Contribution à létude des amplificateurs distribuéset des circuits de polarisation active. Applicationsaux circuits de commande de modulateurs électro-optiquesReportar como inadecuado




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1 IETR - Institut d-Electronique et de Télécommunications de Rennes

Abstract : The increase of data rates in optical telecommunication systems to 10Gbps and40Gbps, particularly for distances in excess of 150 km, favours the use of externalmodulation, and in particular electro optical modulators. The driver circuit of thesemodulators thus become a key component of fiber optic transmission systems.The first chapters of this thesis present a description of the most common systems andarchitectures used, allowing us thereby to define performance specifications for the externalmodulator driver circuits, and in particular electro optical drivers. Distributed amplifiers fulfilthese requirements well, due in particular to their high gain bandwidth product and a detailedstudy of distributed amplifiers and their various configurations is carried out. The designedamplifiers were produced based on a 0.15 μm PHEMT gallium arsenide technology.In order to simplify the packaging and to solve the problems caused by the classicaldistributed amplifier-s biasing, two novel integrated biasing circuits were developed. First ofall, a novel active load, taking place of termination of the output line of the distributedamplifier, was designed to bias the amplifier and makes it possible to preserve the outputmatching during the variation in the current bias, for a gain control for example. Also anintegrated device composed of current sources connected to the output line of the distributedamplifier, called an active bias T, is studied. The realization of an optical modulator driver, bypackaging a distributed amplifier using the active bias T, has been validated by scatteringparameter measurements and, electrical and optical eye diagrams.

Résumé : L-augmentation des débits à 10Gbps et 40Gbps dans les télécommunicationsoptiques couplée à des besoins de portées supérieures à 150 km privilégie l-emploi de lamodulation externe, et en particulier, des modulateurs électro-optiques. Les circuits decommande des modulateurs optiques apparaissent alors comme un élément clé de cessystèmes de transmission.Les premiers chapitres permettent, suite à une présentation des systèmes et architectures lesplus couramment utilisés, de définir les spécifications en performances requises pour lescircuits de commande de modulateurs externes et en particulier des modulateurs électrooptiques.Une étude complète des amplificateurs distribués, et de leurs différentesconfigurations, est menée. Ces amplificateurs, par leur produit gain-bande passante élevé,répondent en effet au mieux aux exigences définies. Les amplificateurs conçus ont été réalisésà partir de transistors PHEMT sur arséniure de gallium, de 0.15 μm de longueur de grille.Afin de simplifier la mise en boîtier et de résoudre les désagréments de la polarisationclassique des amplificateurs distribués, deux nouveaux circuits de polarisation intégrés ont étédéveloppés. Tout d-abord une nouvelle charge active, tenant lieu de terminaison de la ligne desortie de l-amplificateur distribué, permet de polariser et de conserver l-adaptation en sortie del-amplificateur distribué lors d-une variation du courant de polarisation, pour d-un contrôle degain par exemple. Egalement un dispositif intégré de sources de courant connectés à la lignede sortie de l-amplificateur distribué, appelé té de polarisation actif, a été étudié. Laréalisation d-un circuit de commande, par le report et la mise en boîtier d-un amplificateurdistribué utilisant le té de polarisation actif, a été validée par des mesures de paramètres S etdes diagrammes de l-oeil électriques et optiques.

en fr

Keywords : Optical modulator drivers gallium arsenide distributed amplifier active loads active bias T.

Mots-clés : té de polarisation actif Circuit de commande de modulateurs optiques arséniure de gallium PHEMT amplificateur distribué charges actives té de polarisation actif.





Autor: Régis Claveau -

Fuente: https://hal.archives-ouvertes.fr/



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