Un Amplificador de Transimpedancia de Inversor Basado en Transformador de Banda Ancha de Alta Ganancia y Bajo Ruido

En este documento, se emplea una técnica de ampliación de ancho de banda (BW) basada en transformadores para mejorar el BW, el ruido y el área de silicio de los amplificadores de impedancia transversal (TIAs) basados en inversores, incluso cuando utilizan pico inductivo. Un TIA basado en la técnica propuesta, diseñado y dispuesto en un proceso FinFET de 16 nm, demuestra un aumento del 36% en el BW, una reducción del 19% en el ruido referido a la entrada y una reducción del 57% en el área de silicio en comparación con el TIA convencional con pico inductivo. En la arquitectura TIA propuesta, la inclusión de un transformador en el camino hacia adelante compensa parcialmente las capacitancias parásitas del inversor y relaja el límite de impedancia transversal del TIA convencional. La técnica propuesta también reduce el espectro de ruido de corriente referido a la entrada del TIA. Se emplean simulaciones post-disposición junto con simulaciones electromagnéticas (EM) y análisis estadísticos para verificar la efectividad de la arquitectura propuesta. Los resultados de la simulación muestran que el TIA logra una ganancia de impedancia transversal de 58 dB Ω , un BW de 17.4 GHz, un ruido referido a la entrada de 17.4 pA/sqrt (Hz) y una apertura de ojo de 20 mV a una tasa de datos de 64 Gbps PAM4 y a una tasa de error de bit (BER) de 1E-6. Se espera que toda la cadena TIA consuma 19 mW y ocupe un área activa de 0.023 mm 2 .

Fuente: IEEE Xplore

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