طراحي پيش تقويت‌كننده RGC كم نويز مدار مجتمع CMOS با پهناي باند GHz 20 و بهره dBΩ 60

Design of RGC Preamplifier with Bandwidth 20GHz and Transimpedance 60 dBΩ for Telecommunication Systems

در اين مقاله، يك مدار تقويت‌كننده امپدانس انتقالي در تكنولوژي µm CMOS18/0 براي استفاده در سيستم‌هاي مخابرات نوري ارائه مي‌شود. در اين مدار يك پيش‌تقويت‌كننده RGC در ورودي استفاده شده است. ساختار RGC در ورودي براي افزايش هدايت انتقالي و كاهش امپدانس ورودي به كار برده شده است ساختار RGC به خاطر امپدانس ورودي كم باعث خنثي شدن اثر خازن پارازيتي فوتوديود در ورودي تقويت‌كننده امپدانس انتقالي ميشود. در اين مدار با استفاده از تكنيك‌هاي خازن ديژنراسيون و شبكه تطبيق مداري طراحي شده است كه داراي پهناي باند GHz 20 و بهره امپدانس انتقالي dBΩ 60 و چگالي طيفي جريان نويز ارجاع به ورودي، pA/sqrtHz 12 در باند فركانسي تقويتكننده است. همچنين عملكرد مدار، شامل بهره امپدانس انتقالي و چگالي طيفي جريان نويز ارجاع به ورودي، پس از طراحي جانمايي، با شبيه‌سازي همراه با نظر گرفتن اثر خازن‌هاي پارازيتي تأييد شد.

In this paper a transimpedance amplifier in 0.18m CMOS technology for optical communication networks is proposed. In this design an RGC preamplifier is used as input. The RGC structure is applied to input in order to increase trans conductance and reduce input impedance. This structure neutralizes the effect of the photodiode parasitic capacitors at input of transimpedance amplifier due to low input impedance. The circuit uses capacitive degeneration and broadband matching network techniques and is designed to have bandwidth of 20 GHz, transimpedance gain of 60dBΩ and input-referred noise current with spectral density of 12 pA/sqrtHz in the amplifier frequency band. Also results including input referred noise and transimpedance gain was confirmed after layout implementation in cadence, where post layout simulation was performed considering parasitic capacitors.