近日，我院毕晓君老师课题组在国际电路与系统领域顶级期刊IEEE Transactions on Circuits and Systems I: Regular Papers（T-CAS I）上发表论文，论文题目为“High Sensitivity and Dynamic-Range 25 Gbaud Silicon Receiver Chipset with Current-Controlled DC Adjustment Path and Cube-Shape Ge-on-Si PD”，该论文介绍了一种具有电流控制DC路径调节和硅锗光电探测器的高灵敏度、高动态范围的硅接收机芯片，为高速和低成本的光学互连提供了一种全新的、高性能的解决方案。论文第一作者和通讯作者单位均为华中科技大学，共同通讯单位为中国科学院微电子研究所。
高灵敏度和动态范围的硅接收机芯片测试封装效果图
随着数据中心和电信基础设施对带宽需求的日益增长，这对光电互联的吞吐量提出了更高的要求，硅光子技术的发展能够实现光电探测器和跨阻放大器的集成，这有望实现高速、经济且高效的光电互联。对于光接收机而言，光电探测器的响应度和TIA的灵敏度直接决定了光接收机的灵敏度，所以如何进一步提高光电探测器的响应度和TIA的灵敏度一直是业界努力的方向。为了解决这个问题，文章中介绍的芯片通过引入电流模式的DC电流消除电路，可根据输入信号幅度调节反馈环路有效跨导，在保持所需控制精度的情况下将与环路相关的噪声降至最低，从而最小化与回路相关的噪声，提高了TIA的灵敏度。将这种高灵敏度的TIA和高响应度的光电探测器集成，极大地提高了光接收机的灵敏度和动态范围。值得一提的是，在完成该工作的过程中，由于突如其来的疫情，打乱了原有的计划，但是在毕晓君老师的指导下，团队成员一起努力克服疫情困难，通过线上协作的方式，顺利地完成了论文的投稿并成功发表，向业界展示了通过光电芯片协同，提高光电接收机灵敏度的新型方案。
芯片电路结构拓扑示意图
