本文選題：光電耦合器　切入點(diǎn)：跨阻放大器　出處：《電子科技大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：光電耦合器是市場(chǎng)上常見的一種電子器件,其應(yīng)用范圍非常廣泛,光電耦合作為光電子領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)不斷取得技術(shù)上的進(jìn)步,光電耦合器的產(chǎn)品線也隨著市場(chǎng)的不斷拓展而變得越來越豐富。硅基集成光電耦合器具有集成度高、成本低、便于封裝等特點(diǎn),是光電耦合器設(shè)計(jì)領(lǐng)域的一個(gè)重要分支。硅基單片集成光電耦合器的設(shè)計(jì)難點(diǎn)在于工藝限制了光電探測(cè)器的設(shè)計(jì)靈活度,光生電流以“慢電流”為主,這就限制了光電探測(cè)器的速度。光電探測(cè)器采用插指型結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)在一定程度上提高了光生“快載流子”所占的比重,提高了探測(cè)器的響應(yīng)速度。由于光電探測(cè)器的寄生電容很大,而跨阻放大器的探測(cè)器直接連接,所以電路設(shè)計(jì)中面臨的主要問題是如何提高跨阻放大器的帶寬以提高整個(gè)芯片的速度。為了便于測(cè)試,本文特別設(shè)計(jì)了測(cè)試模塊,用于檢測(cè)測(cè)試過程中可能遇到的問題。光電耦合器的主要指標(biāo)包括功耗、延遲時(shí)間、傳輸速率等,提高光電探測(cè)器性能需要分別從光探測(cè)器和信號(hào)處理電路兩方面考慮。本文根據(jù)具體應(yīng)用需求,設(shè)計(jì)一款基于標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝的光電耦合器。整個(gè)設(shè)計(jì)工作分為兩個(gè)部分:光探測(cè)器的設(shè)計(jì)、電路部分的設(shè)計(jì)。論文首先介紹了光探測(cè)器國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀,然后介紹了光電耦合器的基本工作原理,隨后完成了光探測(cè)器及各電路模塊的設(shè)計(jì)工作并最終完成版圖設(shè)計(jì)。文章的最后對(duì)芯片進(jìn)行了測(cè)試,測(cè)試結(jié)果顯示,芯片滿足設(shè)計(jì)指標(biāo),圓滿完成設(shè)計(jì)任務(wù)。
[Abstract]:Photocoupler is a common electronic device in the market. Its application is very extensive. As a hot spot in the field of optoelectronics, optoelectronic coupling has made continuous progress in technology.The product line of photocoupler also becomes more and more rich with the development of market.Silicon based integrated photocoupler is an important branch in the field of optocoupler design because of its high integration, low cost and easy packaging.The design difficulty of silicon-based monolithic integrated photocoupler is that the design flexibility of photodetector is limited by technology, and the photogenerated current is mainly "slow current", which limits the speed of photodetector.The design of optoelectronic detector with inserted structure increases the proportion of photogenerated "fast carrier" to a certain extent, and improves the response speed of the detector.Because the parasitic capacitance of photodetector is very large and the detector of transresistance amplifier is connected directly, the main problem in circuit design is how to increase the bandwidth of transresistance amplifier to increase the speed of the whole chip.In order to facilitate the test, this paper specially designed the test module to detect the problems that may be encountered in the process of testing.The main parameters of photocoupler include power consumption, delay time, transmission rate and so on. To improve the performance of photodetector, we need to consider two aspects: photodetector and signal processing circuit.In this paper, we design a photoelectric coupler based on standard CMOS process.The whole design work is divided into two parts: the design of the photodetector and the design of the circuit.This paper first introduces the development of photodetectors at home and abroad, then introduces the basic working principle of photocoupler, and then completes the design of photodetector and each circuit module, and finally completes the layout design.Finally, the chip is tested. The test results show that the chip meets the design target and completes the design task successfully.
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN622

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本文編號(hào)：1710786