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광PCB용 CMOS 광수신기 설계
A CMOS Optical Receiver Design for Optical Printed Circuit Board 원문보기

電子工學會論文誌. Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea. SD, 반도체, v.43 no.7 = no.349, 2006년, pp.13 - 19  

김영 (현대자동차 기술연구원) ,  강진구 (인하대학교 전자전기공학부)

초록
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5Gb/s대역 크로스커플 구조의 트랜스임피던스 증폭기 및 제한증폭기가 연결된 광 수신기를 광 PCB에 응용하기 위해 설계 하였다. 회로는 0.18um CMOS 공정으로 구현되었다. 광 수신기는 0.5pF 광 다이오드 기생 캐퍼시턴스에서 $92.8db{\Omega}$ 임피던스 이득과 5Gbps의 주파수 대역을 갖는다. 그리고 1.8V, 2.4V 공급전압에서 9.74mV의 전력소모를 보인다. 입력단의 임피던스는 $50{\Omega}$ 이다. 회로를 광 PCB기판에 올려 광신호 송신 실험하여 5Gb/s 데이터의 수신을 확인하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

A 5Gb/s cross coupled transimpedance amplifier (TIA) & limiting amp(LA), regulated cascode(RGC) is realized in a 0.18$\mu$m CMOS technology for optical printed circuit board applications. The optical receiver demonstrates $92.8db{\Omega}$ transimpedance and limiting amplifier g...

주제어

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문제 정의

  • 이 논문에서 설계된 광수신기는 특정하게 광 PCB 에 활용하기 위해 연구 되었다. 따라서 원거리 광통신이 아닌 근거리 광통신이기 때문에 자동으로 이득을 제어하는 부분이 제외되어 고속동작이 가능하도록 설계 하였다.

가설 설정

  • 정확한 시뮬레이션을 위해서는 패드, 패키지 와이어본딩, PD의 기생 성분값들을 모두 고려 해야 한다. 그림10 에서와 같이PD의 기생 성분은 2KQ 저항, 500fF 커패시터, 그리고 와이어 본딩의 기생성분 4.3nH 인덕터로 가정하고 시뮬레이션 진행하였다. 위의 값들은 사용되는 소자들의 데이터 북을 참조하여 설정하였다.
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참고문헌 (8)

  1. C.-W. Kuo, C.-C. Hsiao, S.-C. Yang, and Y.-J. Chan, '2 Gbit/s transimpedance amplifier fabricated by 0.35 ${\mu}m$ CMOS technologies,' Electron. Lett., vol. 37, no. 19, pp. 1158 - 1160, 2001 

  2. S. S. Mohan, M. D. M. Hershenson, S. P. Boyd, ?and T. H. Lee, 'Bandwidth extension in CMOS with optimized on-chip inductors,' IEEE J. Solid-State Circuits, vol. 35, pp. 346 - 355, Mar. 2000 

  3. C. Toumazou and S. M. Park, 'Wideband low noise CMOS transimpedance amplifier for gigahertz operation,' Electron. Lett., vol. 32, no. 13, pp. 1194 - 1196, 1996 

  4. T. Yoon and B. Jalali, '1 Gbit/s fiber channel CMOS transimpedance amplifier,' Electron. Lett., vol. 33, no. 7, pp.588 - 589, 1997 

  5. Sung Min Park and Hoi-jun Yoo, '1.25-Gb/s Regulated Cascade CMOS Transimpedance Amplifier for Gigabit Ethernet Applications.' IEEE J, Solid-State Circuits, vol.39, no. 1, pp.112-121, Jan 2004 

  6. Apsel, A,; Zhongtao Fu; Andreou, A.G, 'A 2.5-mW SOS CMOS optical receiver for chip-to-chip interconnect', Journal of Lightwave Technology, vol. 22,no. 9, pp.2149 - 2157, Sep 2004 

  7. Rui Tao, Manfred Berroth, '10 Gb/s CMOS Limiting Amplifier for Optical links', Solid-State Circuits' Conference, 2003. ESSCIRC '03. Proceedings of the 29th European 16-18, pp.285 - 287, Sept. 2003 

  8. E.M Cherry, MSc, Ph.d, and D.E.Hopper, Mli.Gradulates, 'The Design of Wide-Band Transistor Feedback Amplifiers', lEE Proc. Vol. 110, No.2, Feb, pp375- 389, 1963 

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