中國電子元件行業(yè)協(xié)會(huì )
China Electronic Components Association
2023年3月，中山大學(xué)電子與信息工程學(xué)院（微電子學(xué)院）李顯博副教授課題組與香港科技大學(xué)電子與計算機工程系俞捷教授合作，在高速光接收芯片研究方面取得重要進(jìn)展，相關(guān)成果以“Dual-Photodiode Differential Receivers Achieving Double Photodetection Area for Gigabit-Per-Second Optical Wireless Communication”為題，發(fā)表于芯片設計領(lǐng)域國際頂級學(xué)術(shù)期刊IEEE Journal of Solid-State Circuits(JSSC，DOI：10.1109/JSSC.2023.3247950)。李顯博副教授為該論文的第一作者兼通訊作者，這是中山大學(xué)首次以第一作者單位在JSSC上發(fā)表論文。
高速光接收機在光纖通信、無(wú)線(xiàn)光通信、激光雷達等領(lǐng)域具有廣泛應用。在傳統的高速光接收機中，提高光電探測器件的有源感光面積往往會(huì )增大器件的寄生電容和載流子渡越時(shí)間，從而降低系統帶寬。因此，現有的高速光接收機的有源感光面積往往比較小，不僅會(huì )影響接收光功率及信噪比，而且也增加了光路對準的難度。針對這一難題，課題組突破傳統高速光接收前端架構的局限性，提出并驗證了一種采用自適應直流光電流消除技術(shù)的新型差分雙探測器光接收前端架構。該架構采用差分方式連接兩個(gè)光電二極管，并引入自適應的直流光電流消除電路來(lái)解決差分連接的光電二極管所導致的直流失調問(wèn)題，從而可以在不影響帶寬、噪聲等關(guān)鍵性能的前提下將現有高速光接收機的感光面積提高一倍，極大改善了光接收機的性能。與已有的差分光接收前端需要兩束差分入射光不同，所提出的新型差分光接收前端可對單束入射光實(shí)現差分接收，大大降低了系統復雜度。此外，該研究還提出一種基于差分對結構的電流復用跨阻放大器，以進(jìn)一步提高光接收機的靈敏度。芯片測試結果表明，所提出的新型差分光接收前端架構能將光接收芯片的誤碼率降低三個(gè)數量級，具有重要的科學(xué)和應用價(jià)值。
以上工作得到國家自然科學(xué)基金等項目的支持，電子與信息工程學(xué)院（微電子學(xué)院）碩士研究生王恒博、朱建平也對該研究做出了重要貢獻。
