專利名稱：一種光電信號轉(zhuǎn)換放大器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光電集成器件,尤其是一種光電信號轉(zhuǎn)換放大器件。
背景技術(shù)：
光電接收機(jī)的前端部分通常由一個光電二極管(光電探測器，Photodiode或PD) 和一個跨阻放大器(Trans-1mpedance Amplif ier或TIA)構(gòu)成。F1D將入射光波信號轉(zhuǎn)換成 電流信號，這種電流信號稱為光電流。接著TIA將光電流放大并轉(zhuǎn)換輸出為電壓信號。跨 阻(trans-1mpedance)意味著它的功能就是將電流轉(zhuǎn)換為電壓。
能夠在光電通信中響應(yīng)長波長(1310nm和1550nm)的H)是由三五族的半導(dǎo)體制 成的；而TIA的材料采用三五族的晶體管或者硅基的MOSFET亦或者SiGe-HBT。
因?yàn)楣怆姸O管和跨阻放大器是兩塊不同的芯片(不同材料)，所以它們之間通 常必須用普通鍵合線(wire bond)或者帶狀鍵合線(ribbon bond)連接。這些電氣連接不 僅減少了帶寬，更是降低了噪聲性能。因此，人們希望將H)和TIA直接集成到同一塊芯片 上(單片集成電路)，這樣不僅可以省去這些電氣連接，還能大大提高器件的帶寬和噪聲性 倉泛。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種光電信號轉(zhuǎn)換放大器件，可以 充分發(fā)揮單片集成光電二極管(PD)和TIA電路的優(yōu)勢。
本發(fā)明通過下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)
—種光電信號轉(zhuǎn)換放大器件，包括一個波導(dǎo)光電探測器，其沿波導(dǎo)方向被分割為 至少一個分段(D0-D5),所述波導(dǎo)光電探測器的每個分段的長度遠(yuǎn)小于在其內(nèi)傳輸?shù)碾娦?號波長，且沿波導(dǎo)方向上，各分段存在一個長度分布，即前面的分段長度小于等于后面的分 段長度，所述波導(dǎo)光電探測器的各分段的陰極以并聯(lián)方式連接一電壓源；以及至少一個與 所述波導(dǎo)光電探測器的分段成對出現(xiàn)的分段三極管(Q0-Q5)，所述分段三級管的射級分別 接地；其中，所述分段三極管的基極各自連一個所述波導(dǎo)光電探測器的分段的陽極，即所述 波導(dǎo)光電探測器的分段產(chǎn)生的光電流為所述分段三極管的基極電流；以及至少一個與所述 分段三極管成對出現(xiàn)的傳輸線(dt0-dt5)，一端分別與其對應(yīng)的所述分段三極管的集電極 相連，其中，所述傳輸線之間有傳輸延遲差，且延遲時間的差值應(yīng)等于在對應(yīng)所述波導(dǎo)光電 探測器分段內(nèi)傳播的光波的傳輸延遲，所述傳輸線之間的傳輸延遲差使得所有所述傳輸線 輸出電流波的相位相同；集合三極管(Q6),其射級與所述傳輸線的另一端相連,其基極連 接一偏置電壓，其集電極為總光電流輸出端口。
如上所述的光電信號轉(zhuǎn)換放大器件，在一些實(shí)施例中，所述集合三極管(Q6)的基 極不再連接一偏置電壓，而是連接一個穩(wěn)定三極管(Q13)的集電極，該連接點(diǎn)上還連接一 反饋電阻(R2)，所述反饋電阻(R2)的另一端連接所述電壓源；所述穩(wěn)定三極管(Q13)的射 級接地，其基極連接所述集合三極管(Q6)的射級。
另一種光電信號轉(zhuǎn)換放大器件，包括，一個波導(dǎo)光電探測器，其沿波導(dǎo)方向被分割 為至少一個分段(D0-D5),所述波導(dǎo)光電探測器的每個分段的長度遠(yuǎn)小于在其內(nèi)傳輸?shù)碾?