0.35μm CMOS工艺STM-16光接收机前置放大器详解：73dBΩ增益与2.2GHz带宽

本文档详细介绍了0.35微米CMOS工艺下设计的一种用于SDH系统STM-16（2.5吉比特每秒）速率级光接收机前置放大器。该放大器的关键特性包括： 1. 工艺与规格： - 基于0.35微米CMOS工艺，这表明设计者利用了这一成熟且成本效益高的技术平台，能够实现高集成度和低功耗的解决方案。 - 支持2.5Gb/s速率的STM-16标准，这是现代通信网络中的重要速率级别，确保了系统能够处理大量数据传输。 2. 技术参数： - 使用+5伏电源，这在CMOS电路设计中是常见的，提供了稳定的工作环境。 - 中频增益高达73分贝每欧姆（dBΩ），这对于提升接收信号的信噪比至关重要，使得在接收微弱信号时也能有良好的性能。 - 3分贝带宽达到2.2吉赫兹，这意味着放大器能够有效过滤掉高频噪声，保持信号的完整性。 3. 空间效率： - 设计紧凑，核心区域面积仅为0.15毫米乘以0.20毫米，这在有限的芯片空间内实现了高性能放大器。 4. 应用背景： - 随着社会信息化的快速发展，高速光纤通信的需求急剧增加，SDH系统因其高速度和大容量的特点成为首选。 5. 前置放大器作用与要求： - 前置放大器在光接收机中扮演关键角色，位于系统的前端，其性能直接影响整体性能，需要具备高增益、低噪声和宽带宽的特点。 - 为了满足这些要求，设计者采用跨阻型放大器结构，通过负反馈机制提供增益和带宽，同时考虑了输入阻抗和寄生电容的影响，以实现最佳性能。 6. 电路设计与结构： - 光检测器被模拟为电流源和串联的结电容，而后部增加了基本差分放大单元，确保双端输出，为后续放大器提供稳定的信号输入。 - 两级差分放大器的使用进一步增强了信号处理能力，并有助于噪声抑制。 总结，这篇论文探讨了如何在0.35微米CMOS工艺中实现一个高效的光接收机前置放大器，结合了技术选型、电路分析和实际设计策略，以满足高速光纤通信系统对信号质量的严格要求。