硅环调制器的大信号SPICE模型

"这篇论文介绍了一种用于模拟耗尽型硅环调制器（Silicon Ring Modulators，Si RMs）的大型信号SPICE电路模型。该模型综合考虑了器件的电学和光学特性，并且电路元件的值会根据调制电压的变化而变化。通过将25 Gb/s非归零（Non-Return-to-Zero, NRZ）调制的SPICE仿真结果与实测数据进行比较，验证了模型的准确性。此模型被用于单片集成电路的性能优化。作者来自韩国延世大学、美国密歇根大学、三星电子、IMEC以及德国IHP等机构。" 在微电子和光电子领域，硅环调制器（Si RMs）因其体积小、速度快、功耗低等优点，被广泛应用于光通信系统。大型信号SPICE（Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis）模型是电路设计中用于分析非线性行为和瞬态响应的重要工具。对于耗尽型硅环调制器，这种模型至关重要，因为它能够捕捉到器件在大信号操作下的复杂行为。 本文提出的新模型包含两个关键特点：一是它涵盖了Si RM的电学和光学特性，这使得模型能全面反映调制器的工作状态；二是模型中的电路元素值是动态的，会随调制电压改变，这确保了模型在不同工作条件下的适用性。这种灵活性使得设计师可以在设计阶段预测和优化调制器的性能。 25 Gb/s NRZ调制的SPICE仿真结果与实验测量的对比，验证了模型的精确度。NRZ是一种常见的数字调制格式，其中信号在高或低状态之间没有恢复到零电平，这种调制方式适用于高速数据传输。通过这种比较，研究者展示了模型在实际应用中的可靠性。 该模型的应用主要在于单片集成电路（Monolithic Integrated Circuits）的性能优化。在集成电路设计中，能够准确预测和模拟组件性能的模型对于提高整体系统的效率和稳定性至关重要。通过使用这个模型，设计者可以更有效地调整参数，从而实现最佳的调制性能，减少实验迭代次数，降低研发成本。 这篇论文提出的大型信号SPICE模型为耗尽型硅环调制器的设计和优化提供了一个强大而实用的工具，对推动高速光通信技术的发展具有重要意义。通过深入理解和应用这个模型，研究人员和工程师可以进一步提升硅基光电子设备的性能，满足日益增长的高速数据传输需求。