信號波長，且沿波導(dǎo)方向上，各分段存在一個長度分布，即前面的分段長度小于后面的分段 長度，所述波導(dǎo)光電探測器的各分段的陰極以并聯(lián)方式連接一電壓源；以及至少一個與所 述波導(dǎo)光電探測器的分段成對出現(xiàn)的分段三極管(Q0-Q5)，所述分段三級管的射級分別接 地；其中，所述分段三極管的基極各自連一個所述波導(dǎo)光電探測器的分段的陽極，即所述波 導(dǎo)光電探測器的分段產(chǎn)生的光電流為所述分段三極管的基極電流；以及至少一個與所述分 段三極管成對出現(xiàn)的集合三極管(Q7-Q12)，所述集合三極管的射級與其對應(yīng)的所述分段三 級管的集電極連接，所述集合三極管的基極連接一偏置電壓；至少一個與所述集合三極管 成對出現(xiàn)的傳輸線(dt0-dt5)，一端分別與其對應(yīng)的所述集合三極管的集電極相連，其中， 所述傳輸線之間有傳輸延遲差，且延遲時間的差值應(yīng)等于在對應(yīng)所述波導(dǎo)光電探測器的分 段內(nèi)傳播的光波的傳輸延遲，所述傳輸線之間的傳輸延遲使得所有所述傳輸線輸出電流波 的相位相同；所述傳輸線的另一端以并聯(lián)方式連接，且該連接點(diǎn)為總光電流輸出端口。
由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明提供的一種光電信號轉(zhuǎn)換放大器件具有這樣的有 益效果以這種電路構(gòu)架單片集成ro和TIA電路后，不僅消除了因?yàn)殡姎膺B接產(chǎn)生的寄生 電容和寄生電感，同時也消除了 ro自身的寄生電容對增益和噪聲性能的影響。而且，由于 通過電路來實(shí)現(xiàn)了對雪崩效應(yīng)的模擬，采用本發(fā)明公開的光電信號轉(zhuǎn)換放大器件，集成ro 和TIA的接收機(jī)即使采用PIN的PD，在靈敏度上面也能和APD (雪崩式光電二極管)平分秋 色。


圖1是本發(fā)明公開的一種光電信號轉(zhuǎn)換放大器件的電路架構(gòu)圖。
圖2是圖1所示的一種光電信號轉(zhuǎn)換放大器件的另一實(shí)施例的電路架構(gòu)圖。
圖3是本發(fā)明公開的另一種光電信號轉(zhuǎn)換放大器件的電路架構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
下面通過具體實(shí)施例并結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)地說明
圖1是本發(fā)明的一種光電信號轉(zhuǎn)換放大器件的電路架構(gòu)圖。如圖1所示，矩形長 框內(nèi)為波導(dǎo)光電探測器，沿波導(dǎo)方向被分割成六個分段，分別為DO，Dl, D2，D3，D4和D5，其 中，每個分段各包括一個光電二極管，輸入光波信號依次流過分段D0-D5。請注意,在本實(shí)施 例中，波導(dǎo)光電探測器的分段個數(shù)為六個，在不同的實(shí)施例中，可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需要采用 不同數(shù)目的分段。每個分段都有一個分段三極管(Segment Transistor)與其對應(yīng)，即分段 三極管90，01，02，03，04和05。在本實(shí)施例中，分段三極管為NPN型晶體管。在其他實(shí)施 例中，分段三級管也可為NMOS晶體管或其他可與H)單片集成的晶體管。如圖1所示，各波 導(dǎo)光電探測器的分段的陰極以并聯(lián)方式連接電壓源Vcc，陽極分別連接其對應(yīng)的分段三極 管的基極。例如，分段D2的陰極連接電壓源，陽極連接分段三極管Q2的基極。關(guān)于波導(dǎo)光 電探測器的分段方法會在后文中詳細(xì)描述。
如圖1所示，分段三極管(Q0，Ql，Q2，Q 3，Q4和Q5)的射級分別接地，每個分段三 極管都對應(yīng)連接一個傳輸線(DTL, the transmission line)。在本實(shí)施例中，傳輸線為六個，即dtO，dtl,dt2, dt3, dt4和dt5，在不同的實(shí)施例中應(yīng)根據(jù)波導(dǎo)光電探測器的分段的數(shù) 目采用相同數(shù)目的傳輸線。分段三極管的集電極連接對應(yīng)傳輸線的一端，例如分段三級管 Ql連接傳輸線dtl的一端，分段三極管Q5連接傳輸線dt5的一端。傳輸線dtO，dtl，dt2， dt3，dt4和dt5的另一端連接集合三極管Q6的射級，集合三極管Q6的基極連接一偏置電 壓，集合三極管Q6的集電極為總光電流的輸出端口。