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光纤通信集成电路设计


作者:
王志功
定价:
42.80 元
版面字数:
510千字
开本:
16开
装帧形式:
平装
版次:
1
最新版次
印刷时间:
2003年
ISBN:
978-7-04-011990-9
物料号:
11990-00
出版时间:
2003-06-15
读者对象:
高等教育
一级分类:
电气/电子信息/自动化类
二级分类:
电子信息/通信专业课
三级分类:
光纤通信

  本书讨论的内容包括与光纤通信系统和信号的有关问题,与制造光纤通信用IC相关的材料与工艺,光纤通信系统中作为电子有源器件的各类晶体管,作为光有源器件的发光二极管、激光二极管和激光调制器,包括互联线、电阻、电容、电感和传输线在内的无源元件,处理光电信号的模拟与数字集成电路,包括电路整体结构、电平和阻抗匹配等电路设计工程问题。本书的核心内容是讨论光发射机中各种功能电路的原理和设计技术,它们包括三种类型的复接和分接电路,光电二极管、激光二极管和激光调制器的三类驱动电路,前置放大和主放大电路,时钟恢复电路和数据判决电路。简述光发射机和接收机光电集成(OEIC)的设计和实现。简要介绍几个重要的CAD软件,给出了一些电路模拟和版图设计的知识和经验。简述IC测试的有关技术和IC键合与封装的有关技术。
  • 第1章 引言
  • 第2章 光纤数字通信网
    • 2.1 信息、媒体、信号和电信
    • 2.2 数字通信
      • 2.2.1 数字和模拟通信
      • 2.2.2 数据通信和数字远程通信
      • 2.2.3 模数转换器和数模转换器
    • 2.3 开放系统互联的七层模型
    • 2.4 PDH
      • 2.4.1 PDH的比特率
      • 2.4.2 基本速率多路复接的帧结构
      • 2.4.3 高速多路复接
    • 2.5 局域网(LAN)
      • 2.5.1 环状LAN
      • 2.5.2 总线式LAN
      • 2.5.3 千兆以太网(Gigabit Ethernet)
    • 2.6 MAN
      • 2.6.1 FDDI
      • 2.6.2 DQDB
    • 2.7 WAN和因特网
    • 2.8 ISDN
    • 2.9 B-ISDN
    • 2.10 异步传输模式(ATM)
      • 2.10.1 信元结构
      • 2.10.2 用户网络接口
      • 2.10.3 ATM高层
      • 2.10.4 信令
    • 2.11 SDH/SONET
      • 2.11.1 SDH/SONET的基本概念
      • 2.11.2 SDH/SONET的网络部件
      • 2.11.3 SDH/SONET的比特率
      • 2.11.4 SDH的层状结构
      • 2.11.5 SDH的复接结构
      • 2.11.6 STM的接口
    • 参考文献
  • 第3章 光纤数字传输系统
    • 3.1 光纤传输系统的基本结构
    • 3.2 数据信号源和信号复接
      • 3.2.1 数据信号源
      • 3.2.2 时分复用
      • 3.2.3 波分复用(WDM)
      • 3.2.4 光缆——“纤分复用”
    • 3.3 光波调制
      • 3.3.1 光信号的调制方式
      • 3.3.2 相干调制
    • 3.4 光纤
      • 3.4.1 多模光纤
      • 3.4.2 单模光纤
      • 3.4.3 光纤信道的性能分析
    • 3.5 电子中继器
    • 3.6 光纤放大器
    • 3.7 光信号检测——光探测器
    • 3.8 光接收机中的放大器
    • 3.9 数据再生
    • 3.10 分接器
    • 3.11 海底越洋光缆传输系统
    • 3.12 光孤子传输系统
    • 3.13 全光通信
    • 参考文献
  • 第4章 数字传输系统中的信号分析
    • 4.1 数字信号
      • 4.1.1 数字信号和数据信号
      • 4.1.2 数字信号源
      • 4.1.3 数据信号格式
      • 4.1.4 信号频谱分析
    • 4.2 时钟信号
      • 4.2.1 规则时钟信号和门控时钟信号
      • 4.2.2 时钟信号来源及特性
    • 4.3 噪声和干扰
      • 4.3.1 噪声
      • 4.3.2 干扰
    • 4.4 抖动和抖动累积
      • 4.4.1 抖动累积模型
