ONET8521T：高速限幅跨阻放大器的卓越之選

在高速光通信領域，一款性能出色的跨阻放大器對于確保信號的準確傳輸至關重要。今天，我們就來深入了解一下德州儀器（TI）推出的ONET8521T，這是一款數(shù)據(jù)速率高達11.3Gbps的高速限幅跨阻放大器，具備諸多令人矚目的特性。

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產(chǎn)品特性與應用場景

特性亮點

ONET8521T采用單一3.3V電源供電，擁有9GHz的帶寬，能夠滿足高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨蟆Ｆ湫酒叽鐬?70μm × 1036μm，小巧精致。差分小信號跨阻達到2.4kΩ，輸入?yún)⒖荚肼晝H為0.95μARMS，靈敏度高達 -20dBm，輸入過載電流為2.5mAPP，典型功耗低于90mW，具有出色的低噪聲和低功耗性能。此外，它還集成了接收信號強度指示（RSSI）功能，CML數(shù)據(jù)輸出帶有片上50Ω背端匹配，并且片上集成了電源濾波電容，為設計帶來了便利。

廣泛應用

該放大器適用于多種高速通信領域，如10G以太網(wǎng)、8G和10G光纖通道、10G EPON、SONET OC - 192、6G CPRI和OBSAI等，同時也可用于PIN前置放大器接收器和APD前置放大器接收器。

內(nèi)部結(jié)構(gòu)與工作原理

簡化框圖與組成部分

ONET8521T主要由信號路徑、電源濾波器、直流輸入偏置控制塊、自動增益控制（AGC）和接收信號強度指示（RSSI）等部分組成。信號路徑包括跨阻放大器級、電壓放大器和CML輸出緩沖器，片上濾波電路為PIN光電二極管和跨阻放大器提供濾波后的VCC。

各部分功能詳解

• 信號路徑：跨阻放大器將光電二極管電流轉(zhuǎn)換為電壓，當輸入信號電流超過一定值時，通過非線性AGC電路降低跨阻增益，以限制信號幅度。電壓放大器提供額外的限幅增益，并將單端輸入電壓轉(zhuǎn)換為差分數(shù)據(jù)信號。輸出級提供CML輸出，片上50Ω背端匹配到VCC。
• 濾波電路：FILTER引腳為PIN光電二極管偏置提供濾波后的VCC，片上低通濾波器使用220Ω濾波電阻和電容實現(xiàn)，拐角頻率低于5MHz?？缱璺糯笃鞯碾娫措妷和ㄟ^片上電容濾波，避免了使用外部電源濾波電容的需要。輸入級有單獨的VCC電源（VCC_IN），與限幅和CML級的電源（VCC_OUT）在芯片上不相連。
• AGC和RSSI：當使用FILTER引腳偏置PIN二極管時，偏置和RSSI控制電路塊會監(jiān)測內(nèi)部光電二極管電源濾波電阻上的電壓降。如果直流輸入電流超過一定水平，通過受控電流源部分抵消，以保持跨阻放大器在最佳工作范圍內(nèi)。AGC電路調(diào)整放大器的電壓增益，確保整個放大器的限幅特性。該電路塊還會感應濾波電阻上的電流，并生成與輸入信號強度成比例的鏡像電流，可通過外部電阻將其引入地。對于使用外部偏置的APD或PIN光電二極管，應使用RSSI_EB引腳，但在外部光電二極管偏置條件下，建議從外部偏置電路獲取RSSI以提高精度。

電氣特性分析

直流電氣特性

在推薦的工作條件下，典型值在VCC = 3.3V和TA = 25°C時測量。電源電壓范圍為2.97V - 3.63V，電源電流在不同輸入電流下有所不同，輸入偏置電壓為0.75V - 0.98V，輸出電阻為40Ω - 60Ω，光電二極管濾波電阻為220Ω。

交流電氣特性

小信號跨阻為1500Ω - 2400Ω，小信號帶寬為7GHz - 9GHz，低頻 -3dB帶寬為30kHz - 100kHz，輸入?yún)⒖?a target="_blank">RMS噪聲為0.95μA - 1.4μA，無應力靈敏度為 -20dBm，確定性抖動和過載確定性抖動在不同輸入電流和數(shù)據(jù)速率下有相應的范圍，最大差分輸出電壓為180mVPP - 420mVPP，RSSI增益和輸出偏移電流也有明確的參數(shù)。

應用與裝配建議

典型應用電路

在典型的光纖接收器應用中，ONET8521T可將PIN光電二極管產(chǎn)生的電流轉(zhuǎn)換為差分輸出電壓。FILTER輸入為PIN提供直流偏置電壓，RSSI輸出可通過電阻連接到地，用于鏡像光電二極管輸出電流。OUT+和OUT - 引腳內(nèi)部通過50Ω上拉電阻連接到VCC，輸出必須交流耦合到后續(xù)設備。對于APD接收器，可使用外部光電二極管偏置，但其外部偏置RSSI信號基于直流偏移值，不如內(nèi)部偏置RSSI信號準確。

裝配建議

為了實現(xiàn)最佳性能，需要注意裝配寄生參數(shù)和外部組件。建議使用低電容光電二極管，減少IN焊盤上的總電容，將光電二極管靠近ONET8521T芯片放置，以減小鍵合線長度和寄生電感。在交流耦合差分輸出引腳OUT+和OUT - 使用相同的終端和對稱傳輸線，對于電源端子VCC_IN、VCC_OUT和GND使用短鍵合線連接，雖然芯片上提供了電源電壓濾波，但可使用額外的外部電容進一步改善濾波效果。

芯片尺寸與封裝信息

芯片厚度為203 ± 13μm，焊盤尺寸為105μm × 65μm，芯片尺寸為870 ± 40μm × 1036 ± 40μm。文檔還提供了焊盤的坐標信息，方便進行設計和布局。ONET8521T有兩種可訂購的零件編號，均為有源生產(chǎn)狀態(tài)，采用DIESALE封裝，適用于 -40°C至100°C的工作溫度范圍。

總的來說，ONET8521T憑借其出色的性能和豐富的功能，為高速光通信系統(tǒng)的設計提供了一個可靠的解決方案。在實際應用中，工程師們需要根據(jù)具體的需求和設計要求，合理利用其特性，并遵循裝配建議，以實現(xiàn)最佳的性能表現(xiàn)。大家在使用ONET8521T的過程中，有沒有遇到過什么特別的問題或者有什么獨特的應用經(jīng)驗呢？歡迎在評論區(qū)分享交流。