随着社会的发展，信息交换量与日俱增。近年来，以光波为载体、光纤为传输媒质的光纤通信异军突起，发展十分迅速，已成为信息高速公路的主体。光纤通信具有容量大、传输距离远、节省能源、抗干扰、抗辐射等诸多优点，因此发具有自主知识产权、用于光纤传输的高速集成电路对我国信息化建设具有重大意义。 在用于光纤传输系统的几个功能电路中，光接收机前端放大电路中的前置放大器是一个关键电路，其性能在很大程度上决定了整个光接收机的性能。本次课题的任务是设计适用于光纤传输系统SDH STM-64(10Gb/s)速率级的超高速前置放大器以及实现适用于光纤传输系统SONET STS-24(1.25Gb/s)速率级的高稳定性、宽动态范围前置放大器。 在光纤通信系统中，前置放大器的作用是将光检测器输出的微弱电流信号放大并转换成电压信号，所以多采用跨阻放大器。在几种跨阻放大器实现方案中，RGC结构具有偏置稳定、输入电阻小和频带宽的优点，适用于高速光纤通信系统。因此本文采用该结构设计10Gb/s的超高速前置放大器，采用并联补偿等多种技术实现10Gb/s的超高速要求。共源结构具有电路简单、稳定性高及噪声性能好的优点，商用芯片中通常采用此结构。作为产品芯片的预研，本文采用该结构实现1.25Gb/s的高稳定性、宽动态范围前置放大器，设计了自动增益控制模块、电流基准等多个模块使各项性能指标达到设计要求。 利用ADS软件和TSMC 0.18pm CMOS工艺库文件对本次设计的10Gb/s超高速前置放大器进行了仿真。仿真结果表明，前置放大器的中频跨阻增益为64.4dBΩ，-3dB带宽为10.2GHz。采用HSPICE软件和CSM 0.35μm CMOS工艺库文件对本次设计的1.25Gb/s前置放大器进行了前后仿真。后仿真结果表明，此前置放大器差分中频跨阻增益超过88dBΩ，-3dB带宽超过970MHz，等效输入均方根噪声电流为465nA，输入动态范围为43dBm；电源抑制比为35dB。流片后的在片实测结果显示，在3.3v单电源供电下，该芯片可正常工作在1.25Gb/s速率下，功耗为171.6mW。 文章按照电路设计、版图设计、工艺流片到最后的芯片测试的顺序详细介绍了上述电路的设计过程、仿真过程、仿真结果、测试方案及测试结果。