      • 4.4.2 时钟信号传输模型
      • 4.4.3 随机抖动
      • 4.4.4 系统抖动
    • 4.5 数字和时钟信号的测量
    • 参考文献
  • 第5章 器件与集成电路的材料与工艺
    • 5.1 半导体材料
      • 5.1.1 硅
      • 5.1.2 砷化镓(GaAs)
      • 5.1.3 磷化铟(InP)
    • 5.2 材料系统
      • 5.2.1 半导体材料系统
      • 5.2.2 半导体/绝缘体材料系统
    • 5.3 外延生长(Epitaxy)
      • 5.3.1 外延生长的目的
      • 5.3.2 液态生长(LPE:Liquid Phase Epitaxy)
      • 5.3.3 气相外延生长(VPE:Vapor Phase Epitaxy)
      • 5.3.4 金属有机物气相外延生长(MOVPE:Metalorganic VPE)
      • 5.3.5 分子束外延生长(MBE:Molecular Beam Epitaxy)
    • 5.4 掩模(Mask)的制版工艺
      • 5.4.1 掩模制造
      • 5.4.2 图案发生器PG(Pattern Generator)方法
      • 5.4.3 X射线制版
      • 5.4.4 电子束扫描法(E-Beam Scanning)
    • 5.5 光刻(Lithography)
      • 5.5.1 光刻步骤
      • 5.5.2 曝光方式
    • 5.6 刻蚀(Etching)
    • 5.7 掺杂
      • 5.7.1 掺杂目的
      • 5.7.2 热扩散掺杂
      • 5.7.3 离子注入法
    • 5.8 绝缘层形成
    • 5.9 金属层形成
    • 参考文献
  • 第6章 晶体管
    • 6.1 晶体管综述
    • 6.2 双极型晶体管
      • 6.2.1 硅双极型结型晶体管(BJT)
      • 6.2.2 异质结双极型晶体管
      • 6.2.3 双极型晶体管电路模型
      • 6.2.4 双极型晶体管的特性
    • 6.3 NMOS和CMOS
      • 6.3.1 MOS晶体管
      • 6.3.2 NMOS
      • 6.3.3 CMOS
      • 6.3.4 电路模型和性能
    • 6.4 MESFET和HEMT
      • 6.4.1 概要
      • 6.4.2 MESFET
      • 6.4.3 HEMT
    • 参考文献
  • 第7章 光源和光电检测器
    • 7.1 三种类型的光源
    • 7.2 发光二极管
      • 7.2.1 原理
      • 7.2.2 LED结构(几何特性)
      • 7.2.3 元件特性
      • 7.2.4 应用
    • 7.3 激光二极管
      • 7.3.1 发明和发展
      • 7.3.2 原理
      • 7.3.3 材料
      • 7.3.4 结构
      • 7.3.5 LD特性的理论描述
      • 7.3.6 LD的电路模型
    • 7.4 光调制器模型
      • 7.4.1 LiNbO3Mach-Zehnder调制器
      • 7.4.2 电吸收调制器
      • 7.4.3 光调制器的特性
      • 7.4.4 激光器/调制器模块
    • 7.5 光检测器
      • 7.5.1 基本结构和原理
      • 7.5.2 p-i-n光电二极管
      • 7.5.3 雪崩光电二极管(APD)
      • 7.5.4 MSM-PD
      • 7.5.5 电路模型
    • 参考文献
  • 第8章 无源器件
    • 8.1 互联线
    • 8.2 电阻
    • 8.3 电容
    • 8.4 电感
      • 8.4.1 集总电感
      • 8.4.2 传输线电感
    • 8.5 变压器
    • 8.6 分布元件
      • 8.6.1 集总元件和分布元件
      • 8.6.2 微带线
      • 8.6.3 共面波导(CPW)
      • 8.6.4 传输线元件
    • 参考文献
  • 第9章 模拟电路技术
    • 9.1 单端晶体管组态
    • 9.2 差动晶体管组态
    • 9.3 容性耦合电流放大器
      • 9.3.1 电路结构
      • 9.3.2 等效电路
      • 9.3.3 关键参数的推导方法
      • 9.3.4 关键参数的表达式
