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随着社会的发展，信息交换量与日俱增。近年来，以光波为载体、光纤为传输媒质的光纤通信异军突起，发展十分迅速，已成为信息高速公路的主体。光纤通信具有容量大、传输距离远、节省能源、抗干扰、抗辐射等诸多优点，因此开发具有自主知识产权、用于光纤传输的高速集成电路对我国信息化建设具有重大意义。
在用于光纤传输系统的几个功能电路中，构成光接收机前端放大电路的前置放大器和主放大器是两个关键电路，它们的性能在很大程度上决定了整个光接收机的性能。本课题的任务是实现适用于光纤传输系统STM-64(10Gb/s)速率级的单片集成前置放火电路，该电路集成了前端放大器和主放大器，从而省去了两者间的接口电路，减小了系统芯片面积。考虑到电路性能和成本的折衷，本文选择了JAZZ 0.35um SiGe BiCMOS工艺来设计前端放大电路。
在高速光纤传输系统中多采用跨阻前置放大器。由于光检测器的寄生电容对跨阻放大器的带宽和增益性能有极大的限制，所以本文在跨阻放大器之前加入一级共基输入级来隔离该电容的影响。后仿结果表明，共基输入级前置放大器在保持9.82GHz～11.65GHz带宽的同时能够提供59.52dB～60.26dB的跨阻增益，从而有效地抑制了后继电路的噪声。
本文选择限幅放大器作为前端放大电路的主放大器，它具有设计简单，功耗低，芯片面积小和外接元件少等优点。该限幅放大器选择Cherry-Hooper放大器作为宽带放大单元，并采用两级级联的形式。Cherry-Hopper放大单元通过跨导放大器和跨阻放大器的级联实现级间阻抗匹配，从而同时达到高带宽和高增益。后仿真表明，该限幅放大器的带宽达到10.89GHz～11.56GHz，小信号增益为33.91dB～35.43dB。
本文设计的前端放大电路工作速率高达10Gb/s，其电路性能受版图设汁的影响很大，在文章中将介绍设计高速集成电路版图的常用技术并阐述前端放大器版图设计考虑。
最后，经商用软件Spectre后仿真，结果显示，前端放大电路小信号增益高达92.81dB～94.55dB，-3dB带宽达到8.99GHz～10.66GHz，同时保持良好的稳定性；输入伪随机电流信号峰峰值在10uA～500uA时，前端放大电路的输出电压摆幅可以稳定于360mV。