由于信息時代的到來及其迅速發(fā)展,使得通信技術(shù)在社會發(fā)展中扮演的角色越來越重要。光纖通信由于其傳輸速率快、穩(wěn)定性強、攜帶信息量大因而具有廣闊的發(fā)展前景,尤其在軍事、互聯(lián)網(wǎng)以及傳媒等方面更是有著不可替代的作用,現(xiàn)如今,光纖通信技術(shù)正在不斷推動著整個通信行業(yè)大步向前發(fā)展。而作為光接收機最前端的電路,跨阻放大器不僅起著將電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號并放大的作用,而且整個光接收機的性能都與其密切相關(guān)。論文的主要工作內(nèi)容如下:1)對重要的無源器件片上螺旋電感和變壓器進行了分析,以片上螺旋電感為基礎(chǔ),重點介紹了電感的損耗機制,設(shè)計了一款可應(yīng)用于射頻(Radio Frequency,RF)領(lǐng)域的片上螺旋電感,并對其等效電路模型參數(shù)進行了提取,接著對物理模型與等效電路模型通過電磁仿真(EM)做了驗證。在片上螺旋電感設(shè)計的基礎(chǔ)上,設(shè)計了一款可廣泛應(yīng)用于RF領(lǐng)域的4端口片上變壓器。2)對基本跨阻放大器原理進行了分析,基于SMIC 180nm CMOS工藝對基本的跨阻放大器性能進行了仿真分析。電感峰化技術(shù)因其提升帶寬幅度明顯、功耗低而廣泛應(yīng)用于射頻電路中,而相比于片上電感,片上變壓器占用的芯片面積大大減少,并且其精度更高,可靠性更好。所以結(jié)合設(shè)計的片上變壓器,將其應(yīng)用于跨阻放大器的輸入級與放大級,利用變壓器的感性,起到提升電路帶寬的作用。仿真結(jié)果顯示,電路在達到58.9dBΩ跨阻增益和10.8GHz的-3dB帶寬的同時,等效輸入噪聲電流譜密度僅為13.5pA/sqrt(Hz),相比于不帶片上變壓器的電路,帶寬得到了明顯的提升。3)對本文設(shè)計的帶片上變壓器的跨阻放大器進行了流片、封裝與測試。針對芯片測試做了測試方案,其中包括測試需要用到的設(shè)備,以及設(shè)計鍵合PCB測試板以滿足測試要求,并對芯片做了簡單的直流測試,測試結(jié)果與仿真結(jié)果相差不大,基本符合設(shè)計要求。
【學(xué)位單位】：湘潭大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TN722;TM41
【部分圖文】：

級采用級聯(lián)的 RGC 結(jié)構(gòu)目的是為了降低輸入阻抗，級間采用來擴展電路帶寬。電路采用單電源供電，電源電壓為 3V，工5um CMOS 工藝，跨阻放大器的增益為 54dBΩ，-3dB 帶寬參考噪聲電流僅僅為 800nA。[2]設(shè)計了一款光接收機前端放大器，電路設(shè)計基于 180nm C電路的工作速率為 5Gb/s。電路設(shè)計采用全差分結(jié)構(gòu)，目的是合引起的共模噪聲。再電源電壓為 1.8V 的情況下，電路增輸入?yún)⒖荚肼曤娏鲀H為 13.5pA/sqrt(Hz),與此同時電路功耗。

SungMingpark提出的跨阻放大器

M6W=125RB RDIpdCT0.3pFRs1 Rs2CLM1W=20M2W=40圖 1.7 Mahmood Seifouri 提出的 RGC-TIA 電路2017 年，Dan Li, Mingan Liu, Li Geng 基于 180nm CMOS 工藝設(shè)計了一種新的工作速率為 10Gb/s 的跨阻放大器電路，此電路克服了傳統(tǒng)的跨阻放大器的限制，在低噪聲與高增益上取得了很好的效果[7]。在 1.8V 電壓下，電路的跨阻增益為 68.3dBΩ，等效輸入噪聲電流功率譜密度僅為 0.97 uArms。
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本文編號：2882069