本應用筆記討論了寄生電感的成因及其對10Gbps光發(fā)射器的影響。它還顯示了有關如何控制不良影響的一些技術和相關計算。

成功的10Gbps光發(fā)射器設計需要仔細注意寄生電感的來源和影響。即使添加0.1nH的電感，也會導致上升/下降時間，過沖/振鈴以及光輸出中的抖動顯著降低（作為參考，一根0.5mm的鍵合線會增加大約0.4nH）。

圖1是連接到激光二極管的激光驅動器輸出級的簡化框圖。在實際的系統(tǒng)中，由于鍵合線，芯片焊盤等原因，存在許多分布的寄生電感。為簡單起見，在圖1的模型中，分布的電感被集中到兩個位置。L（out）在驅動器的輸出（激光二極管的陰極）上，L（陽極）在激光二極管的陽極上。歸因于電感器的開關電流的瞬態(tài)行為以多種方式影響激光二極管的光學輸出。

電壓裕量

驅動器調制輸出晶體管需要最小的規(guī)定電壓才能正確開關。一個示例要求是調制輸出的最低電壓為1.55V。在最小值以下運行將導致晶體管開關欠佳，從而導致抖動增加以及光輸出出現(xiàn)其他失真。寄生電感可以在降低開關期間的電壓裕量方面發(fā)揮主要作用。

上升/下降時間

如果我們忽略了寄生電容的影響，并假設大大簡化了單一時間常數(shù)（STC）模型，則可以使用L / R時間常數(shù)來計算上升和下降時間。對于20％-80％的上升時間，我們可以使用關系2πτ≈trise / 0.22（其中τ= L / R表示時間常數(shù)）來計算L的值。如果讓R =20Ω，則L≈14.5×三叉戟。使用這種關系時，典型的10Gbps上升時間為25ps，則L≈0.36nH。盡管此結果遠非精確的結果（它是基于大大簡化的模型得出的），但它很好地說明了在不顯著影響

上升/下降時間的情況下可以容許的近似電感水平。

過沖和振鈴

如果我們在圖1的模型中包括寄生電容，我們可以使用基本控制理論來預測由過阻尼或欠阻尼的LRC電路導致的過沖和振鈴。

假定實際電阻保持恒定，則增大電感將導致系統(tǒng)的欠阻尼越來越大，并且會增加過沖和振鈴。另一方面，如果增加電阻以符合臨界電阻標準，則凈空空間將受到負面影響。這意味著，為了滿足裕量要求并保持電路的臨界阻尼，必須使寄生電感最小。

仿真結果

使用詳細模型（比圖1所示的模型更為復雜）進行的計算機仿真說明了各種寄生電感值對上升時間，下降時間，過沖，下沖和確定性抖動的影響。圖2是LOUT的三個不同值的仿真結果的一個示例。下表總結了使用各種LOUT值同時保持LANODE恒定的仿真數(shù)值結果。作為參考，長度為0.5mm的鍵合線表示約0.4nH的寄生電感，而長度為1mm的鍵合線則表示約0.8nH。

仿真結果表明，準確理解和嚴格控制10Gbps發(fā)送器系統(tǒng)各部分中的電氣寄生環(huán)境對于模塊設計和開發(fā)的成功至關重要。

結論

寄生電感是不希望有的影響，應避免使用，尤其是在光發(fā)射器上。該文件顯示了這種寄生電感的可能來源，以及仔細的設計測量和參數(shù)如何有助于其控制。

編輯：hfy