      • 9.3.5 C3A的负输入电阻和电导
      • 9.3.6 C3A的跨导
      • 9.3.7 C3A的大信号性能
    • 9.4 放大器
      • 9.4.1 宽带放大器
      • 9.4.2 带通和窄带放大器
    • 9.5 压控振荡器
      • 9.5.1 振荡器和压控振荡器
      • 9.5.2 振荡器的原理
      • 9.5.3 电路结构
      • 9.5.4 射极(源极)耦合多谐振荡器
      • 9.5.5 环形VCO
      • 9.5.6 采用差动C3A的VCO
    • 9.6 混频器和鉴相器
    • 9.7 移相器
      • 9.7.1 移相器的分类
      • 9.7.2 固定移相器
      • 9.7.3 可变移相器
    • 附录1 EC3A电路输入电阻和串联电容的表达式
    • 附录2 EC3A电路输入电导和并联电容的表达式
    • 附录3 EC3A电路跨导的幅度相位表达式
    • 附录4 公式(9.40)的推导
    • 参考文献
  • 第10章 数字电路系统
    • 10.1 基本逻辑电路
    • 10.2 晶体管-晶体管逻辑电路(TTL)
    • 10.3 射极耦合电路(ECL)
    • 10.4 NMOS逻辑电路
      • 10.4.1 有源逻辑门
      • 10.4.2 NMOS传输门
    • 10.5 CMOS逻辑电路
    • 10.6 MESFET和HEMT逻辑电路
      • 10.6.1 缓冲场效应管逻辑BFL
      • 10.6.2 肖特基二极管FET逻辑电路SDFL
      • 10.6.3 直接耦合FET逻辑电路(DCFL)
      • 10.6.4 超级缓冲FET逻辑单元SBFL
      • 10.6.5 源极耦合FET逻辑电路SCFL
    • 10.7 时序逻辑电路
      • 10.7.1 RS触发器
      • 10.7.2 D触发器
      • 10.7.3 分频器
    • 参考文献
  • 第11章 电路设计工程技术
    • 11.1 模拟、数字和混合电路
    • 11.2 信号类型与电路结构
      • 11.2.1 单端结构
      • 11.2.2 差分结构
      • 11.2.3 结构转换
    • 11.3 宽带和窄带电路
    • 11.4 反馈技术
    • 11.5 频率补偿
    • 11.6 电路匹配
      • 11.6.1 电源匹配
      • 11.6.2 电平匹配
      • 11.6.3 阻抗匹配
      • 11.6.4 功率匹配
    • 11.7 低功耗设计
      • 11.7.1 降低电压
      • 11.7.2 降低电流
    • 11.8 接口电路
      • 11.8.1 接口电路的功能
      • 11.8.2 CML
      • 11.8.3 LVDS
    • 参考文献
  • 第12章 复接器与分接器
    • 12.1 基本结构
    • 12.2 复接器
      • 12.2.1 串行复接器
      • 12.2.2 并行复接器
      • 12.2.3 树型复接器
      • 12.2.4 复接器设计举例
      • 12.2.5 具有代表性的复接器
    • 12.3 分接器
      • 12.3.1 串行分接器
      • 12.3.2 并行分接器
      • 12.3.3 树型分接器
      • 12.3.4 通道选择
      • 12.3.5 分接器设计举例
      • 12.3.6 具有代表性的分接器
    • 12.4 按字节复接与分接
    • 12.5 时钟发生电路
    • 参考文献
  • 第13章 光数字发射机
    • 13.1 引言
    • 13.2 光发射机的设计概述
      • 13.2.1 光发射机电路
      • 13.2.2 光发射机参数
      • 13.2.3 发光器件偏置电路
      • 13.2.4 电路结构
      • 13.2.5 功耗
      • 13.2.6 自动功率控制和自动温度控制
    • 13.3 电流驱动器
      • 13.3.1 单端电流驱动器
      • 13.3.2 电流模逻辑电流驱动器
      • 13.3.3 可缩短关断过程的电流驱动器
      • 13.3.4 脉冲整形电流驱动器
    • 13.4 电压驱动器
      • 13.4.1 必要性和优越性
      • 13.4.2 基本电路
