高速抗輻照VCSEL驅(qū)動芯片設(shè)計(jì).pdf

1、隨著社會的快速發(fā)展，光纖通信以其傳輸距離遠(yuǎn)、容量大、低功耗、抗干擾、抗輻照等優(yōu)點(diǎn)占據(jù)了通信市場的主體地位。如何利用光纖通信的優(yōu)點(diǎn)并使其應(yīng)用在例如航天航空、高能物理實(shí)驗(yàn)等輻照環(huán)境成為了光纖傳輸發(fā)展的重要方向之一。而這其中最為關(guān)鍵的是作為光電轉(zhuǎn)換模塊的光發(fā)射芯片能否滿足高速、低功耗、抗輻照等多種要求。在此背景下，本文采用具有抗輻照特點(diǎn)的SOI(Silicon-on-insulator)工藝對光纖通信系統(tǒng)發(fā)射端的激光驅(qū)動芯片進(jìn)行了設(shè)計(jì)。

2、>　　基于0.13μm SOI CMOS工藝，作者設(shè)計(jì)了一款以交流耦合方式驅(qū)動共陽極垂直腔表面發(fā)射激光器（Vertical Cavity Surface Emitting Laser，VCSEL）的驅(qū)動芯片。主要工作體現(xiàn)在:采用多級級聯(lián)放大器并結(jié)合有源電感并聯(lián)峰化技術(shù)擴(kuò)展了驅(qū)動器帶寬，且既避免了工藝角偏差，又減小了芯片面積;設(shè)計(jì)了偏置電流、調(diào)制電流的數(shù)字可調(diào)電路，解決了激光器的個(gè)體差異問題，為工業(yè)化應(yīng)用提供了良好的基礎(chǔ);優(yōu)化了高速電路版

3、圖，減小了金屬連線的寄生效應(yīng)，從而提高了驅(qū)動芯片的傳輸速率。
　　論文首先介紹了光纖通信的發(fā)展現(xiàn)狀、VCSEL及其驅(qū)動器的結(jié)構(gòu)和工作原理分析了應(yīng)用于驅(qū)動器核心電路的多種帶寬提高技術(shù)。在此基礎(chǔ)上，詳細(xì)闡述了擴(kuò)展驅(qū)動器帶寬的有源電感并聯(lián)峰化電路，以及激光驅(qū)動器芯片所需的輔助電路如DAC、帶隙基準(zhǔn)源、輸出緩沖器的設(shè)計(jì)方法;接著根據(jù)驅(qū)動器的工作方式，設(shè)計(jì)了仿真電路，給出了驅(qū)動芯片的仿真結(jié)果;最后論文討論了高速版圖的匹配及寄生效應(yīng)并給出后仿