论文部分内容阅读
近年来,骨干网的传输能力显著增加,可是接入网却很缓慢。随着用户数量和多媒体业务的快速增长,接入网已经形成瓶颈。无源光网络(PON),是采用无任何有源因素的无源器件组成的点到多点的光网络,被认为是最有可能解决这一问题的技术,并且最易实现光纤到户(FTTH)。以太PON(EPON)尤其是下一代接入网最好的选择之一,因为以太网成本低、易于实现、很普及。开发具有自主知识产权、用于EPON系统的高速集成电路对我国信息高速公路的建设具有重大意义。本文介绍了选用了0.35 μm BiCMOS工艺,应用于EPON系统光收发模块中的1.25Gb/s突发模式跨阻前置放大器芯片的设计与实现。
本文首先确定了设计目标,并根据设计目标的要求设计出了能够满足芯片基本功能的全部电路。本文对组成芯片的这些模块的电路结构和功能做了较为详尽的分析,并根据设计目标对单元电路及整体电路进行了仿真验证,以确保整个电路模块在最差环境下也能达到预期的设计目标。
本文充分考虑了集成电路制造工艺的低相关性设计,利用各个同类型的场效应晶体管的开启电压随着制造工艺而同步变化的特性,降低了工艺参数对跨阻放大器初始增益的影响。本文还利用电流镜及比例电阻的特性,降低了工艺参数对跨阻放大器自动增益控制电路启动电压的影响。为了得到快响应和高灵敏度,本文提出了具有三种增益模式的跨阻前置放大器,利用迟滞比较电路使增益模式快速变换。
本文详细介绍了该前置放大器的版图设计过程,并随后给出了版图的后仿真验证的结果,进一步验证了整个芯片设计的可行性,比前端仿真更加接近真实情况。
此款芯片速率较高、响应时间要求短、带宽要能达到1G以上。通过前仿真和后仿真验证,电路的带宽已达到1G以上,能够满足带宽应为传输速率的80%的要求。同时,结果也表明响应时间在几十纳秒以内。本文中所设计的0.35 μm BiCMOS 1.25Gbps突发模式跨阻前置放大器,响应时间典型值为10ns,小信号单端跨阻增益为3KΩ,-3dB点带宽为1GHz,采用3.3V电源供电,功耗为80mW,达到了使用要求。