125Gbps CMOS共栅前置放大器：宽带与高速设计

本文主要探讨了2004年发表在《东南大学学报(自然科学版)》第34卷第5期的一篇关于125Gbit/s光接收机的CMOS共栅前置放大器的设计与实现。作者田俊等人来自东南大学射频与光电集成电路研究所和南京大学物理系，他们针对光纤用户网和千兆以太网的需求，设计了一种新型的CMOS电路结构。 传统的共源结构在光接收机中被广泛应用，但其输入电阻较高，这可能导致光检测器的寄生电容对电路性能产生负面影响。为了克服这一问题，研究者们创新性地采用了共栅结构，这种结构显著降低了输入电阻，使得光检测器的寄生效应仅影响非主极点，从而实现了电路的宽带特性。共栅结构通过优化设计，能够抑制噪声，提高信号处理能力。 论文中提出了一种有源反馈机制，相较于电阻反馈，它能提供更宽的带宽。这种有源反馈机制的有效应用有助于进一步提升电路的性能，使得在输入805μA的光电流条件下，单端输出电压的最大峰峰值达到64mV以上，具有出色的电压摆幅。此外，电路的均方根抖动控制在极低的36ps以下，确保了接收机在高速数据传输，如125Gbit/s速率下，能够实现稳定的工作。 关键词“前置放大器”、“CMOS工艺”、“有源电流负反馈”和“共栅结构”强调了本文的核心技术内容，它们是实现高性能光接收机的关键要素。该研究对于推动CMOS光电子技术的发展，尤其是在高速数据通信领域，具有重要的理论和实践价值。通过这篇论文，读者可以了解到如何利用现代CMOS技术设计出具有高灵敏度、宽动态范围和低噪声的光接收机前端电路，这对于当今和未来的通信系统设计具有重要意义。