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Si基单片集成850nm光接收芯片研究

光电子．激光 2012年第4期23卷 676-680页

作者：颜黄苹程翔黄元庆厦门大学机电工程系福建厦门361005

设计并制备了一种Si基单片集成850nm光接收芯片,包括"P+/N-EPI/BN+"结构的光电探测器(PD)、跨阻前置放大电路及其后续处理电路。分析了PD的结构,并对其光谱响应及频率响应进行模拟,在2.0V偏压下,PD在850nm的响应度为0.131A/W,截止频率为... 详细信息

设计并制备了一种Si基单片集成850nm光接收芯片,包括"P+/N-EPI/BN+"结构的光电探测器(PD)、跨阻前置放大电路及其后续处理电路。分析了PD的结构,并对其光谱响应及频率响应进行模拟,在2.0V偏压下,PD在850nm的响应度为0.131A/W,截止频率为400 MHz。采用0.5μm BCD(bipolar、CMOS和DMOS)工艺流片,光接收芯片面积约为900μm×1 100μm。测试结果表明,PD暗电流为pA量级,响应度为0.12A/W。光接收芯片在155 Mb/s速率及误码率(BER)小于10-9情况下,灵敏度为-12.0dBm;在622 Mb/s速率及BER小于10-9情况下,灵敏度为-10.0dBm,并能得到清晰的眼图。将该光接收芯片封装后接入光接收模块,进行点对点光互联实验,获得很好的光信号通路。

关键词：光接收芯片单片集成光电探测器(PD) BCD(bipolar、CMOS和DMOS)工艺

基于GaAs E/D PHEMT工艺的单片集成光接收芯片

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半导体技术 2018年第6期43卷 419-424页

作者：安亚宁徐晨解意洋潘冠中王秋华董毅博北京工业大学信息学部光电子技术教育部重点实验室

设计并实现了一款适用于广电混合光纤同轴电缆网络（HFC）的高增益单片集成光接收芯片,该芯片主要包括跨阻放大器（TIA）、衰减器（VVA）和输出放大器三部分。跨阻放大器采用差分结构,相较于单端TIA提高了噪声性能,衰减器采用相位相消... 详细信息

设计并实现了一款适用于广电混合光纤同轴电缆网络（HFC）的高增益单片集成光接收芯片,该芯片主要包括跨阻放大器（TIA）、衰减器（VVA）和输出放大器三部分。跨阻放大器采用差分结构,相较于单端TIA提高了噪声性能,衰减器采用相位相消方式实现信号衰减,输出放大器为芯片补足增益并实现阻抗匹配。使用ADS仿真软件进行电路设计、版图设计、仿真验证,采用GaAs 0.25μm E/D PHEMT工艺进行了流片。测试结果表明,芯片实现了42 d B的最大增益,在0-3 V控制电压下,0-28 dB的连续可调增益范围,工作频率为50 MHz-1 GHz,差分输入单端输出,输出负载为75Ω,芯片面积1 412μm×1 207μm,芯片性能符合设计目标。

关键词：光接收芯片 GaAs E/D PHEMT工艺单片集成电路(MIC) 跨阻放大器衰减器

一种基于BCD工艺的850nm光接收芯片的研制

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厦门大学学报（自然科学版） 2010年第5期49卷 640-644页

作者：颜黄苹程翔李继芳黄元庆厦门大学物理与机电工程学院福建厦门361005

采用0.5μm BCD工艺研制了一种850 nm光接收芯片,包括光电探测器、跨阻前置放大器及后续处理电路.通过器件模拟设计并分析了基于BCD工艺的光电探测器的结构及其特性;设计光接收芯片的增益约为43.23 kΩ,上限截止频率为700 MHz.测试结果... 详细信息

采用0.5μm BCD工艺研制了一种850 nm光接收芯片,包括光电探测器、跨阻前置放大器及后续处理电路.通过器件模拟设计并分析了基于BCD工艺的光电探测器的结构及其特性;设计光接收芯片的增益约为43.23 kΩ,上限截止频率为700 MHz.测试结果表明,探测器暗电流为pA量级,响应度为0.08 A/W.光接收芯片功耗约为100 mW,电噪声为4 nW;在输入313 Mbit/s非归零伪随机二进制序列调制的信号及无误码的情况下,灵敏度为-13.0 dB.m;该光接收芯片速率可达622 Mbit/s.

