光模組電路研究

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Title:	光模組電路研究
Authors:	莊正
Contributors:	電子系
Keywords:	光接收器，轉阻放大器，限幅放大器，訊號流失檢測器，Cherry-Hooper 電壓放大器[1]，動態範圍
Date:	2009-09-30
Issue Date:	2010-08-23 14:41:42 (UTC+8)
Abstract:	前置轉阻放大器是光通訊電路接收器的前端，因此轉阻放大器的設計直接影響了接收訊號的品質，要能夠讓接收的電流訊號轉換為電壓訊號後放大到能夠克服雜訊的影響。在此我們以 TSMC 0.35μm SiGe BiCMOS 的製程技術來設計並實現一個具體可行的轉阻增益前置放大器、限幅放大器和訊號流失檢測器電路。而一般轉阻放大器需要高增益及穩定性因此設計上以三級來實現此電路，分別為轉阻放大級、電壓放大級以及輸出緩衝級。在設計上轉阻增益典型值為 2.0K，在供應電壓 3.3V 總功率損耗為 84mW，輸出可推動負載單端大於50Ω，最大輸入過載電流可達 1mA (即輸入動態範圍10uA~1mA);輸入參考雜訊在 203nA 以下，具有低雜訊及寬的動態範圍，其轉阻增益可達 66dB 頻寬為 950MHz，適合應用在 1.25G/bps 的光通訊系統上。限幅放大器設計中以四個部份來實現此電路。分別為限幅放大級、回授補償電路、正射極耦合邏輯輸出級以及Bias 阻隔輸出級。在供應電壓為5V 時，總消耗功率為295mW。電路可使輸出推動50Ω負載達到阻抗匹配之用以及將電壓訊號達到飽和之最小輸入電壓訊號為6mVp-p。整體增益可達48dB、頻寬為6.6GHz。
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