SiGe工艺单片集成光电接收器

　　和普通的双极晶体管相比，由于SiGe HBT异质结晶体管具有更高的速度，因此被用来制作高速集成电路。本文介绍SiGe工艺PIN探测器和HBT集成的器件结构接收器电路结构及OEIC性能。

　　如图所示，PD为PIN探测器，Q2为共射输入级，Q3和Q6为射级跟随器，Qt、Q4和Q5为电平移位二极管。由于高速晶体管的击穿电压通常较小，Qt和Q5分别减小了Q2和Q6的集电极－发射极电压差UCE以避免晶体管被击穿。YDD和Ygg是为了分别使PIN和放大器工作在最佳状态下，yDD应该足够大以增加探测器耗尽区宽度，适当的Vgg使各个晶体管被偏置在合适的静态工作点上。电阻FF负反馈形成跨阻结构，其值大小决定了接收器的带宽、增益及噪声特性。这些特性是相互影响、相互矛盾的，因此IRF的取值应该在这三个参数中折中。PF取640Ω得到了52.2 dBΩ的增益，1.6 GHz的－3 dB带宽。当VDD为9V，Vcc为6V时，整个单片集成接收器的带宽为460 MHz。显然带宽受限于探测器带宽，因此可以适当增加反馈电阻／iF值减小放大电路带宽以提高增益和减小噪声，从而提高灵敏度。由基极电流引起的散粒噪声和反馈电阻引起的热噪声形成的等效输入噪声电流谱密度为8.2 pA/开根（HZ）。根据这些值，在入射光波长为850 nm，误码率为10-9条件下，比特率分别为0.5Gb/s和1.0Gb/s时，可估算出单片接收器的灵敏度分别为-24.3 dBm和-22.8dBm。

图 SiGe单片集成探测器接收器

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