Un amplificateur transimpédance à faible bruit à haut gain à large bande basé sur un transformateur et un inverseur

Dans cet article, une technique d'extension de bande passante (BW) basée sur un transformateur est utilisée pour améliorer la BW, le bruit et la surface de silicium des amplificateurs transimpédance (TIA) à base d'inverseur, même lorsqu'ils utilisent un pic inductif. Un TIA basé sur la technique proposée, conçu et mis en page dans un processus FinFET de 16 nm, démontre une augmentation de 36 % de la BW, une réduction de 19 % du bruit référencé à l'entrée et une réduction de 57 % de la surface de silicium par rapport au TIA conventionnel avec pic inductif. Dans l'architecture TIA proposée, l'inclusion d'un transformateur dans le chemin direct compense partiellement les capacités parasites de l'inverseur et assouplit la limite de transimpédance du TIA conventionnel. La technique proposée réduit également le spectre de bruit courant référencé à l'entrée du TIA. Des simulations post-mise en page en compagnie de simulations électromagnétiques (EM) et d'une analyse statistique sont utilisées pour vérifier l'efficacité de l'architecture proposée. Les résultats de simulation montrent que le TIA atteint un gain de transimpédance de 58 dB Ω , une BW de 17,4 GHz, un bruit référencé à l'entrée de 17,4 pA/sqrt (Hz), et une ouverture d'œil de 20 mV à un débit de données de 64 Gbps PAM4 et à un taux d'erreur binaire (BER) de 1E-6. La chaîne TIA complète est censée consommer 19 mW et occuper une surface active de 0,023 mm 2 .

Source : IEEE Xplore

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