1、D e s i g n o f 1 0G b ／sL a s e r D r i V e r a n dA P C C i r c u i ti n0 ·1 8 岬C M o SA T h e s i sS u b 血t t e d t oS o u t h e a S t U I l i V e r s i 鑼F o r 也e A c a d e 觚c D e g r e e o f M a s t e r o f E n

2、g i n e e 血gB YN i u №S u p e r v i s e d b yP r o f e s s o rC h e n Y i n 爭m e ia n dS e n i o r E n g i n e e r Z h a o W ．e n ．x i a S e n l O r E n g l n e e r 乞n a oW e n —X l aS c h o o l o f I I l t e g m t e dC

3、i r C u i t sS o u m e a S t U n i V e r s i t yM a r C h 2 0 1 4摘要摘要光纖通信是分別以光波、光纖作為作載波和傳輸媒介對信息進(jìn)行傳輸?shù)耐ㄐ欧绞?。隨著時(shí)代發(fā)展，光纖通信憑借著傳輸頻帶寬、抗干擾性強(qiáng)、信號衰弱小等一系列優(yōu)點(diǎn)成為當(dāng)今社會(huì)通信中的主要傳輸方式。光纖通信系統(tǒng)包括發(fā)射端、光纖光纜傳輸部分以及接收端。激光驅(qū)動(dòng)器位于發(fā)射機(jī)的末端，主要用來放大復(fù)接器輸出的高速信號，從而驅(qū)動(dòng)

4、光源發(fā)光。激光驅(qū)動(dòng)器作為光纖通信發(fā)射端的重要組成部分，實(shí)現(xiàn)了信號從電信號到光信號的轉(zhuǎn)化。激光驅(qū)動(dòng)器的負(fù)載是光纖系統(tǒng)中的光源，光源的選擇也是多種多樣的。由于垂直腔面發(fā)光激光器( V C S E L ) 具有功耗低、成本低、體積小、調(diào)制帶寬高等諸多優(yōu)點(diǎn)，因此在光纖通信系統(tǒng)中V C S E L 成為首選的光源。論文采用T S M C 0 ．1 8 “m C M O S 工藝，對單路的V C S E L 電流型驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行了設(shè)計(jì)和研究。電路位于復(fù)

5、接器之后，用來產(chǎn)生合適的驅(qū)動(dòng)電流，驅(qū)動(dòng)V C S E L 。電路主要由輸入緩沖級、預(yù)放大級、驅(qū)動(dòng)級三個(gè)部分組成。輸入緩沖級實(shí)現(xiàn)了阻抗匹配。預(yù)放大級電路采用了低阻抗負(fù)載的三級放大器級聯(lián)電路，并采用有源負(fù)反饋的技術(shù)來提升帶寬。驅(qū)動(dòng)級電路采用了電容耦合電流放大器( C 3 A ) 結(jié)構(gòu)來減小輸出電流的下降沿時(shí)間。芯片面積為4 6 0 郵& x 4 8 0 p m ，后仿真結(jié)果表明，在電源電壓為1 ．8 V時(shí)，激光驅(qū)動(dòng)器最大工作速率可達(dá)

6、1 2 ．5 G t ' ／s 。工作在1 0 G b ，S 速率時(shí)，其輸出調(diào)制電流為l O m A ，功耗約為5 0 m W ，上升沿時(shí)間3 1 ．7 p S 、下降沿時(shí)間3 2 ．7 p s 、抖動(dòng)0 ．3 p s 。由于溫度的上升和設(shè)備的老化等問題會(huì)造成激光管閾值電流不穩(wěn)定，由此引發(fā)激光管功率的不穩(wěn)定，因此論文還對保持激光管功率穩(wěn)定的自動(dòng)功率控制( A P C ) 電路進(jìn)行了設(shè)計(jì)，芯片面積為6 8 0 岬×4 8