80 Gbit/s PAM4光接收机低噪声模拟前端电路设计
DOI:
作者:
作者单位:

(西安邮电大学 电子工程学院, 西安 710199)

作者简介:

张春茗(1973—),女(汉族),辽宁锦州人,博士,从事高速模拟集成电路设计。

通讯作者:

中图分类号:

TN432

基金项目:

100 G光传输系统研究与应用示范国际合作项目(2019YFB1803600)


Low-Noise Analog Front-End Circuit Design for 80 Gbit/s PAM4 Signal Optical Receiver
Author:
Affiliation:

(School of Electronic Engineering, Xi’an University of Posts and Telecommunications, Xi’an 710199, P. R. China)

Fund Project:

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    摘要:

    采用UMC 28 nm CMOS工艺,设计了一款应用于光接收机、工作在80 Gbit/s PAM4的低噪声模拟前端电路(AFE)。对噪声和带宽进行折中设计,采用了跨阻放大器(TIA)级联连续时间线性均衡器(CTLE)技术和输入电感峰化技术。为了更好地控制低频增益,进一步拓展带宽,采用了跨导跨阻(gm-TIA)结构的VGA。在输入电容100 fF和供电电压1.2 V下,实现的跨阻增益为48.5 dBΩ,带宽为36.1 GHz,平均等效输入噪声电流为22.6 pA/Hz,功耗为14.5 mW。

    Abstract:

    A low-noise analog front-end circuit (AFE) was designed using UMC 28 nm CMOS technology for optical receivers operating at 80 Gbit/s PAM4. To address the tradeoff between the noise and bandwidth, we adopted a trans-impedance amplifier (TIA) cascaded continuous time linear equalizer (CTLE) and input inductor peaking. A VGA with trans-conductance and a trans-impedance (gm-TIA) structure was adopted to effectively control the low-frequency gain and further expand the bandwidth. The circuit achieves a trans-impedance gain of 48.5 dBΩ, a bandwidth of 36.1 GHz, an average equivalent input current noise of 22.6 pA/Hz, and a power consumption of 14.5 mW, under the conditions of an input capacitance of 100 fF and a supply voltage of 1.2 V.

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  • 收稿日期:2023-08-04
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  • 在线发布日期: 2024-06-27
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