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155Mbps/622Mbps限幅放大器系统设计

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第一章概述

1.1光接收机功能描述

1.2系统方案

1.2.1 主信号通道

1.2.2辅助电路

1.3工艺选择

1.4设计流程

1.5论文组织

第二章主信号通路的分析与设计

2.1主放大器

2.2限幅放大器

2.2.1 MOS差分放大器分析(限幅原理)

2.2.2 单元电路设计

2.2.3 限幅放大器指标

2.3宽带设计方案分析与计算

2.3.1 多级放大器级联

2.3.2 传统单级放大器优化

2.3.3源极跟随器

2.3.4 负电容

2.3.5有源电感

2.4 MOS工艺的噪声特性

第三章辅助电路的分析与设计

3.1辅助电路概述

3.2电路模块设计

3.2.1 PTAT电流源

3.2.2迟滞比较器

3.2.3 信号功率检测器

第四章限幅放大器系统设计

4.1引言

4.2系统结构

4.3模拟结果

4.3.1 0.6μm CMOS工艺155Mbps限幅放大器系统

4.3.2 0.5μm CMOS工艺155Mbps限幅放大器系统

4.3.3 0.5μm CMOS工艺622Mbps限幅放大器系统

第五章亚微米集成电路设计与版图

5.1高速模拟IC电路设计与版图

5.2寄生参数的影响

5.2.1 寄生电容

5.2.2寄生电阻

5.3版图布局

第六章芯片测试

6.1测试仪器简介

6.2限幅放大器的测试

6.2.1 155Mb/s CMOS限幅放大器

第七章总结

参考文献

硕士期间发表或被录用的文章

致谢

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摘要

本文选择采用限幅放大器的形式来实现光接收机的主放大器。采用CSMC 0.5μm和0.6μm CMOS工艺流片实现了适用于光纤传输系统STM-1(155Mbpsl速率级的限幅放大器系统,在此基础上,验证了用CSMC 0.5μm CMOS工艺实现STM-4(622Mbps)限幅放大器的可行性。其中,对于155Mbps速率的限幅放大器系统,都是采用PCML格式输出缓冲,0.6μm工艺流片中,放大单元采用差分放大器与源极跟随器级联,电阻负载,5V供电;0.5μm工艺流片中,放大单元采用差分放大器,电阻负载,可以适用于3.3V供电;此外,在两次流片中,考虑到产品应用,放大器系统中都采用了信号检测电路,PTAT电流源等辅助功能电路,并对其设计进行了阐述。对于欲工作于3.3V工作电压的622Mbps速率的限幅放大器系统的设计,放大单元采用负电容拓展带宽,CMOS格式输出缓冲。 按照电路设计分析讨论、版图设计、芯片测试的顺序详细介绍了上述电路的设计过程及最终的测试结果。两次流片的电路都是封装后在PCB板上测试。出于产品化保密考虑,只给出了CSMC 0.5μm CMOS流片的测试结果,并对测试结果进行了分析。

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