為將總光電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號輸 出，集合三極管Q6的集電極連接有一負(fù)載電阻R0，集合三極管Q6與負(fù)載電阻RO的連接點(diǎn) 亦即電壓輸出端口。負(fù)載電阻RO的另一端連接電壓源Vcc。在其他實(shí)施例中，還可以采用 其他方法將電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號，例如將集合三級管Q6的集電極輸出電流輸入到一 個跨導(dǎo)放大電路。
傳輸線(dtO，dtl, dt2，dt3，dt4和dt5)的特征阻抗Zd應(yīng)該等于分段三級管的輸 出阻抗，由于這里是開路的集電極輸出，Zd值會非常的高。為了同相地匯集電流，各傳輸線 的傳輸延遲之間有時間差，這種延遲差將使得由各分段三極管激發(fā)的光電流傳輸?shù)诫娏鲄R 集點(diǎn)(圖1中集合三極管Q6的射極)時，來自每個分段的電流信號的相位是相同的。下文 中將會詳細(xì)討論如何確定傳輸線之間的傳輸延遲。
當(dāng)圖1所示的光電信號轉(zhuǎn)換放大器件工作時，首先波導(dǎo)光電探測器將入射光波信 號轉(zhuǎn)換為電流信號，也就是光電流；然后，分段三極管對該電流信號進(jìn)行初始放大；其次， 通過傳輸線，分段三極管輸出的電流信號同相地匯集到集合三極管的射級，并通過集合三 極管流過負(fù)載電阻；從而，電流信號經(jīng)過負(fù)載電阻轉(zhuǎn)換為電壓信號從電壓輸出端口輸出。
除了圖1所示的光電信號轉(zhuǎn)換放大器件的基本電路架構(gòu)以外，本發(fā)明還有幾種不 同的實(shí)施例。如圖2所示，矩形長框內(nèi)為波導(dǎo)光電探測器，被分割成六個分段，分別為D0， Dl, D2, D3, D4和D5,其中，每個分段各包括一個光電二極管,輸入光波信號依次流過分段 D0-D5。請注意，在本實(shí)施例中，波導(dǎo)光電探測器的分段個數(shù)為六個，在不同的實(shí)施例中，可 以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需要采用不同數(shù)目的分段。每個波導(dǎo)光電探測器的分段都有兩個三極管與 之對應(yīng)，一個是分段三極管，另一個是集合三極管，即分段三極管Q0，Ql, Q2，Q3，Q4和Q5， 集合三極管Q7，Q8，Q9，Q10, Qll和Q12。這里，分段三級管和集合三級管為NPN型晶體管。 在其他實(shí)施例中，分段三級管和集合三級管也可為NMOS晶體管或其他可與H)單片集成的 晶體管。如圖2所示，各波導(dǎo)光電探測器的分段的陰極以并聯(lián)方式連接電壓源Vcc，陽極分 別連接其對應(yīng)的分段三極管的基極。例如，分段D2的陰極連接電壓源，陽極連接分段Q2的 基極。
如圖2所示，分段三極管Q0, Ql, Q2, Q3, Q4和Q5分別與集合三極管Q7，Q8，Q9， Q10,Qll和Q12對應(yīng)，各分段三極管的射級分別接地，且各分段三極管的集電極都連接其所 對應(yīng)的集合三極管的射級，例如，分段三極管QO的集電極連接集合三極管的Q7的射級，分 段三極管Q3的集電極連接集合三極管QlO的射級。各集合三極管的基極連接一偏置電壓， 集電極分別對應(yīng)連接一個傳輸線(DTL, the transmission line)。在本實(shí)施例中，傳輸線 為六個，即dtO, dtl, dt2, dt3, dt4和dt5,在不同的實(shí)施例中應(yīng)根據(jù)波導(dǎo)光電探測器的分 段的數(shù)目采用相同數(shù)目的傳輸線。集合三極管的集電極連接對應(yīng)傳輸線的輸入端，例如集 合三級管Q7連接傳輸線dtO的輸入端，集合三極管Q12連接傳輸線dt5的輸入端。傳輸線 dtO，dtl, dt2，dt3，dt4和dt5的輸出端以并聯(lián)方式連接，該連接點(diǎn)為總光電流輸出端口。 為將總光電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號輸出，傳輸線dt0-dt5的輸出端連接一負(fù)載電阻RO的一端，這個連接點(diǎn)即電壓輸出端口。