30 Gbit/s multiplexer and demultiplexer ICs in silicon bipolar technology

Rein, H.-M.; Hauenschild, J.; Möller, Michael; McFarland, W.; Pettengill, D.; Doernberg, J.

doi:10.1049/el:19920060

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“…[2,[7][8][9][10][11]), supports the reliability of the simulation results in this work. However, the sufficient agreement between simulations and experiments for other ICs, which have been designed by us with the same methods and which partly operate at much higher speed (e.g.…”

Section: Resultssupporting

confidence: 79%

Design of a Silicon Bipolar Laser- and Line-Driver IC with Adjustable Pulse Shape and Amplitude for Data Rates Around and Above 10 Gbit/s

Rein¹

1992

Frequenz

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The design of a very-high-speed versatile laser-and line-driver 1C in silicon bipolar«technology is described. The most important aim is to show how to obtain an optimum (symmetrical) output pulse shape in a wide range of operating speed and output current swing, despite the fact that single-ended operation is applied at both the input and output. This task is solved by using a two-stage circuit concept which allows to optimally adjust two important internal offset voltages and, if required, an internal voltage swing via external potentiometers. These adjustments are independent of the operating speed and virtually also of the (easily controllable) output current swing. Finally, it is demonstrated by simulation that with advanced silicon bipolar technologies laser drivers for 10 Gbit/s optical-fiber transmission systems can be realized.Übersicht: Der Entwurf eines sehr schnellen und vielseitigen Laser-und Leitungstreibers in Silizium-Bipolar-Technologie wird beschrieben. Das wichtigste Ziel der Arbeit ist zu zeigen, wie man trotz Eintaktbetrieb eine optimale (symmetrische) Impulsform am Ausgang erreichen kann, und zwar in einem weitenBereich der Datenrate und des Ausgangshubs. Diese Aufgabe läßt sich durch ein zweistufiges Schaltungskonzept lösen, bei dem zwei wichtige interne Offset-Spannungen und, falls erforderlich, ein interner Spannungshub über externe Potentiometer eingestellt werden können. Die optimale Einstellung ist unabhängig von der Datenrate und weitgehend auch von dem (leicht einstellbaren) Ausgangshub. Schließlich wird durch Simulation gezeigt, daß mit fortschrittlichen Silizium-Bipolar-Technologien Lasertreiber für Glasfaser-Übertragungssysteme mit Datenraten von 10 Gbit/s realisierbar sind. Für die Dokumentation: Schnelle Silizium-Schaltungen / Lasertreiber / digitale Treiberstufen / Pulsformung

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Section: Resultssupporting

confidence: 79%

Design of a Silicon Bipolar Laser- and Line-Driver IC with Adjustable Pulse Shape and Amplitude for Data Rates Around and Above 10 Gbit/s

Rein¹

1992

Frequenz

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“…Da das veraltete, aber üblicherweise verwendete, SPICE-Gummel/Poon-Modell hierzu häufig nicht mehr geeignet ist, wurden in letzter Zeit eine Reihe verbesserter Modelle vorgeschlagen. Recent examples [3][4][5][6] also demonstrate silicon bipolar to be a serious competitor to GaAs, even in the area of microwave applications [7]. Weiterhin wird eine Übersicht über die unterschiedlichen Ansätze zur Modellierung des inneren Basisbahnwiderstandes sowie des äußeren Transistorbereiches gegeben.…”

Section: Frequenz 47 (1993) 7 8 a Survey Of Present Compact Models Founclassified

“…As a tion function (PACF) find many applications in multi-matter of principle the PACF out-of-phase values of dimensional signal processing, time-frequency-coding [1], binary arrays can be constantly low or vanish only for spatial correlation [2], built-in tests of VLSI-circuits [3] specified sizes [5]. As a tion function (PACF) find many applications in multi-matter of principle the PACF out-of-phase values of dimensional signal processing, time-frequency-coding [1], binary arrays can be constantly low or vanish only for spatial correlation [2], built-in tests of VLSI-circuits [3] specified sizes [5].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

