Un Amplificatore Transimpedenza a Inversore Basato su Trasformatore a Banda Larga ad Alto Guadagno e Basso Rumore

In questo articolo, viene impiegata una tecnica di estensione della banda (BW) basata su trasformatori per migliorare la BW, il rumore e l'area di silicio degli amplificatori transimpedenza (TIAs) a base di inverter, anche quando utilizzano un picco induttivo. Un TIA basato sulla tecnica proposta, progettato e disposto in un processo FinFET da 16 nm, dimostra un aumento del 36% della BW, una riduzione del 19% del rumore riferito all'ingresso e una riduzione del 57% dell'area di silicio rispetto al TIA convenzionale con picco induttivo. Nell'architettura TIA proposta, l'inclusione di un trasformatore nel percorso in avanti compensa parzialmente le capacità parassite dell'inverter e rilassa il limite di transimpedenza del TIA convenzionale. La tecnica proposta riduce inoltre lo spettro di rumore di corrente riferito all'ingresso del TIA. Vengono utilizzati post-layout in compagnia di simulazioni elettromagnetiche (EM) e analisi statistiche per verificare l'efficacia dell'architettura proposta. I risultati delle simulazioni mostrano che il TIA raggiunge un guadagno di transimpedenza di 58 dB Ω , una BW di 17,4 GHz, un rumore riferito all'ingresso di 17,4 pA/sqrt (Hz) e un'apertura occhio di 20 mV a un tasso di dati di 64 Gbps PAM4 e a un tasso di errore bit (BER) di 1E-6. L'intera catena TIA è prevista consumare 19 mW e occupare un'area attiva di 0,023 mm 2 .

Fonte: IEEE Xplore

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