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
刚刚
1秒前
zgdzhj完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
tf发布了新的文献求助30
2秒前
DDD完成签到,获得积分10
2秒前
糊涂的孤丝完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
大力小丸子关注了科研通微信公众号
3秒前
陈品琪发布了新的文献求助10
3秒前
远方发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
xiaokaixin完成签到,获得积分10
4秒前
樱sky完成签到,获得积分10
5秒前
cmmm完成签到 ,获得积分10
5秒前
ZIYU完成签到,获得积分10
5秒前
mmmmmMM发布了新的文献求助10
5秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
6秒前
香蕉觅云应助火柴two采纳,获得10
6秒前
zxx发布了新的文献求助10
6秒前
奶黄包应助刘鑫采纳,获得20
6秒前
hhh完成签到,获得积分10
6秒前
布兜兜完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
7秒前
白诺言发布了新的文献求助10
8秒前
星辰大海应助江江采纳,获得10
8秒前
8秒前
lololoan完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
特大包包发布了新的文献求助10
9秒前
莲枳榴莲发布了新的文献求助30
9秒前
婷_1988完成签到,获得积分10
10秒前
思源应助暴躁的元灵采纳,获得10
10秒前
无花果应助hhh采纳,获得10
10秒前
12秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
12秒前
追寻德地发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
12秒前
高分求助中
2025-2031全球及中国金刚石触媒粉行业研究及十五五规划分析报告 12000
(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
The Cambridge History of China: Volume 4, Sui and T'ang China, 589–906 AD, Part Two 1000
The Composition and Relative Chronology of Dynasties 16 and 17 in Egypt 1000
Russian Foreign Policy: Change and Continuity 800
Real World Research, 5th Edition 800
Qualitative Data Analysis with NVivo By Jenine Beekhuyzen, Pat Bazeley · 2024 800
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 5699679
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5132628
关于积分的说明 15227678
捐赠科研通 4854695
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2604865
邀请新用户注册赠送积分活动 1556246
关于科研通互助平台的介绍 1514444