图1 CMOS单片探测器接收器集成电路图 图2是一种反相器结构的OEIC,探测器采用P型叉指结构光电二极管,接收器采用***反相器。由于8的有源反馈 ,M1和M2形成跨阻反向输入级,通过调节M8栅极电压能改变跨阻阻值使接收器性能最佳。输入级具有将光电流转换为电压的能力,光电流流经有源反馈M8形成和光电流大小成比例的电压。第二级反相器M3和M4起到放大电压作 用。NMOS有源负载M5不仅具有减小增益增大带宽的作用,还起到稳定转换阈值的作用。第***反相器M6和M7进一 步放大电压,进步增益,形成数字逻辑电平输出。对于这样的直流耦合反相器结构,为了优化性能应该仔细调节 M5和M8的宽长比。 电源电压在1.8 V和3.3 V之间变化,在电压为2.2 V时得到最佳灵敏度。当VDD=2.2 V、VPD=10V时,在比特率 为1 Gb/s,误码率为10-9下灵敏度为-6.3 dBm。较低的灵敏度是由于探测器的响应度低引起的,该OEIC的另一缺 点是探测器偏压较大,需要双电源供电。
图2 CMOS反相器接收器OEIC 图3是利用SOl衬底,通过o.25μm的CMOS SOl工艺得到的低工作电压的OEIC。
图3 利用SOl衬底通过CMOS实现OEIC 该0EIC探测器采用SOl衬底横向PIN结构,由于SOl的硅层厚度很薄(50 nm),因此在较低偏压下即可形成耗尽区 并且会由于雪崩击穿效应得到较大的响应度(o.4 A/W)。接收电路的输入级N1为NMOS共源结构,P1为有源负载。 N2源跟随器减小了输入级的输出阻抗,N3为电流源,N4将电压放大。P6为源跟随用具有电平移位的功能,进步直流电压幅值以驱动N7源跟随器,进一步减小输出电阻。P3、P4、N5和N6形成镜像电流源,P1、P2和P5通过P3得到镜像电流值。OEIC总面积为650×400μm2,在2V单电源偏压下,对于850 nm入射光带宽达1GHz,灵敏度为-13dBm。 欢迎转载,信息来源维库电子市场网(www.dzsc.com)
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