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基于BCD工艺的塑料光纤通信光接收机

发布时间:2018-11-03 17:46
【摘要】:研究了光电探测器(PD)的结构、性能以及后续放大电路,实现了塑料光纤通信的高速单片集成光接收芯片。首先,根据工艺流程和参数,采用器件模拟软件对PD结构进行了建模,并对其光谱响应度和结电容进行了理论推导及仿真。基于Cadence/spectre软件和仿真得到的PD参数对由跨阻放大器、限幅放大器和输出缓冲电路组成的后续放大电路进行了协同设计。采用0.5μm BCD(Bipolar,CMOS and DMOS)工艺对单个PD以及PD和后续放大电路单片集成电路进行了流片、封装和测试。结果表明:PD的光谱响应曲线的峰值波长和仿真结果较一致,约为700nm,PD结构更适合短波长探测;PD的结电容随着反向电压的增大而减小,结电容越大,光接收芯片的带宽越小;对于650nm的入射光,在小于10-9的误码率条件下,光接收机的灵敏度为-14dBm;最后得到了150Mb/s速率的清晰眼图。实验结果显示,设计的高速单片集成光接收机可以应用于百兆速率光纤入户通信系统。
[Abstract]:The structure, performance and subsequent amplifying circuit of photodetector (PD) are studied. A high speed monolithic integrated optical receiving chip for plastic optical fiber communication is realized. Firstly, according to the process flow and parameters, the PD structure is modeled by the device simulation software, and its spectral responsivity and junction capacitance are theoretically deduced and simulated. Based on the Cadence/spectre software and the PD parameters obtained by simulation, the subsequent amplifier composed of transresistive amplifier, limiting amplifier and output buffer circuit is cooperatively designed. A single PD, PD and subsequent amplifying circuit monolithic integrated circuits were fabricated, packaged and tested using 0.5 渭 m BCD (Bipolar,CMOS and DMOS) process. The results show that the peak wavelength of the spectral response curve of PD is in agreement with the simulation results, and the structure of 700nmg-PD is more suitable for short wavelength detection. The junction capacitance of PD decreases with the increase of reverse voltage, the larger the junction capacitance, the smaller the bandwidth of the optical receiver, and the sensitivity of the optical receiver is -14 dBm for the incident light of 650nm when the BER is less than 10 ~ (-9). Finally, a clear eye diagram of 150Mb/s rate was obtained. Experimental results show that the designed high-speed monolithic integrated optical receiver can be applied to 100-megabit-rate optical fiber home-access communication system.
【作者单位】: 厦门大学物理与机电工程学院;厦门大学能源研究院;
【基金】:国家自然科学基金资助项目(No.61205060) 福建省自然科学基金资助项目(No.2011J01361) 福建省科技计划重点项目(No.2013H0047)
【分类号】:TN929.11;TN851

【参考文献】

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本文编号:2308502

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