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如今光纤通信已经成为最炙手可热的信息交流技术,随着社会迅速地发展,人们对提高信息传输速率的需求也越来越高,在科学家的努力研究下,光纤通信技术的传输的速率已经得到飞速提高,而且依旧没有停下来的趋势。当今限制光纤通信系统传输速率的主要因素不在于光纤信道或激光二极管,而在于光收/发电路,例如激光驱动模块的功能是驱动激光二极管,将高速的电压信号转换为光功率信号,其设计难点在于克服激光二极管、晶体管以及I/O接口的容性负载。因此,如何通过带宽扩展技术来提高激光驱动电路的传输速率,成为人们主要的研究重点。本文基于CMOS工艺,分析了激光驱动电路的技术难点,针对带宽限制的问题,对传统的激光驱动电路进行了改进。首先进行了电路设计,并提出了变压器峰化技术,然后对片上变压器进行了设计及建模,最后通过流片、测试进行了验证。主要工作内容如下:1、设计了一种基于片上变压器峰化的激光驱动电路。首先分析了驱动激光二极管的基本原理、非理想因素;然后阐述了激光驱动电路的基本原理和性能指标,提出了变压器峰化技术,用于解决输出电流带宽限制的问题,接着对电路的输入缓冲级、主放大级以及输出级依次进行了分析;最后通过电路仿真,验证了结果。2、针对激光驱动电路应用,设计了一种平面交叉互绕式的圆形片上变压器。首先阐述了片上变压器的性能参数与设计指标,着重分析了其损耗机制;然后对片上变压器进行了分析及建模,提出了一种新的等效电路模型,用于变压器的设计与优化;最后提取出等效电路模型的元器件参数,通过电磁仿真验证了模型。3、对本文设计的基于片上变压器峰化的激光驱动电路进行了流片与测试。结果表明,激光驱动电路工作在1.8V标准电压下,输入速率2Gbit/s、单端峰峰值400mV的差分伪随机信号,输出调制电流为12mA,上升/下降时间为181/197ps,电路核心功耗约为37mW,面积为0.35mm~2。与采用其他带宽扩展技术的激光驱动电路相比,本文设计的基于片上变压器峰化的激光驱动电路具有更高的传输效率,更加节省功耗。