Design and performance of principal four ICs for the 10-Gb/s optical communication system are presented. AlGaAs/GaAs HBTs are basic devices to implement a laser diode driver, apre-amplifier, and a limiting amplifier, and GaInP/GaAs HBTs are used for an AGC amplifier. We fbricated 11.5-GHz LD driver, a pre-amplifier, and a limiting amplifier, an dGaInP/GaAs HBTs are used for an AGC amplifier. We fabricated LD deriver, 10.5 GHz pre amplifier, 7.2 GHz AGC amplifier, and 10.3 GHz limiting amplifier, optimized circuit design and the stabilized MMIC fabrication process.
Park, Sung-Ho;Lee, Tae-Woo;Kim, Yeong-Seuk;Kim, Il-Ho;Park, Moon-Pyung
Journal of Electrical Engineering and information Science
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제2권6호
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pp.197-201
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1997
To realize 10-Gbit/s optical transmission systems, we designed and fabricated a limiting amplifier with extremely high operation frequencies over 10-GHz using AlGaAs/GaAs heterojunction bipolar transistors (HBTs), and investigated their performances. Circuit design and simulation were performed using SPICE and LABRA. A discrete AlGaAs/GaAs HBT with the emitter area of 1.5${\times}$10$\mu\textrm{m}$$^2$, used for the circuit fabrication, exhibited the cutoff frequency of 63GHz and maximum oscillation frequency of 50GHz. After fabrication of MMICs, we observed the very wide bandwidth of DC∼15GHz for a limiting amplifier from the on-wafer measurement. Ceramic-packaged limiting amplifier showed the excellent eye opening, the output voltage swing of 750mV\ulcorner, and the rise/fall time of 40ps, measured at the data rates of 10-Gbit/s.
This paper presents fully integrated low power consumption limiting amplifier. The proposed limiting amplifier is employed folded cascode structure with source degeneration output stage. This proposed structure demands few transconductance than conventional structure. It can be dramatically decrease current consumption. The total power consumption is only $96.5\;{\mu}W$ under a 1.8 V supply voltage in 9.5 dB limited gain condition. It was designed in using $0.18\;{\mu}m$ CMOS technology.
A 10Gbit/s limiting amplifier IC for optical transmission system was implemented with AlGaAs HBT (heterojunction bipolar transistor) technology. HBTs with 2x10.mu. $m^{2}$ and 6x20.mu. $m^{2}$ emitter size were used. The HBT structures are based on metal-organic chemical vapor deposition (MOCVD) epitxy and employ a mesa structure with self-aligned emitter/base and sidewall dielectric passivation. IC was designed to support differnetial input and output. Small signal performance of the packaged IC showed 26dB gain and $f_{3dB}$ of 8GHz. A single ouput has 800m $V_{p-p}$ swing with more than 26dB dynamic range. The performance of the limiting amplifier was verified through single mode fiber320km transmission link test.est.
The application of IR(Infrared) communication is very wide and IR receiver has become a standard of home entertainment. A preamplifier with single 5V supply was designed for IR receiver IC. To operate at long distance, receiver IC should have high gain and low noise characteristic. To provide constant output signal magnitude, independent of transciever distance, gain limiting stage is needed. And to cut-off DC noise component effectively, large resistance and capacitance are required. Transimpedance type preamplifier, and diode limiting amplifier, and current limiting amplifier were designed. It is another function of current limiting amplifier that transforms single input signal to differential output signal. Using AMS BiCMOS model, both BJT version and MOS version was designed. Total power consumption is O.lmW, and IC size is $0.3mm^2$
The impedance of an underwater acoustic transducers constituting a multi-channel array structure could be changed in real time by various transmission modes. A power amplifier for driving the transducers usually use a voltage control method, so the transducer and power amplifier may be damaged by over-power due to changeable load conditions. Therefore, the drive controller of the power amplifier should have the function of limiting the power. This paper propose the new voltage control method for limiting the driving power of transducers with variable impedance characteristics.
본 연구는 광통신을 위한 10Gbps CMOS 수신기 회로 설계에 관한 것이다. 수신기는 포토다이오드, 트랜스임피던스 증폭기, 리미팅 증폭기, 등화기, 클락 및 데이터 복원 회로, 디멀티플렉서, 기타 입출력 회로 등으로 구성돼있다. 여러 광대역 혹은 고속 회로 기법을 써서 SONET OC-192 표준용 광통신에 적합한, 효과적이고 신뢰성 있는 수신기를 구현하고자 하였다.
본 논문에서는 고속 ATC(Automatic Threshold Control) 회로 구조를 고안하고 이를 이용하여 고속 ATC 기능을 갖는 버스트 모드 제한증폭기를 설계하였고, $0.8{\mu}m$ SiGe BiCMOS 상용 파운드리 기술을 이용하여 제작하였다. 제작된 버스트 모드 제한증폭기는 $PRBS=2^7-1$에서 무에러(error free)의 아이를 보였고, 160ps이내의 지터 특성과 95ps이내의 상승/하강시간을 보였다. ATC특성 측정결과 버스트 데이터의 신호의 초기부터 안정되게 파형을 잘 잡아낼 정도로 빠른 ATC동작이 이루어지고 있어 고안한 ATC회로의 고속특성을 확인할 수 있었다. 그러나 버스트 초기에서 듀티사이클 왜곡이 발생했고, 입력 신호의 크기가 커짐에 따라 듀티사이클이 59%까지 증가하는 특성을 보였다. 그러나 10 사이클이 지난 후에는 모든 입력 신호의 크기에 대해 듀티사이클이 52% 이내로 안정화되고 있음을 확인하였다
본 논문은 통신방송위성 중계기용 Ku-대역 채널증폭기 시험모델의 설계와 제작과정을 요약하였다. 채널증폭기의 구조는 고정이득제어 모드에서는 전압제어형 감쇄기를 이용한 아날로그 이득 조절 방식을 사용하였으며 자동레벨조절 모드에서는 루프제어방식을 이용한 출력레벨 제한회로를 사용하였다. 설계된 채널증폭기는 전압제어형 PEN-다이오드 감쇄기와 온도보상회로 등의 최신 기술 등을 이용하였다. 측정된 특성은 설계치와 동일하게 28 dB의 이득조절 및 16 dB의 자동이득조절 범위를 갖는 것을 확인하였다. 설계된 시험모델은 인증을 거치면 Ku-대역 통신방송 위성중계기용 채널증폭기로 사용되어질 수 있다.
트랜스임피던스 증폭기는 전체 광 수신기의 성능을 결정하는 가장 핵심적인 블록으로써 높은 트랜스임피던스 이득과 기가 비트급의 넓은 대역폭을 요구한다. 본 논문에서는 아날로그 어댑티브 이퀄라이저를 이용하여 트랜스임피던스 증폭기의 대역폭을 보상하고, 리미팅 증폭기를 이용하여 전체 트랜스임피던스 이득을 증가 시키는 단일 칩 광 수신기의 아날로그 회로를 제안한다. $0.13{\mu}m$ CMOS 공정을 이용하여 설계한 광 수신기는 포스트 레이아웃 시뮬레이션 결과, $120dB{\Omgea}$의 트랜스임피던스 이득과 5.88GHz의 대역폭을 갖는다. 수동 인덕터 소자를 사용하는 대신 네거티브 임피던스 컨버터 회로를 적용함으로써 $0.088mm^2$의 매우 작은 칩 사이즈를 갖는다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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