1.25gbps光接收机中前端放大电路单片集成

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1、国内图书分类号：TN432学校代码：10213国际图书分类号：621.3.049.774密级：公开工程硕士学位论文1.25Gbps光接收机中前端放大电路的单片集成硕士研究生：陈东亮导师：王永生副教授申请学位：工程硕士工程领域：集成电路工程所在单位：航天学院答辩日期：2012年7月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TN432U.D.C:621.3.049.774DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringMONOLITHICINTEGRATIONOFFRONT-ENDAMPLIFICATIONCIRCUITFOR1.25G

2、bpsOPTICALRECEIVERCandidate：ChenDongliangSupervisor：AssociateProf.WangYongshengAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringEngineeringArea：IntegratecircuitEngineeringAffiliation：SchoolofAstronauticsDateofDefence：July,2012Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要根据

3、我国“十二五”发展规划，在“十二五”期间我国将新增FTTH(fiber-to-the-home)用户2500万户，城镇新建楼宇FTTH覆盖率将达到60%以上。目前高昂的搭建和维护成本是制约FTTH发展的主要因素，而光接收机作为光纤接入的核心设备其成本占光纤接入成本的1/3。作为降低光接收机成本的关键技术，光电集成技术有着广阔的应用前景和迫切的现实需求。论文基于Chartered0.35μm标准CMOS工艺对光接收机前端跨阻放大器(TIA)和限幅放大器(LA)的单片集成技术进行了研究，并集成电源管理(LDO)，丢失信号检测(LOS)，输入信号幅度监测(RSSI)等功能于一体，形成一款满足目

4、前主流商业化1.25Gbps速率级的光接收机前端放大电路芯片。数据通路主体采用全差分结构，以抑制衬底噪声，电源波动等共模干扰。芯片采用了调整型共源共栅结构，有源反馈技术提高了系统增益带宽积，最终实现了106dBΩ的系统增益和1.23GHz的系统带宽。由于采用了自动增益控制电路，系统的动态输入范围大幅提升，可以在输入电流从10μA到1mA范围内变化时稳定输出450mVpp恒定摆幅电压信号。由于跨阻放大器和限幅放大器采用片内直接耦合使芯片整体面积和功耗得以降低，芯片核心部分面积为550μm×470μm，系统总体功耗为192mW。此外芯片还集成了片内线性稳压器(LDO)为光电二极管提供偏压，以

5、降低电源波动对系统性能的影响。并且芯片还提供了丢失信号检测(LOS)和输入信号强度检测功能(RSSI)，扩展了芯片的功能。关键词：光纤入户；光电集成；光接收机；跨阻放大器；限幅放大器I哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractAccordingtoChina's"12thFive-Year"DevelopmentPlan,Chinawilladd25millionFTTH(fiber-to-the-home)subscribersduringthe"12thFive-Year",theFTTHcoveragerateofnewbuildingsincitieswillreachmor

6、ethan60%.ThemajorfactorthatconstrainsthedevelopmentofFTTHisthehighconstructingandmaintainingcosts,whilethecostofopticalreceiverthatplaysaroleofcoreequipmentinFTTHoccupies1/3ofthetotalexpenditure.TheOEICtechnology,asthekeymeansofreducingthecosts,hasbroadapplicationprospectsandurgentpracticalneeds.

7、Thisdissertationrealizedthemonolithicintegrationofafront-endtransimpedanceamplifier(TIA)andalimitingamplifier(LA)for1.25GbpsopticalreceiverbasedonChartered0.35μmstandardCMOSprocess.Moreover,aLowDropoutLinearRegulator(L