負(fù)載電阻RO的另一端連接電壓源Vcc。在其他實(shí)施例中， 還可以采用其他方法將電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號，例如將集合三級管Q6的集電極輸出電流輸入到一個跨導(dǎo)放大電路。為了同相地匯集電流，各傳輸線的傳輸延遲之間有時間差，這種延遲差將使得各分段三極管激發(fā)的光電流傳輸?shù)诫娏鲄R集點(diǎn)(圖2中傳輸線的輸出端) 時，來自每個分段的電流信號的相位是相同的。
在圖2所示的電路架構(gòu)中，圖1中的集合三極管Q6被六個集合三極管Q7，Q8，Q9， Q10, Qll和Q12代替，分別與分段三極管組合成cascade結(jié)構(gòu)。如圖2所示，每個分段三極管都自己帶有一個級聯(lián)三極管(Q7-Q12)，同時電流在負(fù)載電阻RO處被集合。
圖3是本發(fā)明公開的一種光電信號轉(zhuǎn)換放大器件的另一電路架構(gòu)圖。如圖3所示，矩形長框內(nèi)為波導(dǎo)光電探測器沿波導(dǎo)方向被分割成六個分段段，分別為DO，Dl, D2，D3， D4和D5,每個分段都可被視為一個獨(dú)立的光電二極管,輸入光波信號依次流過分段D0-D5。 每個波導(dǎo)光電探測器的分段都有一個分段三極管(Segment Transistor)與其對應(yīng)，即分段三極管90，01，02，03，04和05。在本實(shí)施例中，分段三極管為NPN型晶體管。在其他實(shí)施例中，也可為NMOS晶體管或其他可與H)單片集成的晶體管。各波導(dǎo)光電探測器的分段的陰極以并聯(lián)方式連接電壓源Vcc，陽極分別連接其對應(yīng)的三極管的基極。例如，分段D2的陰極連接電壓源，陽極連接分段三極管Q2的基極。
如圖3所示，分段三極管(Q0，Ql, Q2，Q3，Q4和Q5)的射級分別接地，每個分段三極管都對應(yīng)連接一個傳輸線(DTL, the transmission line)。在本實(shí)施例中，傳輸線為六個，即dtO，dtl,dt2, dt3, dt4和dt5，在不同的實(shí)施例中應(yīng)根據(jù)波導(dǎo)光電探測器的分段的數(shù)目采用相同數(shù)目的傳輸線。分段三極管的集電極連接對應(yīng)傳輸線的一端，例如分段三級管 Ql連接傳輸線dtl的一端，分段三極管Q5連接傳輸線dt5的一端。傳輸線dtO，dtl, dt2， dt3，dt4和dt5的另一端連接集合三極管Q6的射級，該連接點(diǎn)為電流匯集點(diǎn)。集合三極管 Q6的射級還連接穩(wěn)定三極管Q13的基極,其基極連接穩(wěn)定三極管Q13的集電極。穩(wěn)定三極管 Q13的集電極同時連接一反饋電阻R2，其射級接地，反饋電阻R2的另一端連接電壓源Vcc ； 集合三極管Q6的集電極為總光電流的輸出端口，為將總光電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號輸出， 它連接有一負(fù)載電阻R0，集合三極管Q6與負(fù)載電阻RO的連接點(diǎn)亦即電壓輸出端口。負(fù)載電阻RO的另一端連接電壓源Vcc。在其他實(shí)施例中，還可以采用其他方法將電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號，例如將集合三級管Q6的集電極輸出電流輸入到一個跨導(dǎo)放大電路。為了同相地匯集電流，各傳輸線的傳輸延遲之間有時間差，這種延遲差將使各分段三極管激發(fā)的光電流通過傳輸線傳輸?shù)诫娏鲄R集點(diǎn)時，來自每個分段的電流信號的相位是相同的。
圖3所示的電路架構(gòu)是在各分段三極管輸出的電流匯集點(diǎn)使用了監(jiān)管級聯(lián)的方法(Regulated Cascade或RGC)。穩(wěn)定三極管Q13和反饋電阻R2共同為集合三極管Q6提供偏置點(diǎn)，能夠大大降低電流匯集點(diǎn)的輸入阻抗。這樣波導(dǎo)光電探測器的各分段光電探測器以及分段三極管構(gòu)成了一個能用模擬電路實(shí)現(xiàn)雪崩效應(yīng)的電流放大器。而電路仿真雪崩效應(yīng)的電流增益即為分段三極管(Q0-Q6)的β值。
