果表明，本设计实现了所要求的速率和功耗。 CMOS工艺 关键词：光互连前置放大器主放大器O．18]tm ABSTRACT ABSTRACT Withthe of increasingIntegrated Circuits’Frequency,manyproblems as and is to attenuation，cross—talkimpedance difficulttransmit matching．Itvery electricalonPCBwhosebitratereached1 orabove，whichhasbecome signals 0Gbps bottleneckofthe totheelectrical the systemperformance．Compared isa candidateduetoits intercormection ofhigh optical good advantages attenuation，nocross—talk，no andlow impedancematching Interference(EMI)． Inthe blocksofan interconnect andthe building optical system，the pro-amplifier main arethecritical amplifier parts． The a has the ofan of effecton great