Desenvolvimento de um sistema receptor para aplicações em enlaces ópticos com tecnologia HEMT.

• Ano de defesa: 1999
• Autor(a) principal: Reina Muñoz, Rodrigo
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Circuitos integrados; HEMT technology; Integrated circuits; Optical receivers; Receptores ópticos; Tecnologia HEMT
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3140/tde-06012025-153011/

Este trabalho compreende o estudo, projeto e caracterização de um sistema receptor para aplicação em enlaces ópticos. Com a finalidade de regenerar sinais provenientes de uma fibra óptica, vários blocos funcionais foram projetados. O fotodetector, assumido-se ser do tipo MSM, foi substituído por um gerador de sinais, uma rede de resistências e capacitâncias, com as quais sua função pode ser simulada. O sistema projetado compreende, principalmente, um amplificador transimpedância, duas etapas de pós-amplificação, um circuito de decisão, controle de ganho e um buffer para acoplamento da saída. O sistema foi implementado com tecnologia HEMT (High Electron Mobility Transistor), e fabricado na foundry Alemã: (Fraunhofer Institute für Angewandte Festkörperphysik). A revisão realizada ao inicio deste trabalho, permitiu constatar que poucos trabalhos tinham abordado o projeto de um sistema de regeneração de sinais completo nesta e em outras tecnologias com compostos III-V. A ênfase nos trabalhos reportados tinha sido dada, principalmente, ao projeto do sistema de fotodetecção e pré-amplificação, provavelmente com o intuito de demonstrar o desempenho da tecnologia de CI\'s optoeletrônicos (OEIC), e não a otimização propriamente do receptor em si mesmo. Dada a importância que representa este tipo de aplicação para o campo das comunicações, escolheu-se o projeto de um amplificador transimpedância (e a eletrônicaadicional necessária para regeneração do sinal), o qual é o tipo de pré-amplificador mais utilizado atualmente no projeto de front-ends em virtude dos adequados compromissos entre desempenho de ruído e a largura de banda que esta configuração permite obter. Na modelagem do fron-end, realizou-se um estudo de ruído a partir do qual a sensibilidade e largura de banda podem ser prognosticadas. Além disso, o estudo é útil no projeto dos transistores do amplificador transimpedância. As estimativas de ruído feitas predizem uma corrente de ruído de 1.4E-13 \'A POT.2\' em 5 GHz, e uma sensibilidade de -24 dBm. Utilizando expressões que predizem a sensibilidade e largura de banda do front-end, estimou-se o valor da resistência de realimentação do amplificador transimpedância de 3K\'ÔMEGA\', e uma largura de banda de 5 GHz. Simulação HSPICE mostrou operação correta do sistema em 5 GHz com um ganho transimpedância de 68 dB\'ÔMEGA\', e um produto RBW de 12.5 THz-\'ÔMEGA\'. Resultados experimentais do sistema indicaram operação correta até 3 GHz, que é a máxima freqüência do gerador de sinais disponível. A dissipação de potência foi de 214 mW na freqüência de 3 GHz. A latência medida do sistema foi de 6 ns.