A 112-Gb/s —8.2-dBm Sensitivity 4-PAM Linear TIA in 16-nm CMOS With Co-Packaged Photodiodes

跨阻放大器 CMOS芯片 可变增益放大器 放大器 光电二极管 电气工程 光电子学 电子工程 物理 材料科学 运算放大器 工程类
作者
Dhruv Patel,Alireza Sharif-Bakhtiar,Anthony Chan Carusone
出处
期刊:IEEE Journal of Solid-state Circuits [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:58 (3): 771-784 被引量:10
标识
DOI:10.1109/jssc.2022.3218558
摘要

A flip-chip co-packaged linear transimpedance amplifier (TIA) in 16-nm fin field effect transistor (FinFET) CMOS demonstrating 112-Gb/s four-level pulse-amplitude modulation (4-PAM) with −8.2-dBm sensitivity is presented in support for optical receivers required in the next-generation intra-data center links. A proposed three-stage TIA is comprised of a shunt-feedback stage followed by digitally programmable continuous-time linear equalizers (CTLEs) and a variable gain amplifier (VGA). Broadband low-noise design is achieved by having the first stage with much lower bandwidth (BW) followed by the proposed BW recovering CTLEs. A low-power design is supported by the inverter-based single-ended architecture with a single-ended-to-pseudo-differential conversion in the last stage. TIA's BW extension is further supported by optimizing the photodiode-to-receiver (PD-to-RX) interconnect and utilizing several inductive peaking techniques. It achieves 63-dB $\Omega $ gain, 32-GHz BW, and an average input-referred current noise density of 16.9 pA/ $\sqrt {\text {Hz}}$ while operating at 0.9-V supply and consuming 47-mW power. Opto-electrical measurements are performed on a co-packaged prototype comprised of identical proposed TIAs in CMOS with combinations of various commercial PDs and PD-to-RX interconnect lengths confirming 112-Gb/s 4-PAM reception meeting pre-forward error correction (FEC) symbol error rate (SER) of $4.8 \times 10 ^{-4}$ without any post-equalization.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
顾矜应助copper采纳,获得10
刚刚
一颗糖完成签到 ,获得积分10
刚刚
1秒前
素简发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
1+1发布了新的文献求助10
3秒前
123456发布了新的文献求助20
3秒前
独特元蝶完成签到,获得积分20
3秒前
3秒前
123完成签到,获得积分20
3秒前
liuwy发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
徐老师完成签到 ,获得积分10
5秒前
独特元蝶发布了新的文献求助10
6秒前
傅。完成签到,获得积分10
6秒前
小何发布了新的文献求助10
7秒前
龍Ryu发布了新的文献求助10
7秒前
深情安青应助祝你开心采纳,获得10
7秒前
qu完成签到 ,获得积分20
8秒前
8秒前
深情安青应助xzm采纳,获得10
8秒前
9秒前
轨迹应助Queena采纳,获得10
9秒前
9秒前
瓜6发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
123发布了新的文献求助30
10秒前
10秒前
10秒前
Aria完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
素简完成签到,获得积分10
11秒前
12秒前
多金多金发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
14秒前
小理事完成签到,获得积分10
14秒前
77发布了新的文献求助10
14秒前
邹咕噜发布了新的文献求助10
15秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
15秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Translanguaging in Action in English-Medium Classrooms: A Resource Book for Teachers 700
Exploring Nostalgia 500
Natural Product Extraction: Principles and Applications 500
Exosomes Pipeline Insight, 2025 500
Qualitative Data Analysis with NVivo By Jenine Beekhuyzen, Pat Bazeley · 2024 500
Advanced Memory Technology: Functional Materials and Devices 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5667453
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4885755
关于积分的说明 15120132
捐赠科研通 4826235
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2583865
邀请新用户注册赠送积分活动 1537959
关于科研通互助平台的介绍 1496082