JSSC 2019第3期RF & Wireless0.13-µm SiGe BiCMOS

34-GBd Linear Transimpedance Amplifier

提出一种34-GBd线性跨阻放大器，用于高速相干光通信接收机。

20-pA/√Hz输入参考噪声密度, 27-GHz 3-dB带宽, 1.5%总谐波失真

跨阻放大器相干光通信自动增益控制光电二极管双极化调制

▸双反馈自动增益控制环路：该方法创新通过同时控制前端可变增益跨阻放大器（VG-TIA）和后置可变增益放大器（VGA），实现了低噪声和高线性度的协同优化。具体表现为在1-mA输入电流和500-mV输出摆幅下，总谐波失真（THD）低至1.5%，显著提升了接收机的动态范围。

▸新型光电二极管直流电流消除方案：该电路创新针对全差分前端跨阻放大器（TIA）设计，有效消除了光电二极管的直流偏移电流，从而提高了信号完整性。实测输入参考噪声密度低至20-pA/√Hz，为34-GBd高速操作奠定了基础。

▸全差分前端跨阻放大器架构：该系统创新采用全差分结构设计，结合0.13-µm SiGe BiCMOS工艺，实现了27-GHz的3-dB带宽和313mW/通道的低功耗特性。支持DP-QPSK和DP-16-QAM调制格式下分别达到100Gb/s和200Gb/s的传输速率。

▸双TIA芯片集成技术：通过单片集成双通道TIA（1.4mm×1.6mm面积），在保持20-pA/√Hz噪声性能的同时实现通道间隔离，为多波长相干光通信系统提供了紧凑型解决方案。

Abstract

High spectral efﬁciency offered by the coherent optical communication links makes them attractive for the next- generation optical communication links. Using advanced modu- lation schemes such as dual-polarization quadrature-amplitude modulation (DP-QAM) data rates beyond 200 Gb/s can be achieved. A key component of such links is the wide-bandwidth and high-linearity coherent optical receiver. In this paper, we present a fully differential (FD) optical receiver architecture consisting of a varia