标准CMOS工艺单片集成光接收机设计

摘要

利用0.35?m标准CMOS工艺实现了双光电探测器和前置跨阻放大电路TIA、限幅放大电路LA的单片集成。DPD探测器通过屏蔽衬底载流子的扩散抑制了响应电流的拖尾现象从而提高了带宽。零极点补偿结构跨阻放大器通过在反馈网络引入零极点有效地消除了输入电容对放大器带宽的影响，突破了传统TIA直接的带宽-增益折中关系。该跨阻放大器利用零点和极点对消技术隔离了输入寄生电容对带宽的影响。模拟结果显示跨阻放大器在1.5pF输入电容下带宽为1.9GHz，增益为65dBΩ，增益带宽积达到了3.4 THz·Ω，高于传统跨阻放大器。当输入电容增加到2pF时，带宽只减小了300MHz，验证了所设计的跨阻放大器具有很好的电容隔离功能。跨阻放大器输入电阻和等效平均输入电流噪声谱密度分别为50 Ω和9.7pA/Hz。芯片工作电压3.3V，功耗为17mW。测试结果表明TIA带宽为1.12GHz，跨阻增益为61 dBΩ。单片集成探测器跨阻放大电路可工作在1Gb/s速率下,波形峰-峰值为2.2mV。