基于标准SiGeBiCMOS工艺的光接收机前端电路设计

来源 :天津大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tryst8
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近年来,电信网、计算机网、英特网以及通信与多媒体技术的迅猛发展使得人们对数据信息的需求量持续增加,光纤通信的发展满足了人们对于高速数据通信的需求。与此同时,随着晶体管工作速度的不断提升使得金属间互联线延迟成为限制集成电路工作速度的主要原因,而光互连被认为是有效解决芯片间电互连速度限制的有效方式。因此,光接收机作为其中将光信号转换为电信号的模块而占有重要地位。标准CMOS工艺因集成度高以及低成本等方面的优势成为学者们的研究热点,然而由于其频率特性的限制难以实现宽带光接收机。以往的高速宽带接收机大多采用GaAs或InP等化合物半导体材料制造,其主要缺点为制造成本高,且与标准CMOS工艺不兼容,这使得其应用范围受到很大的限制。SiGeBiCMOS工艺是在标准CMOS工艺的基础上同时实现CMOS器件和SiGe异质结双极晶体管器件,因此同时解决了化合物半导体集成度差、成本高以及标准CMOS工艺频率特性差的问题。基于以上原因,这使得SiGe BiCMOS工艺下的单片集成光接收机成为新的研究热点。本文基于IBM0.18μm SiGe BiCMOS工艺设计、实现了光接收机模拟前端放大电路,分析了影响带宽及增益的主要因素。在原有标准CMOS工艺的基础上,详细分析了接收机的各个主要性能指标。论文从最基本的电路结构入手,逐步过渡到较为复杂的电路模块,进而组成接收机模拟前端放大电路。通过两种不同工艺下电路的仿真对比,验证了SiGe BiCMOS工艺中异质结双极晶体管在频率以及噪声等方面的优势。经仿真验证表明,与MOS晶体管相比,采用SiGe HBT作为跨阻放大器的差分输入对,提高了接收机的噪声性能,且其较高的跨导拓展了接收机的带宽。利用Cadence IC5141仿真平台中的Spectre仿真器对其进行仿真,仿真结果表明,在1.8V电源电压供电下,驱动50Ω电阻和10pF电容负载时光接收机前端跨阻增益为74.59dB,带宽为2.39GHz,功耗为39.6mW。在误码率为10-9的情况下,光接收机模拟前端电路可以有效地传输数据速率为3Gbit/s的伪随机信号。实测结果表明,光接收机的-3dB带宽为1.9GHz,数据传输速率为500Mbit/s,芯片面积为910μm×420μm。
其他文献
2019年,河南省测绘地理信息局高举习近平新时代中国特色社会主义思想伟大旗帜,认真贯彻习近平总书记视察河南重要讲话精神,坚持党要管党、全面从严治党,扎实开展“不忘初心、
期刊
研究了光质对香果树种子萌发及幼苗生长的影响。设置940 nm(远红光)、850 nm(远红光)、730 nm(远红光)、630 nm(红光)、610 nm(橙光)、590 nm(黄光)、525 nm(绿光)、460 nm(蓝光) 8个光质处理及自然光对照,研究其种子萌发对光质的响应,设置730、630、610、590、525和460 nm六个光质处理,研究其幼苗生长对光质的响应。结果表明,940及
本文通过对荣华二采区10
期刊
探地雷达(GPR)通过向地下发射高频率宽带电磁波来探测地下物体、地层界面以及地下介质属性和分布结构,被广泛应用于经济建设和军事各领域。由于雷达信号会受到各种电磁和背景
随着通信技术的不断进步,通信设备中对于终端射频电路集成度的要求也愈发严格,传统的混合集成方式已经难以满足当代系统小型化、高性能的需求。在这样的背景下,单片集成电路
2020年,河南省测绘地理信息局将围绕省委、省政府重点工作和全省自然资源工作会议的部署,深入贯彻落实习近平总书记视察河南重要讲话精神,以党的政治建设为统领,坚持全面从严
期刊
2019年,在省委、省政府和省自然资源厅的正确领导下,河南省测绘地理信息局自觉服务自然资源管理、融入自然资源事业,充分发挥基础性公益性保障职能,强化测绘地理信息支撑,提
期刊
本文结合参加的国家自然科学基金项目(项目号:61071089),以无线传感器网络环境为研究背景,将协作分集技术应用于无线传感器网络中,对各个传感器节点之间的协作分集中继转发方式进行
家庭种植月季,一般都作盆栽观赏或地栽美化庭院,其实您完全可以换个思路,将常见的盆栽变成盆景的形式,以提高其观赏性。那么,怎么才能将盆栽月季变成盆景呢?下面就以《追梦》
  柘林湾是广东省汕头市一个稳定性比较好的半封闭小型河口湾,面积68~70km~2,由于其避风条件良好,该湾水产养殖业发展迅速。不断增长的养殖规模导致了海湾富营养化和生态条