高速光电子器件建模及光电集成电路设计技术PDF电子书下载

第一章 绪论 1

1.1 光纤通信系统的组成 1

1.2 光电集成电路计算机辅助设计 2

1.3 本书的目标和结构 4

参考文献 5

第二章 半导体激光器工作原理和表征技术 7

2.1 半导体激光器发光机理 8

2.1.1 原子能级 8

2.1.2 光子辐射 9

2.1.3 粒子数反转 12

2.1.4 光增益 13

2.2 半导体激光器的基本结构和类型 13

2.2.1 法布里-珀罗激光器 13

2.2.2 量子阱激光器 16

2.2.3 分布反馈激光器 18

2.2.4 垂直腔面发射激光器 20

2.2.5 增益导引激光器和折射率导引激光器 21

2.3 半导体激光器表征技术 22

2.3.1 速率方程 23

2.3.2 小信号强度调制特性 26

2.3.3 小信号频率调制特性 31

2.3.4 噪声特性 33

2.3.5 大信号特性 35

2.3.6 温度特性 38

本章小结 39

参考文献 39

第三章 高速半导体激光器建模技术 43

3.1 异质结半导体激光器建模技术 44

3.1.1 大信号模型 44

3.1.2 小信号模型 48

3.1.3 噪声模型 50

3.2 量子阱激光器建模技术 55

3.2.1 大信号模型 55

3.2.2 小信号模型 58

3.3 半导体激光器模型参数提取技术 61

3.3.1 直接提取技术 61

3.3.2 半分析提取技术 69

本章小结 74

参考文献 74

第四章 高速半导体光电探测器建模技术 77

4.1 光电探测器的基本工作原理 77

4.2 光电探测器的基本特性 79

4.2.1 响应度 79

4.2.2 量子效率 80

4.2.3 吸收系数 80

4.2.4 暗电流和击穿电压 80

4.2.5 上升时间和带宽 81

4.2.6 噪声 81

4.3 光电探测器建模技术 82

4.3.1 PIN光电探测器等效电路模型 82

4.3.2 雪崩光电探测器等效电路模型 87

4.3.3 金属-半导体-金属光电探测器等效电路模型 94

本章小结 102

参考文献 102

第五章 高速半导体晶体管建模技术 106

5.1 微波射频半导体晶体管 106

5.2 GaAs MESFET/HEMT建模技术 110

5.2.1 小信号等效电路模型 110

5.2.2 大信号等效电路模型 112

5.2.3 噪声等效电路模型 115

5.2.4 模型参数提取技术 120

5.3 GaAs/InP HBT建模技术 123

5.3.1 大信号等效电路模型 123

5.3.2 小信号等效电路模型 125

5.3.3 噪声等效电路模型 126

5.3.4 模型参数提取技术 127

5.4 SiGe HBT建模技术 131

5.5 MOSFET建模技术 132

5.5.1 小信号等效电路模型 132

5.5.2 大信号等效电路模型 134

5.5.3 噪声等效电路模型 136

5.5.4 模型参数提取技术 137

本章小结 137

参考文献 138

第六章 光发射机驱动电路设计技术 141

6.1 光发射机基本工作原理 141

6.2 光发射机的集成方式 143

6.2.1 单片集成光发射机 144

6.2.2 混合集成光发射机 145

6.3 直接调制驱动电路设计 146

6.4 外调制驱动电路设计 149

6.4 1 MESFET/HEMT基外驱动电路设计 150

6.4.2 BJT/HBT基外驱动电路设计 158

6.4.3 MOSFET基外驱动电路设计 163

6.5 分布式驱动电路设计 164

6.6 驱动电路电感电容峰化技术 166

6.6.1 驱动电路电感峰化技术 167

6.6.2 驱动电路电容峰化技术 170

6.6.3 10 Gb/s调制器驱动电路设计 172

本章小结 173

参考文献 173

第七章 高速光接收机前端电路设计技术 177

7.1 光接收机的基本指标 178

7.1.1 信噪比 178

7.1.2 误码率 179

7.1.3 灵敏度 181

7.1.4 眼图 181

7.1.5 信号带宽 182

7.1.6 噪声带宽 184

7.1.7 动态范围 184

7.2 光接收机前端的电路结构 186

7.2.1 常用的光接收机前端电路形式 186

7.2.2 高阻型前置放大器 187

7.2.3 跨阻型前置放大器 189

7.2.4 高阻型和跨阻型前置放大器的比较 190

7.3 前置放大器的性能指标 191

7.3.1 二口网络S参数 191

7.3.2 二口网络噪声系数 194

7.3.3 跨阻增益和S参数之间的关系 195

7.3.4 等效输入噪声电流谱密度和噪声系数之间的关系 196

7.4 高速前置放大器设计 198

7.4.1 基于BJT的前置放大器设计 198

7.4.2 基于HBT的前置放大器设计 200

7.4.3 基于MESFET/HEMT的前置放大器设计 203

7.4.4 基于M0SFET的前置放大器设计 206

7.4.5 分布式前置放大器设计 207

7.5 接收电路电感电容峰化技术 209

7.5.1 接收电路电感峰化技术 210

7.5.2 接收电路电容峰化技术 212

7.6 光电探测器和前置放大器之间匹配电路设计 214

7.6.1 电感窄带调谐技术 217

7.6.2 宽带匹配技术 218

本章小结 219

参考文献 219