現(xiàn)在來討論前述波導(dǎo)光電探測器的分段方法。波導(dǎo)光電探測器是行波探測器，入射光波在波導(dǎo)光電探測器內(nèi)部傳 輸并被逐漸吸收。因此，在光波信號傳播方向上(即波導(dǎo)光電探測器方向)上光波將會越來越弱，同時在此方向上將會產(chǎn)生光電流。為了將每個分段中的光電探測器視作集總器件，和由入射光波攜帶的電信號的波長相比，每個分段都需要遠(yuǎn)小于輸入光波攜帶的電波波長，即各分段的長度相對于電波波長可以被忽略。另外，設(shè) 計(jì)時也需要考慮在波導(dǎo)方向上的各分段的具體長度分布。例如，為了使每個分段輸出的光 電流都相同，沿波導(dǎo)方向上，前面的分段長度可以小于等于后面的分段長度。
一旦波導(dǎo)探測器被分為多段以后，每個分段就剩下了很小的寄生電容，同時產(chǎn)生 的光電流也變小了。單個的共射三極管(分段三極管Q0-Q5)可以用來將弱小的光電流放 大。同時，因?yàn)榧纳娙輰怆娞綔y器的影響已經(jīng)很小，所以也無需使用反饋回基極的方法 (feedback-to-1ts-base)減少輸入阻抗了。
為了使本發(fā)明公開的光電轉(zhuǎn)換放大期間工作良好，還必須解決各分段之間(傳輸 線之間)的傳輸延遲問題。行波光電探測器的本身性質(zhì)決定了由各個分段產(chǎn)生的光電流的 時間將會不同同一信號在光波傳輸方向上靠前的分段內(nèi)將會更早地生成光電流，而在靠 后的分段內(nèi)產(chǎn)生光電流的時間會較遲一些。因此，當(dāng)信號通過分段三極管放大以后，為了能 夠同相地匯集各分段的電流，這些電流在從各分段三極管傳輸?shù)诫娏鲄R集點(diǎn)(圖1和圖3 中集合三極管Q6的射級或者圖2中傳輸線的輸出端)的路徑上彼此之間必須要有合適的 傳輸時間差異即傳輸延遲差。這種傳輸延遲差可以由圖1-3所示的傳輸線(DTL)引入，圖 1-3中所示的dtO，dtl, dt2，dt3，dt4同時也是各傳輸線所對應(yīng)的傳輸延遲，這些延遲時間 之間的差值應(yīng)等于光波通過相應(yīng)的分段波導(dǎo)探測器的傳輸延遲。例如dt4-dt5等于光波 通過分段探測器D4的傳輸延遲，或者等于光波從D4的中點(diǎn)傳播到D5的中點(diǎn)所需的時間延 遲；dt0-dtl等于光波通過分段探測器DO的傳輸延遲，或者等于光波從DO的中點(diǎn)傳播到Dl 的中點(diǎn)所需的時間延遲。
請注意，雖然在本發(fā)明公開的3個實(shí)施例中，波導(dǎo)光電探測器的分段個數(shù)均為六 個，但是在不同的實(shí)施例中，可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需要采用不同分段數(shù)。同樣地，與每個分段 對應(yīng)的分段三極管、傳輸線和cascade結(jié)構(gòu)中的集合三極管的數(shù)目也要隨之變化。圖1_3 中的參數(shù)大小是為了方便說明，在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中會視應(yīng)用需求進(jìn)行優(yōu)化。
以上實(shí)施方式對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域中普通技術(shù)人員可根據(jù)上述說明 對本發(fā)明做出種種變化例。