Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference (한국정보통신학회:학술대회논문집)

The Korea Institute of Information and Commucation Engineering (한국정보통신학회)
권호 표지

Design of a 1-Gb/s CMOS Optical Receiver for POF Applications

1-Gb/s CMOS POF 응용 광수신기 설계

  • Lee, Jun-hyup (Dept. of Electronics Engineering, University of Incheon) ;
  • Lee, Soo-young (Dept. of Electronics Engineering, University of Incheon) ;
  • Jang, Kyu-bok (Dept. of Electronics Engineering, University of Incheon) ;
  • Yu, Chong-gun (Dept. of Electronics Engineering, University of Incheon)
  • 이준협 (인천대학교 전자공학과) ;
  • 이수영 (인천대학교 전자공학과) ;
  • 장규복 (인천대학교 전자공학과) ;
  • 유종근 (인천대학교 전자공학과)
  • Published : 2012.10.26
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Abstract

In this paper, three types of optical receivers are designed using a $0.35-{\mu}m$ standard CMOS technology for plastic optical fiber (POF) applications. Basic common-source transimpedance amplifier (CS-TIA), common-gate TIA (CG-TIA), and regulated-cascode TIA (RGC-TIA) are optimally designed, and their transimpedance gain (TZ gain), 3-dB bandwidth, and noise characteristics are compared and analyzed. As a result of simulations, the RGC-TIA indicates better TZ gain and 3-dB bandwidth than other topologies, and CS-TIA has the best noise performance. Each optical receiver occupies area of $0.35mm^2$.

본 논문에서는 CMOS $0.35-{\mu}m$ 공정을 이용하여 Plastic Optical Fiber (POF) 응용분야에 적용할 수 있는 세 종류의 shunt-feedback 구조의 1-Gb/s 광 수신기를 설계하고 비교분석하였다. 기본적인 common-source transimpedance amplifier (CS-TIA), common-gate TIA (CG-TIA), 그리고 regulated-cascode TIA (RGC-TIA)를 최적화 설계하여 이득, 대역폭, 잡음특성 등을 비교분석 하였다. 시뮬레이션 테스트 결과 RGC-TIA가 CS-TIA, CG-TIA 보다 이득, 대역폭 측면에서 가장 좋은 성능을 보였으며, 잡음특성 측면에서는 CS-TIA가 가장 좋은 성능을 보였다. 각 광 수신기의 칩 사이즈는 bonding Pad를 포함하여 $0.35mm^2$이다.

Keywords