光纖通信在信息時代發(fā)揮越來越重要的作用,它有著獨特的優(yōu)點,如信號衰減小,傳輸距離大,信號帶寬容量大,抗干擾能力強,安全可靠,成本更低等。正是由于光纖通信的無與倫比的特性,在全世界通信的主干網(wǎng),都越來越多地使用光纖通信。光接收機前置放大器是光接收機中最為核心的組成部分之一,它的參數(shù)直接影響光接收機的性能表現(xiàn)。目前,光接收機前置放大器通常與光探測器封裝在一起,并共同決定光接收機前端的接收靈敏度。由于光探測器輸出電流信號往往十分微弱,這對前置放大器的噪聲表現(xiàn)、通道增益、信號帶寬等提出了嚴格的指標要求。要做到各個指標的均衡,需要對前置放大器結構與參數(shù)精益求精。而由于需求量巨大,成本也是考慮之一。CMOS工藝由于其成熟的體系與成本優(yōu)勢,漸漸成為光接收機前置放大器的主流工藝,如何克服其各個寄生參數(shù),將產(chǎn)品性能開發(fā)到極致,以稱為現(xiàn)在的研究熱點。本文采用0.18μm CMOS工藝平臺,從原理圖到版圖,設計出2.5Gbps碼率的光接收機前置放大器。從光接收機系統(tǒng)構架出發(fā),闡述前置放大器的技術指標,介紹了眼圖在數(shù)字系統(tǒng)的重要作用與其中的重要參數(shù),以及搭建芯片級參數(shù)與系統(tǒng)參數(shù)的橋梁。全面設計前置放大器所需要... 

【文章來源】：電子科技大學四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 光通信技術背景與研究意義
    1.2 光接收機研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢
    1.3 本論文的主要內容與結構安排
第二章 相關理論分析
    2.1 光接收機基礎理論
        2.1.1 光接收機主要組成
        2.1.2 光接收機前端中的誤碼源
        2.1.3 誤碼率與Q因子
        2.1.4 接收靈敏度
        2.1.5 眼圖的應用
    2.2 跨阻放大器TIA
    2.3 跨阻放大器的頻率響應與噪聲分析
        2.3.1 電阻負載型
        2.3.2 共柵跨阻級
        2.3.3 電阻負反饋跨阻級
    2.4 自動增益控制電路
    2.5 本章小結
第三章 2.5GBPS光接收機前置放大器的設計
    3.1 前置放大器系統(tǒng)指標
    3.2 信號通道電路設計
        3.2.1 跨阻放大器級
        3.2.2 差分增益級
        3.2.3 輸出驅動
    3.3 電源與光探測器偏置電路設計
        3.3.1 片內電源設計與基準
        3.3.2 光探測器偏置電路
    3.4 版圖設計與可靠性
        3.4.1 信號間的串擾
        3.4.2 減小寄生電容的設計
        3.4.3 對稱性設計
        3.4.4 天線效應以及應力的避免
    3.5 芯片靜電泄放(ESD)防護設計
        3.5.1 ESD模型
        3.5.2 芯片ESD防護設計
    3.6 總圖仿真結果與分析
    3.7 本章小結
第四章 測試與分析
    4.1 TIA的封裝
    4.2 測試平臺搭建
    4.3 測試數(shù)據(jù)分析
    4.4 本章小結
第五章 全文總結
    5.1 本文的主要工作
    5.2 本文不足以及改進
    5.3 展望
致謝
參考文獻


【參考文獻】：
期刊論文
[1]應用于窄脈沖激光雷達的新型AGC跨阻放大器[J]. 周永興,趙野,楊潔.  電子設計工程. 2019(23)
[2]基于CMOS工藝的光接收機前置放大器的研究與設計[J]. 劉超杰.  電子技術與軟件工程. 2014(07)
[3]基于電感并聯(lián)峰化的寬帶CMOS跨阻前置放大器[J]. 王巍,武逶,馮其,王川,唐政維,王振,袁軍.  半導體光電. 2013(06)
[4]CMOS低噪聲放大器的噪聲系數(shù)優(yōu)化研究[J]. 鄧春艷,王軍,楊揚,曹宗華,肖遙.  通信技術. 2012(10)
[5]CMOS 1.2V電壓10Gb/s光接收機前置放大器設計[J]. 吳有恩.  煤炭技術. 2011(04)
[6]一種低功耗無電容型LDO的設計[J]. 王晉雄,原義棟,張海峰.  半導體技術. 2011(04)
[7]基于深亞微米CMOS工藝改進的電荷放大器的噪聲模型[J]. 李翔宇,張琦,孫義和.  清華大學學報(自然科學版). 2010(11)
[8]GPON網(wǎng)絡特點和應用[J]. 黃信禮.  電腦與電信. 2010(08)
[9]高速跨阻放大器設計綜述[J]. 趙萌,李雪,韓波,高建軍.  電子器件. 2009(03)
[10]CMOS射頻集成電路ESD保護的挑戰(zhàn)（英文）[J]. 王自惠,林琳,王昕,劉海南,周玉梅.  半導體學報. 2008(04)

碩士論文
[1]基于標準SiGe BiCMOS工藝的光接收機前端電路設計[D]. 付友.天津大學 2014



本文編號：3459671