UMC0.18μm CMOS工艺中的2.5Gb/s低噪声交叉耦合跨阻放大器

"2.5Gb/s低噪声差分交叉耦合跨阻放大器的设计与实现" 这篇研究论文探讨了在UMC0.18微米CMOS工艺中设计一款高速、低噪声的差分交叉耦合跨阻放大器(TIA)的理论与实践。跨阻放大器是光接收机中的关键组件，它将光电探测器产生的微弱电流信号转换为电压信号，以便后续电路处理。论文中，作者提出了一种优化的调节型共源共栅(RGC)结构，并结合输出缓冲级来构建TIA。 RGC结构在该设计中扮演了重要角色，其目的是提高电路的等效跨导和带宽。通过引入两级共源放大器作为辅助放大器，可以显著提升电路性能，确保在高速数据传输时保持足够的增益和带宽。此外，电路参数的优化和输入端的阶梯型无源匹配网络设计，有助于扩展带宽并降低噪声。 实测结果显示，当探测器等效电容为300pF时，该TIA的-3dB带宽达到2.2GHz，跨阻增益为61.8dBΩ，平均等效输入噪声电流谱密度仅为9pA/Hz。这些优异的性能指标使得该设计能够支持2.5Gb/s的数据传输速率。在1.8V电源电压下，整个芯片的功耗只有43mW，芯片面积（包括焊盘）为1×1mm²，实现了高效能和小型化的结合。 关键词涵盖了光接收机技术、RGC结构、跨阻放大器设计、低噪声技术和CMOS集成电路设计。这篇论文对于理解高速光通信系统中低噪声TIA设计的重要性以及如何通过创新电路结构和参数优化来提高性能具有重要的参考价值。同时，这种设计方法可能对未来的高速光通信系统和光传感器接口技术发展产生积极影响。