侵權投訴

寄生電感對10Gbps光發射器的影響

電子設計 ? 2021-04-14 15:45 ? 次閱讀

本應用筆記討論了寄生電感的成因及其對10Gbps光發射器的影響。它還顯示了有關如何控制不良影響的一些技術和相關計算。

成功的10Gbps光發射器設計需要仔細注意寄生電感的來源和影響。即使添加0.1nH的電感,也會導致上升/下降時間,過沖/振鈴以及光輸出中的抖動顯著降低(作為參考,一根0.5mm的鍵合線會增加大約0.4nH)。

o4YBAGB2nSGAPMIaAABlGd79f_A272.png

圖1是連接到激光二極管的激光驅動器輸出級的簡化框圖。在實際的系統中,由于鍵合線,芯片焊盤等原因,存在許多分布的寄生電感。為簡單起見,在圖1的模型中,分布的電感被集中到兩個位置。L(out)在驅動器的輸出(激光二極管的陰極)上,L(陽極)在激光二極管的陽極上。歸因于電感器開關電流的瞬態行為以多種方式影響激光二極管的光學輸出。

電壓裕量

驅動器調制輸出晶體管需要最小的規定電壓才能正確開關。一個示例要求是調制輸出的最低電壓為1.55V。在最小值以下運行將導致晶體管開關欠佳,從而導致抖動增加以及光輸出出現其他失真。寄生電感可以在降低開關期間的電壓裕量方面發揮主要作用。

上升/下降時間

如果我們忽略了寄生電容的影響,并假設大大簡化了單一時間常數(STC)模型,則可以使用L / R時間常數來計算上升和下降時間。對于20%-80%的上升時間,我們可以使用關系2πτ≈trise / 0.22(其中τ= L / R表示時間常數)來計算L的值。如果讓R =20Ω,則L≈14.5×三叉戟。使用這種關系時,典型的10Gbps上升時間為25ps,則L≈0.36nH。盡管此結果遠非精確的結果(它是基于大大簡化的模型得出的),但它很好地說明了在不顯著影響

上升/下降時間的情況下可以容許的近似電感水平。

過沖和振鈴

如果我們在圖1的模型中包括寄生電容,我們可以使用基本控制理論來預測由過阻尼或欠阻尼的LRC電路導致的過沖和振鈴。

假定實際電阻保持恒定,則增大電感將導致系統的欠阻尼越來越大,并且會增加過沖和振鈴。另一方面,如果增加電阻以符合臨界電阻標準,則凈空空間將受到負面影響。這意味著,為了滿足裕量要求并保持電路的臨界阻尼,必須使寄生電感最小。

仿真結果

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使用詳細模型(比圖1所示的模型更為復雜)進行的計算機仿真說明了各種寄生電感值對上升時間,下降時間,過沖,下沖和確定性抖動的影響。圖2是LOUT的三個不同值的仿真結果的一個示例。下表總結了使用各種LOUT值同時保持LANODE恒定的仿真數值結果。作為參考,長度為0.5mm的鍵合線表示約0.4nH的寄生電感,而長度為1mm的鍵合線則表示約0.8nH。

pIYBAGB2nTeAemu6AABMwqEzrkg146.png

仿真結果表明,準確理解和嚴格控制10Gbps發送器系統各部分中的電氣寄生環境對于模塊設計和開發的成功至關重要。

結論

寄生電感是不希望有的影響,應避免使用,尤其是在光發射器上。該文件顯示了這種寄生電感的可能來源,以及仔細的設計測量和參數如何有助于其控制。

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TO295JXXX 用于非制冷應用的TO-can中的1.5μmDFB芯片,CWDM

Broadcom TO295Jxxx是一款密封的TO can器件,帶有集成光電二極管,用于使用1550nm單模邊緣發射激光二極管芯片進行光輸出監控,適用于高達2.7的非制冷應用Gb /秒。它支持1470至1610nm的CWDM波長。激光器安裝在TO-56接頭中,并用特定的鏡頭蓋密封。激光器設計是在n型襯底上生長的帶帽的臺面掩埋異質結構(CMBH),具有多量子阱(MQW)有源層和分布反饋(DFB)光柵層。刻面在前刻面上涂有抗反射層,在后刻面上涂有高反射涂層。 特征 CWDM波長從1470到1610nm 低閾值電流 高輸出功率 帶平面窗的TO-56封裝或帶有一系列焦點選項的透鏡 近圓形光束模式 久經考驗的現場可靠性歷史悠久 極高的可靠性設計 工作溫度范圍0C至70C;可延長至-40℃至+ 85℃ 應用 支持高達2.7 Gb / sec比特率,-40C至85C工作溫度范圍的性能至> 80km LR1 SONET / SDH OC-3 / STM-1,OC-12 / STM-4,OC-48 / STM-16 千兆以太網 光纖通道 無源光網絡...
發表于 07-04 11:14 ? 226次 閱讀
TO295JXXX 用于非制冷應用的TO-can中的1.5μmDFB芯片,CWDM

TO295J149X TO Can中的1.3μmFP芯片適用于寬溫10Gb / s非制冷應用,1km

Broadcom TO295J149x是一款密封的TO can器件,帶有集成光電二極管,用于使用1490nm單模邊緣發射激光二極管芯片進行光輸出監控,適用于高達2.7的非制冷應用Gb /秒。它支持1490nm傳輸,用于無源光網絡(PON)。激光器安裝在TO-56接頭中,并用特定的鏡頭蓋密封。激光器設計是在n型襯底上生長的帶帽的臺面掩埋異質結構(CMBH),具有多量子阱(MQW)有源層和分布反饋(DFB)光柵層。刻面在前刻面上涂有抗反射層,在后刻面上涂有高反射涂層。 特征 1490nm 波長 低閾值電流 高輸出功率 帶平窗的TO-56封裝或帶有一系列焦點選項的透鏡 近圓形光束模式 久經考驗的現場可靠性歷史悠久 極高的可靠性設計 工作溫度范圍0C至70C;應用 應用 支持高達2.7 Gb / sec比特率的性能,-40C至85C的工作溫度范圍 FTTx / PON Networks...
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TO295J149X TO Can中的1.3μmFP芯片適用于寬溫10Gb / s非制冷應用,1km
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