【摘 要】
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光纤通信由于其巨大的容量、极低的损耗和卓越的抗干扰性能等特点,历经几十年的发展已成为最主要的信息传输方式。数字光纤通信系统中同步数字体系(SDH)应用广泛。目前,10Gb/
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光纤通信由于其巨大的容量、极低的损耗和卓越的抗干扰性能等特点,历经几十年的发展已成为最主要的信息传输方式。数字光纤通信系统中同步数字体系(SDH)应用广泛。目前,10Gb/s以上的数字光纤通信技术正在逐步得到应用,研究和开发光纤通信用的高速集成电路具有重要的意义。
本文的工作是研究用于SDH或美国同步光网络SONET的复接器集成电路的设计。复接器位于光纤通信接口电路的前端,其功能是将多路低速数据合并成为一路高速数据,以充分利用光纤的巨大带宽。其基本结构有三种：串行结构、并行结构和树型结构。串行结构的复接器结构简单,但多数内部电路工作在最高速度,不易实现高速复接；并行结构的复接器规模较小,大部分电路工作在较低速度,但其需要的相位精确的多个时钟不易获得；树型结构的复接器规模较大,部分电路工作在最高速度,对时钟的要求较低,适用于高速的复接。树型结构复接器的关键单元电路是2:1复接器和2分频器。
适于实现超高速集成电路的工艺主要是III/V族化合物材料工艺,如GaAs,InP等等。相对于硅材料,GaAs等III/V族化合物材料具有更高的载流子迁移率和近乎半绝缘的电阻率。
本文在分析4:1树型结构复接器的基础上,采用0.2μm GaAs HEMT工艺设计了一个2分频电路和一个2:1复接器。测试结果表明在3.3V的电源电压下,分频器可以工作在12GHz,2:1复接器可以工作在24Gb/s。
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