A Survey of Present Compact Models for High-Speed Bipolar Transistors

Schröter¹

1993

Frequenz

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The design and optimization of (very-)high-speed integrated bipolar circuits requires accurate and physical transistor models. Since the obsolete but commonly used SPICE-Gummel/Poon model is often no longer suited for this task recently several improved models were proposed. In this paper the basic concepts of the most important new models are discussed with respect to their physical background and are compared in a uniform manner. Furthermore, an overview on the different approaches for modelling of the internal base resistance as well as of the external transistor region is given. The new models are proven to be well-suited for describing the static characteristics; however, except for one model, they let expect significant inaccuracies for high-speed applications at the higher current densities required there.Übersicht: Der Entwurf und die Optimierung (sehr) schneller integrierter Bipolarschaltungen erfordert genaue und physikalische Transistormodelle. Da das veraltete, aber üblicherweise verwendete, SPICE-Gummel/Poon-Modell hierzu häufig nicht mehr geeignet ist, wurden in letzter Zeit eine Reihe verbesserter Modelle vorgeschlagen. In dieser Arbeit werden die Grundkonzepte der wichtigsten neuen Modelle von ihrem physikalischen Hintergrund her vorgestellt und auf einheitliche Weise miteinander verglichen. Weiterhin wird eine Übersicht über die unterschiedlichen Ansätze zur Modellierung des inneren Basisbahnwiderstandes sowie des äußeren Transistorbereiches gegeben. Die Ergebnisse zeigen, daß sich die neuen Modelle zwar gut zur Beschreibung des statischen Verhaltens eignen, aber -bis auf eines -für Hochgeschwindigkeits-Anwendungen Ungenauigkeiten bei den dort erforderlichen höheren Stromdichten erwarten lassen.

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“…Es genügt ja nicht, daß die Signale auf dem Chip schnell verarbeitet werden. Vielmehr müssen die Impulsfolgen (vom Generator) möglichst unverfälscht auf das Chip und vom Chip herunter (zum Oszillographen) gebracht werden.Die Chips wurden ungehäust in eine Meßfassung montiert, die aus einem Messingklotz und einem darauf gelöteten dünnen Substratplättchen mit kleiner Dielektrizitätskonstante (ε Γ = 2,2) besteht[23]. Sie wurden so tief gelegt, daß ihre Oberfläche auf gleiche Höhe mit den Leiterbahnen kamen, wodurch die Bonddrähte sehr kurz gehalten werden konnten.…”

unclassified

Hochgeschwindigkeits-Schaltungen in Silizium-Bipolartechnologie/ High-speed integrated circuits in silicon bipolar technology

Rein¹

1992

it - Information Technology

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Das Angebot an verschiedenartigen Halbleitertechnologien, die sich für schnelle integrierte Schaltungen eignen, erschwert dem Anwender die Auswahl der für seine Zwecke geeignetsten Technologie. Der folgende Artikel soll einen Beitrag zu dieser Entscheidungsfindung leisten. Es wird die Eignung fortschrittlicher Silizium-Bipolartechnologien für Schaltungen sehr hoher Operationsgeschwindigkeit diskutiert, vorwiegend an Hand analoger und digitaler Bausteine für zukünftige Glasfaser-Übertragungsstrecken. Gemessene Datenraten bis zu einem Maximalwert von 32 Gigabit-pro-Sekunde (Gb/s), der bisher von keiner anderen Halbleitertechnologie erreicht wurde, unterstreichen das hohe Geschwindigkeitspotential der Silizium-Bipolartechnologie. Dieses Potential kann aber nur dann ausgeschöpft werden, wenn geeignete Schaltungskonzepte ausgewählt und die Schaltungen selbst sorgfältig optimiert werden. Ferner wird die Frage diskutiert, inwieweit der unvermeidliche Kompromiß zwischen Verzögerungszeit und Leistungsverbrauch pro Gatter verbessert werden kann. Dieser Leistungsverbrauch begrenzt den Integrationsgrad und die Operationsgeschwindigkeit in hochintegrierten Bausteinen.Today, various semiconductor technologies are available which can be used for fabricating highspeed integrated circuits. Therefore, the selection of the technology which is best suited for a special application may sometimes be rather difficult. This paper will contribute to this decision. The suitability of advanced silicon bipolar technologies for circuits with very high operating speed is discussed, mainly on the basis of analogue and digital circuits for future optical-fibre transmission links. Measured data rates up to a maximum of 32 gigabit-per-second (Gb/s), which have up to now not been achieved by any other semiconductor technology, demonstrate the high-speed capability of silicon bipolar technology. This speed capability, however, can only be exhausted if suitable circuit concepts are chosen and if the circuits themselves are carefully optimized. Furthermore, the question is discussed, in how far the inevitable compromise between delay time and power consumption per gate can be improved. This power consumption limits the integration level and the operating speed in large-scale integrated circuits.

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30 Gbit/s multiplexer and demultiplexer ICs in silicon bipolar technology

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Design of a Silicon Bipolar Laser- and Line-Driver IC with Adjustable Pulse Shape and Amplitude for Data Rates Around and Above 10 Gbit/s

Design of a Silicon Bipolar Laser- and Line-Driver IC with Adjustable Pulse Shape and Amplitude for Data Rates Around and Above 10 Gbit/s

A Survey of Present Compact Models for High-Speed Bipolar Transistors

Hochgeschwindigkeits-Schaltungen in Silizium-Bipolartechnologie/ High-speed integrated circuits in silicon bipolar technology

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