光电子集成芯片的高速电路设计
课程编码：1802110803X4M3002H
英文名称：High-speed Circuits Design for Photonic‐Electronic Integrated Chips (PEIC)
课时：40
学分：2.00
课程属性：专业课
主讲教师：祁楠等
教学目的要求
本课程从高速信号完整性的基础知识切入，首先让学生对高速电路基本名词和概念理解并熟悉；接着，从发射机、接收机和时钟产生与恢复三大部分介绍光电收发机芯片的分析和设计方法，其中每部分均采用顶层指标、底层电路、顶层系统的路线进行讲述；最后，将介绍前沿的硅基光电子技术及其光/电集成。本课程特点是理论与实际紧密结合，除基础知识外的各部分都设置2个学时的专项研讨课，组织同学通过阅读典型文献在课上分组进行讲解。
预修课程
模拟集成电路基础，数字集成电路基础
大纲内容
第一章 课程概述 2学时
第1节 课程介绍与引言
第2节 光通信收发系统概述
第二章 信号完整性基础 4学时
第1节 光电通信数据传输及带宽
第2节 噪声与时间抖动
第3节 信道S参数与时域反射
第4节 调制方式、电学信道、光学信道
第三章 电光发射机 9学时
第1节 电光发射机架构与系统指标
第2节 激光器及其建模
第3节 激光器驱动电路分析：VCSEL驱动
第4节 激光器驱动电路分析：DFB激光器驱动
第5节 电光调制器及其驱动原理
第6节 发射机前端电路与均衡补偿
第7节 研讨课1：激光器直接调制发射机设计
第四章 光电接收机 6学时
第1节 光电接收机架构与系统指标
第2节 光电探测器及其建模
第3节 跨阻放大器TIA
第4节 宽带电压放大器与均衡电路
第5节 研讨课2：光电集成接收机设计
第五章 光电收发机中的时钟与数据处理 12学时
第1节 光电收发机的锁相环时钟生成器原理
第2节 振荡器原理与电路实现
第3节 时钟与数据恢复技术
第4节 串行-并行数据转换电路原理
第5节 时钟综合与时钟分布电路
第6节 研讨课3：光通信中的时钟与数据恢复电路
第六章 硅基光电子与光电集成 5学时
第1节 硅基光电子技术综述
第2节 硅光调制器驱动电路：MZM光电协同设计
第3节 硅光调制器驱动电路：MRM和EAM光电协同设计
第4节 研讨课4：硅光微环谐振器收发电路设计
第七章 课程总结、考试 2学时
第1节 期末考试
参考书
1、
Design of Integrated Circuits for Optical Communications -Second Edition
Behzad Razavi
2012年8月
Wiley
课程教师信息
祁楠，中国科学院半导体研究所研究员，博士生导师，中国科学院高层次人才引进计划入选者，研究方向为光通信电路与光电集成芯片
张钊，中国科学院半导体研究所研究员，博士生导师，国家优青获得者，中国科学院高层次人才引进计划入选者，研究方向为高性能时钟与数据收发芯片设计