摘 要：本文基于0。18μm标准CMOS工艺，设计了（应用于甚短距离传输系统）VSR传输速率为2。5Gbs/s的VCSEL电压驱动电路。该驱动电路主要由输入匹配阻抗电路，主放大电路以及电压驱动电路三个部分组成。主放大电路采用两级基本CML差分对结构。使用Cadence Spectre对所设计的电路进行了软件模拟仿真，仿真结果显示3。3v单电源供电情况下，调制电流10mA，BIAS电流2mA，在传输速率2。5Gbs/s下工作正常，电路功耗低于120mW。93948

毕业论文关键词：垂直腔表面发射激光器，光互连，电压驱动器，CMOS 

Abstract：Based on the 0。18μm standard CMOS, the paper presents a VCSEL voltage drive circuit with VSR transmission rate of 2。5Gbs / s (for very short distance transmission system)。 The drive circuit is mainly composed of three parts, including input matching impedance circuit, main amplifier circuit and voltage drive circuit。 The main amplifier circuit uses two levels of basic CML differential pair structure。 The designed circuit is simulated by the Cadence Specter。  The simulation results show that the modulation current is 10mA, the BIAS current is 2mA, the operation rate is 2。5Gbs / s, the circuit power consumption is less than 120mW。 

Keywords：Vertical cavity surface emitting laser, Optical interconnection, Current driver, CMOS 

目   录

1 绪论 6

1。1 研究背景及意义 6

1。2 光互连系统简述 6

1。3 论文内容及结构安排 8

2 VCSEL驱动器设计的基本理论分析 8

2。1 VCSEL（垂直腔面发射激光器）简介 8

2。2 VCSEL（垂直腔面发射激光器）特点 9

2。3 CMOS工艺设计激光驱动电路的特点 10

3 单通道VCSEL电压驱动器设计 11

3。1 输入阻抗匹配电路 11

3。2 主放大级电路 12

4 VCSEL电压驱动器的分析与仿真 15

4。1 VCSEL电压驱动器工作原理 15

4。2 VCSEL电压驱动电路仿真 17

结　论 20

致　谢 21

参考文献 22

1 绪论来自优I尔Q论T文D网WWw.YoueRw.com 加QQ7520~18766

如今随着网络和数字媒体的发展，系统对数据处理、存储和和传输能力的要求不断地提高，传统的电互连由于自身信号串扰、带宽约束、高功耗等缺点已经越来越不能满足当前的应用需求，而如今出现一种新的互连方式--光互连。

1。1  研究背景及意义

随着芯片性能的快速增长以及集成电路技术的快速发展，传统的芯片间点互连存在带宽受限、串扰严重、功耗过高，不能满足大量数据传输、新一代设备以及高性能计算机的需求，尤其是近些年日益兴起的云存储和云计算等庞大的规模的数据中心的能耗以及速度要求。

新出现了一种互连方式——光互连，由于采用光传输它不存在信号之间的串扰，同时也不需要考虑版图设计时所寄生的电磁干扰和匹配阻抗等问题，且具有更高的信号带宽，功耗低、延迟小等许多电互连所不具有的众多优点。这使得新兴的光互连技术成为世界各国的关注焦点。