关键词：光接收芯片 BCD 探测器前置放大器

塑料光纤通信650nm单片集成光接收芯片研究

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光子学报 2013年第9期42卷 1018-1024页

作者：颜黄苹程翔黄元庆谢海鹤厦门大学物理与机电工程学院机电工程系福建厦门361005

设计了一种用于塑料光纤通信的650nm单片集成光接收芯片,包括光电探测器、跨阻前置放大器、单双端转换、差分放大器、输出缓冲器及失调电压补偿电路.基于合理假设与近似,从稳态连续方程和边界条件出发,分析了探测器的光谱响应;采用拉普... 详细信息

设计了一种用于塑料光纤通信的650nm单片集成光接收芯片,包括光电探测器、跨阻前置放大器、单双端转换、差分放大器、输出缓冲器及失调电压补偿电路.基于合理假设与近似,从稳态连续方程和边界条件出发,分析了探测器的光谱响应;采用拉普拉斯变换方法,分析其频率响应.采用0.5μm BCD工艺流片,光接收芯片版图面积832×948μm2进行测试,结果表明5V反向偏压下,探测器在650nm的响应度为0.26A/W;光接收芯片在180Mbps速率及误码率小于10-9情况下,灵敏度为-14.6dBm;在100Mbps非归零伪随机二进制序列信号速率及误码率小于10-9情况下,能得到清晰的眼图.

关键词：光接收芯片单片集成光电探测器塑料光纤通信

应用于塑料光纤通信接收芯片的集成光电探测器(英文)

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光子学报 2014年第3期43卷 32-37页

作者：史晓凤程翔陈朝颜黄苹范程程李继芳厦门大学物理与机电工程学院福建厦门361005 厦门大学能源研究院福建厦门361005

基于0.5μm标准Biplor、互补金属氧化物半导体和双扩散金属氧化物工艺设计了两种不同结构不同尺寸的光电探测器,包括传统的P+/N-EPI/BN+结构光电探测器和多叉指P+/N-EPI/BN+结构的光电探测器.通过仿真优化设计了光电探测器的结构参量和... 详细信息

基于0.5μm标准Biplor、互补金属氧化物半导体和双扩散金属氧化物工艺设计了两种不同结构不同尺寸的光电探测器,包括传统的P+/N-EPI/BN+结构光电探测器和多叉指P+/N-EPI/BN+结构的光电探测器.通过仿真优化设计了光电探测器的结构参量和性能,测试结果表明:多叉指状P+/NEPI/BN+光电探测器能够改善650nm的响应度以及降低结电容.选择该结构大面积P+/N-EPI/BN+光电探测器用于和跨阻放大器以及后端放大器的单片集成,采用0.5μm标准Biplor、互补金属氧化物半导体和双扩散金属氧化物工艺实现了一个用于650nm塑料光纤通信的单片集成光接收芯片.该光接收芯片的测试结果表明:对650nm的入射光,在160 Mb/s速率的伪随机二进制序列以及小于10-9的误码率条件下,光接收芯片的灵敏度为-15dBm,并能得到清晰的眼图.因此,本文设计的光电探测器可以很好地应用于宽带接入网中的高速塑料光纤通信系统的光接收芯片中.

关键词：塑料光纤通信光接收芯片单片光电集成光电探测器硅基多叉指P^+ N—EPI BN^+

标准CMOS工艺下高速集成大光敏面光电探测器芯片的研制

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光电子．激光 2015年第8期26卷 1460-1467页

作者：史晓凤王戴木王峰赵正平王诗兵韩波牛磊宋有才李军王静程翔陈朝阜阳师范学院计算机与信息工程学院安徽阜阳236037 厦门大学物理与机电工程学院福建厦门361005 厦门大学能源研究院福建厦门361005

为提高大纤芯(1 mm)塑料(POF)光纤通信用的单片集成光接收机(OEIC)的速率并降低成本,对Si基大光敏面光电探测器(PD)的结构、性能以及后续放大电路进行了研究。首先,基于标准CMOS工艺流程对N+/N-well/p-sub PD结构进行建模和优化设计,对... 详细信息

为提高大纤芯(1 mm)塑料(POF)光纤通信用的单片集成光接收机(OEIC)的速率并降低成本,对Si基大光敏面光电探测器(PD)的结构、性能以及后续放大电路进行了研究。首先,基于标准CMOS工艺流程对N+/N-well/p-sub PD结构进行建模和优化设计,对其光谱响应曲线和频率特性曲线进行了仿真;其次,建立PD等效电路模型,结合设计的后续放大电路进行协同设计与仿真;最后,采用0.5μm CMOS工艺对单个面积为200μm×200μm的PD以及后续放大电路单片集成电路进行了流片、封装和测试。实验结果表明,在-2.5V偏压下和650nm波长入射光,N+/Nwell/p-sub PD的响应度约有0.12 A/W,暗电流约为-9pA;单片光接收机在小于10-9的误码率BER条件下,灵敏度为-23dBm,并得到250 Mbit/s速率的清晰眼图。

