基于GaAs工藝的光通信用新型超高速分接器集成電路研究.pdf

1、為了滿足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的數(shù)據(jù)通信的需求，現(xiàn)在10Gb/s的通信系統(tǒng)已經(jīng)不足敷用，研發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的40Gb/s數(shù)字通信集成電路迫在眉睫。 在詳細(xì)地介紹和分析了各種分接器性能的優(yōu)缺點(diǎn)之后，提出了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、低功耗并且適合超高速工作的新型1：4分接器結(jié)構(gòu)(已申請(qǐng)專利)。，本文以設(shè)計(jì)為主線，全面詳盡地分析采用法國OMMIC公司0.2μm GaAs PHEMT工藝設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)和測(cè)試一個(gè)40Gb/s1：4分接器芯片的等各個(gè)環(huán)節(jié)。

2、 采用并聯(lián)峰化電感補(bǔ)償技術(shù)可以很好地拓展放大器的帶寬，推拉式有源跟隨器的采用進(jìn)一步拓展了它的帶寬。超高速鎖存器和觸發(fā)器是分接器的核心子電路，采用分析靜態(tài)分頻器自諧振頻率來評(píng)價(jià)觸發(fā)器速度的方法，大大地簡(jiǎn)化了觸發(fā)器的優(yōu)化過程。 為了節(jié)省成本、簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)和降低風(fēng)險(xiǎn)，本文首先對(duì)兩個(gè)子電路(分頻器和1：2分接器)進(jìn)行了設(shè)計(jì)、制造和測(cè)試。分頻器的最高分頻達(dá)到了27.5GHz，并且輸出波形的均方根抖動(dòng)僅800fs左右。受限于測(cè)試設(shè)備，1：2分接

3、器的最高測(cè)試速率為24Gb/s，同時(shí)該分接器還在40Gb/s的速率上進(jìn)行了有意義的測(cè)試嘗試。測(cè)試結(jié)果表明這兩個(gè)電路可以在接下來的電路設(shè)計(jì)中直接運(yùn)用。 在解決了片上長(zhǎng)距離傳輸線等一系列難點(diǎn)后，本文最終成功地設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)和測(cè)試了新型1：4分接器，該新型分接器測(cè)試到的最高和最低分接速率分別為38Gb/s和43Gb/s(受限于測(cè)試設(shè)備輸出信號(hào)范圍)。測(cè)試結(jié)果驗(yàn)證了設(shè)計(jì)方法切實(shí)可行，為進(jìn)一步設(shè)計(jì)單片光收發(fā)機(jī)打下了良好的基礎(chǔ)。為更好地銜接前級(jí)