تقويت‌كننده الكترونيكي مقاومت انتقالي براي شبكه‌هاي مخابرات نوري با ساختار جديد مبتني بر پسخور فعال ولتاژ جريان

An Electronic Transimpedance Amplifier for Optical Communication Network Based on Active Voltage-Current Feedback

در اين مقاله ساختاري جديد جهت تحقق تقويت‌كننده مقاومت انتقالي (TIA) پيشنهاد مي‌شود. ساختار پيشنهادي با استفاده از يك ترانزيستور سورس پيرو و ترانزيستور سورس مشترك، به‌عنوان فيدبك ولتاژ-جريان، مقاومت ورودي و مقاومت خروجي را كاهش مي‌دهد. در اين ساختار به‌جاي استفاده از مقاومت براي تبديل جريان به ولتاژ، ترارسانايي ترانزيستور به ترا امپدانس تبديل مي‌شود و با تزريق جريان به درين ترانزيستور، خروجي ولتاژ مطلوب در گيت ايجاد مي‌شود. سپس مداري بر اساس ساختار ارائه‌شده، پيشنهاد مي‌شود. مدار پيشنهادي با تكنولوژي 0.18 ميكرومتر CMOS شبيه‌سازي شد و نتايج بهره برابر با dBΩ 59 با ريپل بهره كمتر از dBΩ 1 در پهناي باند GHz 8.6 به دست آمد. توان مصرفي مدار mW 18 با منبع V 1.8 و چگالي طيفي جريان نويز در ورودي 23 محاسبه شد. مقادير بالا در حضور خازن پارازيتي 300fF فوتوديود در ورودي است. در ساختار جديد مصالحه‌هاي جديدي ممكن مي‌شود. اين مصالحه‌ها درجات آزادي بيشتري را كه در ساختارهاي قبلي در دسترس نبود، فراهم مي‌سازد

In this paper , a topology is proposed to realize a new transimpedance amplifier (TIA). The proposed topology reduces the input and output impedances by using a common source transistor as a voltage-current feedback. In this topology instead of using a resistor to convert voltage to current, we convert transistor transconductance into transimpedance, and then by applying an electrical current to drain the required voltage appears at the gate terminal. Furthermore, a TIA circuit is designed on the proposed topology. Simulation of the designed TIA for 1.8V 0.18µm CMOS technology shows that gain of 59dBΩ with 1dBΩ gain ripple of the bandwidth of 10.6GHz can be achieved. While the whole TIA circuit consumes 18mW from 1.8V power supply the simulated average input current noise spectral density is about 21 within the TIA frequency band. Above result is calculated with 300fF parasitic capacitance of photodiode. In this topology new tradeoffs are possible which make a further degree of freedom which are not available in the previous topologies.