在当前技术条件下,高速芯片间的互联通信主要有电互连和光互连两种技术途径。传统的电互连所表现出的带宽低、功耗大、互联密度小以及抗干扰能力差等缺陷已经严重影响到了高速芯片互联通信的设计。光互连作为一种新的互连方式,具有带宽高、功耗低、延迟小、抗干扰等许多电互连不可比拟的优势。　　 垂直腔面激光器(VCSEL)由于具有低成本、体积小、低功耗、调制带宽高及垂直腔面发光的优点,已成为短距离光互连(VSR)中的首选光源。本文的工作即是设计VSR系统中的关键模块:VCSEL驱动器。为满足不同应用的需求,本文采用0.18μm CMOS工艺分别设计和实现了10Gb／s速率的VCSEL电流驱动器(LDCD)和电压驱动器(LDVD)。　　 VCSEL电流驱动器由预放大级和驱动级电路组成,考虑到并行驱动器阵列通道间距的限制,预放大级电路采用了低阻抗负载的三级差分放大和级间有源负反馈技术来拓展电路的带宽,驱动级采用了电容耦合电流放大器(C3A)结构。该芯片面积为485μmx515μm,在片测试结果表明,在1.8V电源电压下,芯片直流核心功耗为49.86mW,最高工作速率可达12Gb／s,调制电流范围2.4～13mA,偏置电流范围3～8mA,上升沿时间34.2ps,下降沿时间20.5ps,均方抖动3.51ps。测试结果均满足设计指标。　　 VCSEL电压驱动器亦由预放大级和驱动级电路构成,采用的预放大级电路结构与电流驱动器类似,驱动级电路采用电容负反馈技术和C3A电路技术。该芯片面积为465μmx515μm,在片测试结果表明,在1.8V电源电压下,芯片的直流核心功耗为69.3mW,当工作速率为10Gb／s时,上升沿时间7.1ps,下降沿时间38.6ps,输出信号眼图良好,测试结果基本满足设计指标,因为在片测试环境与实际工作环境差别较大,在片测试性能指标仅作为参考之用。　　 本论文首先对课题背景做简要介绍,然后分别详细讨论VCSEL电流驱动器和电压驱动器的电路设计以及版图设计,最后对芯片进行测试,并分别进行分析、总结和比较。　　 本论文为探索采用CMOS工艺设计超高速VCSEL驱动器积累了经验。