PLZT电光开关的驱动电路、封装与测试研究

发布时间：2017-05-28 20:03

  本文关键词：PLZT电光开关的驱动电路、封装与测试研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：光开关作为光分插复用器和光交叉连接器的核心器件,在光纤通信网络中有着广泛的应用。掺镧锆钛酸铅(PLZT)是一种新型的电光特性优异的透明铁电薄膜材料。用其制作的电光开关具有器件体积小、驱动电压低、开关时间短(ns级)、易于集成等特点,对光网络的发展有着积极作用,因而近年来受到国内外研究人员的广泛关注。本文针对1×16马赫-泽德干涉(MZI)型PLZT电光开关的工作原理,设计并制作出了以单片机和CPLD为核心的控制电路,并以引脚驱动芯片EL7156为核心设计驱动电路,以适应不同结构PLZT电光开关的电容特性。经调试,测得该电路输出的驱动电压为0-15V,负载电容30pF时,驱动信号响应时间约为7ns,负载电容400pF时,驱动信号响应时间约为19ns,满足PLZT光开关的驱动需求。然后,针对实验室制备的MZI型PLZT电光开关,设计了驱动电极引线框架和带光纤的金属封装外壳,采用引线键合工艺完成了芯片与PCB板互连,并进行了封装,确保PLZT电光开关封装后能有效工作。最后,搭建了相应的测试光路及电路,并利用我们研制的控制驱动电路测试了实验室制备的1×2MZI型PLZT电光开关特性。测得器件的偏置电压在15V以内,电路的响应时间在10ns以内,光开关的响应时间在25ns左右。实验证明,该控制驱动电路的响应时间小于20ns,满足PLZT电光开关速度ns级的要求,能够有效驱动PLZT电光开关工作。
【关键词】：光纤通信 PLZT电光开关 封装 测试 控制驱动电路 单片机 CPLD
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN929.11
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-16
• 1.1 光纤通信简介8-9
• 1.2 光开关的应用9
• 1.3 光开关的性能参数9-10
• 1.4 光开关的分类10-13
• 1.4.1 机械型光开关11
• 1.4.2 波导型光开关11-12
• 1.4.3 其他类型光开关12-13
• 1.5 PLZT电光开关13-15
• 1.5.1 PLZT材料简介13-14
• 1.5.2 PLZT电光开关研究进展14-15
• 1.6 本文主要研究内容15-16
• 第二章 PLZT电光开关的原理16-20
• 2.1 电光效应16-17
• 2.2 MZI型电光开关17-18
• 2.3 PLZT电光开关结构18-20
• 第三章 控制和驱动电路的设计20-37
• 3.1 控制驱动电路的总体设计20-22
• 3.2 系统电源设计22-23
• 3.3 控制电路设计23-32
• 3.3.1 单片机的选取与电路设计24-26
• 3.3.2 CPLD的选取与电路设计26-30
• 3.3.3 矩阵键盘电路设计30-31
• 3.3.4 显示电路设计31-32
• 3.4 驱动电路设计32-36
• 3.4.1 驱动芯片EL745732-34
• 3.4.2 驱动芯片EL715634-36
• 3.5 本章小结36-37
• 第四章 PCB板设计制作37-45
• 4.1 PCB的设计方法37-39
• 4.2 PCB的设计规则39-43
• 4.2.1 元器件封装制作39
• 4.2.2 元器件布局39-41
• 4.2.3 电路板布线41-42
• 4.2.4 焊盘与过孔42
• 4.2.5 电源线和地线42-43
• 4.3 PCB制版与焊接43-44
• 4.4 本章小结44-45
• 第五章 PLZT电光开关的封装45-57
• 5.1 芯片封装工艺45-50
• 5.1.1 封装简介45-46
• 5.1.2 芯片互连级46-49
• 5.1.3 一级微电子封装技术49-50
• 5.1.4 二级微电子封装技术50
• 5.1.5 三级微电子封装技术50
• 5.2 PLZT电光开关的封装50-56
• 5.2.1 PLZT电光开关封装设计50-51
• 5.2.2 PLZT电光开关封装工艺51-56
• 5.3 本章小结56-57
• 第六章 PLZT电光开关的测试与分析57-61
• 6.1 光开关测试光路搭建57-58
• 6.2 光开关主要性能测试58-60
• 6.2.1 插入损耗、串扰和偏置电压58-59
• 6.2.2 开关时间59-60
• 6.3 本章小结60-61
• 总结与展望61-62
• 致谢62-63
• 参考文献63-67
• 攻读硕士学位期间发表的论文67

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