    • 13.5 超高速激光二极管电压驱动器
      • 13.5.1 电路图及原理
      • 13.5.2 性能分析
      • 13.5.3 模拟结果
      • 13.5.4 芯片制作
      • 13.5.5 实验结果
    • 13.6 CMOS工艺超高速激光驱动器
    • 参考文献
  • 第14章 光接收机前端放大器
    • 14.1 光接收机基本结构
    • 14.2 光接收机前端
      • 14.2.1 概述
      • 14.2.2 性能理论分析
      • 14.2.3 前置放大器
    • 14.3 均衡器和滤波器
    • 14.4 主放大器
      • 14.4.1 AGC放大器
      • 14.4.2 限幅放大器
      • 14.4.3 分布式放大器
    • 14.5 光接收机前端放大整体电路设计举例
      • 14.5.1 前置放大器设计
      • 14.5.2 主放大器设计
      • 14.5.3 工艺实现与测试结果
    • 参考文献
  • 第15章 时钟恢复
    • 15.1 时钟恢复概述
      • 15.1.1 时钟恢复电路的作用和总体结构
      • 15.1.2 最佳时钟恢复
      • 15.1.3 两种时钟恢复原理
      • 15.1.4 四种时钟恢复电路
    • 15.2 时钟信息检测
      • 15.2.1 时钟信息检测器的作用和结构
      • 15.2.2 NRZ信号预处理器
      • 15.2.3 预处理器的变换因子
    • 15.3 使用无源滤波器的时钟恢复
      • 15.3.1 原理结构
      • 15.3.2 应用于时钟恢复的滤波器
      • 15.3.3 无源滤波器的后继放大器
    • 15.4 采用窄频再生分频器的时钟恢复
      • 15.4.1 背景和历史
      • 15.4.2 NRFD的性能分析
      • 15.4.3 采用NRFD的CR的框图和工作原理
      • 15.4.4 采用NRFD的CR的工作模式
      • 15.4.5 电路技术
      • 15.4.6 实验结果
    • 15.5 采用同步振荡器的时钟恢复
    • 15.6 使用锁相环的时钟恢复
      • 15.6.1 PLL特性
      • 15.6.2 捕获技术
      • 15.6.3 相频检测器与电荷泵
      • 15.6.4 PLL电路技术
      • 15.6.5 CR中PLL的设计
      • 15.6.6 PLL实现
    • 15.7 采用同步振荡加PLL的时钟恢复
    • 参考文献
  • 第16章 数据判决
    • 16.1 判决电路基本构成
    • 16.2 利用瞬时值判决
    • 16.3 利用平均值判决
    • 16.4 利用积分值判决
    • 16.5 利用D触发器的判决电路
    • 16.6 并行处理判决器
    • 16.7 带自动相位调整的判决电路
    • 参考文献
  • 第17章 光纤通信光电集成电路
    • 17.1 对光纤通信光电集成电路的需求、挑战与实现
      • 17.1.1 需求
      • 17.1.2 挑战
      • 17.1.3 实现
    • 17.2 光发射机光电集成电路
    • 17.3 光接收机光电集成电路
    • 参考文献
  • 第18章 集成电路CAD
    • 18.1 集成电路计算机辅助电路模拟
    • 18.2 版图设计
    • 18.3 版图检查
      • 18.3.1 设计规则检查DRC
      • 18.3.2 电路提取
      • 18.3.3 电气规则检查ERC
      • 18.3.4 版图与电路图对照LVS
    • 18.4 提交版图数据与流片
    • 参考文献
  • 第19章 芯片测试技术
    • 19.1 在晶圆测试
    • 19.2 芯片测试台
    • 19.3 与芯片接触方式
    • 19.4 绑定和封装后IC的测试
    • 19.5 测试系统
  • 第20章 压焊和封装技术
    • 20.1 用于固定和连接芯片的衬底
    • 20.2 键合技术
    • 20.3 封装技术
    • 20.4 混合集成与微组装技术
    • 20.5 引线分布参数
      • 20.5.1 电阻
      • 20.5.2 电容
      • 20.5.3 电感
      • 20.5.4 特征阻抗
      • 20.5.5 封装寄生电容、电感数据
    • 20.6 芯片散热
    • 参考文献