Passive Optical Network 시스템을 위한 1.25 Gbps CMOS Laser Diode Driver 설계
- 발행기관 서강대학교 대학원
- 지도교수 범진욱
- 발행년도 2010
- 학위수여년월 2010. 2
- 학위명 석사
- 학과 일반대학원 전자공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/sogang/000000045691
- 본문언어 한국어
- 저작권 서강대학교의 논문은 저작권에 의해 보호받습니다
초록/요약
본 연구는 차세대 광대역 멀티미디어 통신 시스템 중 하나인 PON (passive Optical network) system에 적용할 수 있는 CMOS LDD (laser diode driver)를 구현하고자 한다. Laser diode driver에는 광대역 증폭기 설계를 위해 인덕티브 피킹 기법과 능동 인덕터, 다중 구조의 인덕터, cherry-hopper 증폭기 설계가 고려되었다. 그리고 automatic power control 알고리즘을 적용하였다. 능동 인덕터와 다층 구조의 인덕터를 사용함으로서 대역폭은 증가시키면서 동시에 일반적인 인덕터를 사용하는 것에 비해 면적 효율을 크게 높였다. 새롭게 제안한 automatic power control 알고리즘은 bias 전류와modulation 전류를 함께 조절함으로써 laser diode의 출력 파워를 보다 효율적이고 안정적으로 조절하고자 하였다. 제안하는 LDD는 TSMC 0.18 µm CMOS 공정으로 제작되었다. Modulation gain은 약 17 dB 이며, -3 dB 대역폭은 2.49 GHz이다. 제작된 LDD의 칩 면적은 3.3 mm2이고 소모 전력은 3.3 V 전원 전압에서 148.5 mW이다.
more초록/요약
This work proposes an CMOS laser diode driver (LDD) for passive optical network (PON) systems which is the next generation broadband multimedia communications. The proposed laser diode driver employs an active inductor technique, an active inductor, micro stacked inductor, cherry-hopper amplifier and an automatic power control (APC) algorithm. This active inductor and micro stacked inductor increase layout area efficiency. Moreover, the bandwidth is not reduced. The proposed APC controls bias current and modulation current simultaneously. So the power efficiency and the stability of the laser diode are better than those of the conventional laser diode driver. The proposed laser diode driver is implemented in TSMC 0.18 µm CMOS process. The measured laser diode driver modulation gain is about 17 dB at 2 GHz , and -3 dB bandwidth is 2.49 GHz. The area of chip is a 3.3 mm2 and consumes 148.5 mW under 3.3 V supply voltage.
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