关键词：光接收芯片塑料光纤(POF)通信单片集成光电探测器(PD) CMOS工艺

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光收发器中光电集成接收芯片的实现

半导体技术 2010年第3期35卷 291-294页

作者：芦晶程翔颜黄苹李继芳柯庆福陈朝厦门大学物理与机电工程学院机电工程系福建厦门361005

针对应用于850nm光通信中的10/100Mbit/s收发器,提出采用0.5μm标准CMOS工艺对其光接收芯片实现Si基单片集成。整体芯片面积为0.6mm2,共集成了一个双光电二极管的(DPD)光电探测器和一个跨阻前置放大电路,功耗为100mW,并给出了具体的测... 详细信息

针对应用于850nm光通信中的10/100Mbit/s收发器,提出采用0.5μm标准CMOS工艺对其光接收芯片实现Si基单片集成。整体芯片面积为0.6mm2,共集成了一个双光电二极管的(DPD)光电探测器和一个跨阻前置放大电路,功耗为100mW,并给出了具体的测试性能结果。结果表明,在850nm光照下,光接收芯片带宽达到53MHz,工作速率为72Mbit/s。重点介绍了DPD光电探测器的原理和结构,并给出了相应的制造过程和电路等效模型,对整个光接收芯片进行了多种实用性测试,可以满足系统的性能要求。

关键词：单片集成互补型金属氧化物晶体管双光电二极管光接收芯片 850 nm光通信

集成大面积光电探测器接收芯片的优化设计(英文)

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光子学报 2015年第4期44卷 76-81页

作者：范程程程翔颜黄苹史晓凤郑明徐攀陈朝厦门大学物理与机电工程学院福建厦门361005 阜阳师范学院计算机与信息工程学院安徽阜阳236037 厦门大学能源研究院福建厦门361005

通过仿真优化探测器的结构参数和性能,设计了基于0.25μm标准BCD(Biplor,CMOS and DMOS)工艺的大面积多叉指状PIN光电探测器.选择已优化的大面积光电探测器用于和跨阻放大器以及后端放大器单片集成,采用0.25μm BCD工艺实现了一个用于65... 详细信息

通过仿真优化探测器的结构参数和性能,设计了基于0.25μm标准BCD(Biplor,CMOS and DMOS)工艺的大面积多叉指状PIN光电探测器.选择已优化的大面积光电探测器用于和跨阻放大器以及后端放大器单片集成,采用0.25μm BCD工艺实现了一个用于650nm塑料光纤通信的单片集成光接收芯片.结果表明:多叉指状PIN光电探测器对650nm入射光的响应度提高至0.260A/W,其结电容降低至4.39pF.对于650nm的入射光,在速率250 Mb/s、误码率小于10-9的条件下,光接收芯片的灵敏度为-23.3dBm,并得到清晰的眼图.该光电探测器可用于宽带接入网中的高速塑料光纤通信系统的光接收芯片中.

关键词：塑料光纤通信光接收芯片多叉指PIN 光电探测器 BCD工艺

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基于光电集成芯片的塑料光纤通信系统研究

阜阳师范学院学报（自然科学版） 2017年第2期34卷 57-61页

作者：史晓凤王梦迪张静秋夏俊岳聪周晨阜阳师范学院计算机与信息工程学院安徽阜阳236037

为提高塑料光纤(POF)通信系统的输出光功率及信号完整性,对包括光发射机、POF、光接收机以及相关的耦合透镜的POF通信系统进行设计,光收发芯片均为自主研发的硅基光电集成芯片。首先,从理论上对整个通信系统的光路进行了设计;其次,采用T... 详细信息

为提高塑料光纤(POF)通信系统的输出光功率及信号完整性,对包括光发射机、POF、光接收机以及相关的耦合透镜的POF通信系统进行设计,光收发芯片均为自主研发的硅基光电集成芯片。首先,从理论上对整个通信系统的光路进行了设计;其次,采用TracePro软件对系统光路过程进行了模拟和分析,优化设计了系统及封装参数;最后,对系统光功率和眼图进行了测试。结果表明,采用设计的光路和透镜参数,可以将耦合进POF的光功率提高大约5.5μW;获得了在125 Mbps输入速率下的眼图,眼图线迹清晰,噪声较小,测试结果满足百兆速率的通信要求。

关键词：光电集成塑料光纤光发射芯片光接收芯片硅基