因而，實(shí)施方式中的某些細(xì)節(jié)不應(yīng)構(gòu)成對本發(fā)明的限定，本發(fā)明 將以所附權(quán)利要求書界定的范圍作為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種光電信號轉(zhuǎn)換放大器件，包括，一個波導(dǎo)光電探測器，其沿波導(dǎo)方向被分割為至少一個分段(D0-D5)，所述波導(dǎo)光電探測器的每個分段的長度遠(yuǎn)小于在其內(nèi)傳輸?shù)碾娦盘柌ㄩL，且沿波導(dǎo)方向上，各分段存在一個長度分布，即前面的分段長度小于等于后面的分段長度，所述波導(dǎo)光電探測器的各分段的陰極以并聯(lián)方式連接一電壓源；以及至少一個與所述波導(dǎo)光電探測器的分段成對出現(xiàn)的分段三極管(Q0-Q5)，所述分段三級管的射級分別接地；其中，所述分段三極管的基極各自連一個所述波導(dǎo)光電探測器的分段的陽極，即所述波導(dǎo)光電探測器的分段產(chǎn)生的光電流為所述分段三極管的基極電流；以及至少一個與所述分段三極管成對出現(xiàn)的傳輸線(dt0-dt5)，一端分別與其對應(yīng)的所述分段三極管的集電極相連，其中，所述傳輸線之間有傳輸延遲差，且延遲時間的差值應(yīng)等于在對應(yīng)所述波導(dǎo)光電探測器分段內(nèi)傳播的光波的傳輸延遲，所述傳輸線之間的傳輸延遲差使得所有所述傳輸線輸出電流波的相位相同；集合三極管(Q6)，其射級與所述傳輸線的另一端相連，其基極連接一偏置電壓，其集電極為總光電流輸出端口。
2.如權(quán)利要求1所述的光電信號轉(zhuǎn)換放大器件，其特征在于，所述集合三極管(Q6)的基極不再連接一偏置電壓，而是連接一個穩(wěn)定三極管(Q13) 的集電極，該連接點(diǎn)上還連接一反饋電阻(R2)，所述反饋電阻(R2)的另一端連接所述電壓源；所述穩(wěn)定三極管(Q13)的射級接地，其基極連接所述集合三極管(Q6)的射級。
3.一種光電信號轉(zhuǎn)換放大器件，包括，一個波導(dǎo)光電探測器，其沿波導(dǎo)方向被分割為至少一個分段(D0-D5)，所述波導(dǎo)光電探測器的每個分段的長度遠(yuǎn)小于在其內(nèi)傳輸?shù)碾娦盘柌ㄩL，且沿波導(dǎo)方向上，各分段存在一個長度分布，即前面的分段長度小于后面的分段長度，所述波導(dǎo)光電探測器的各分段的陰極以并聯(lián)方式連接一電壓源；以及至少一個與所述波導(dǎo)光電探測器的分段成對出現(xiàn)的分段三極管(Q0-Q5)，所述分段三級管的射級分別接地；其中，所述分段三極管的基極各自連一個所述波導(dǎo)光電探測器的分段的陽極，即所述波導(dǎo)光電探測器的分段產(chǎn)生的光電流為所述分段三極管的基極電流；以及至少一個與所述分段三極管成對出現(xiàn)的集合三極管(Q7-Q12)，所述集合三極管的射級與其對應(yīng)的所述分段三級管的集電極連接，所述集合三極管的基極連接一偏置電壓；至少一個與所述集合三極管成對出現(xiàn)的傳輸線(dt0-dt5)，一端分別與其對應(yīng)的所述集合三極管的集電極相連，其中，所述傳輸線之間有傳輸延遲差，且延遲時間的差值應(yīng)等于在對應(yīng)所述波導(dǎo)光電探測器的分段內(nèi)傳播的光波的傳輸延遲，所述傳輸線之間的傳輸延遲使得所有所述傳輸線輸出電流波的相位相同；所述傳輸線的另一端以并聯(lián)方式連接，且該連接點(diǎn)為總光電流輸出端口。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種光電信號轉(zhuǎn)換放大器件，包括一個波導(dǎo)光電探測器，其沿波導(dǎo)方向被分割為至少一個分段，每個分段的長度遠(yuǎn)小于在其內(nèi)傳輸?shù)碾娦盘柌ㄩL，且其在沿波導(dǎo)方向上有一個長度分布；以及至少一個與所述分段成對連接的分段三極管；以及至少一個與所述分段三極管成對連接的傳輸線，所述傳輸線之間有傳輸延遲差；以及與所述傳輸線另一端相連的集合三極管，其集電極為總光電流輸出端口。以這種電路構(gòu)架單片集成PD和TIA電路后，消除了因?yàn)殡姎膺B接產(chǎn)生的寄生電容和寄生電感，以及PD自身的寄生電容對增益和噪聲性能的影響。而且，由于通過電路來實(shí)現(xiàn)了對雪崩效應(yīng)的模擬，即使采用PIN的PD，在靈敏度上也能媲美雪崩式光電二極管。
文檔編號H03F1/26GK103001589SQ20121035015
公開日2013年3月27日 申請日期2012年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月12日
發(fā)明者李冰 申請人:李冰