Abstract
We implemented a 10 Gb/s 4-channel vertical cavity surface emission lasers (VCSEL) driver array in a $0.13{\mu}m$ CMOS process technology. To enhance high current resolution, power dissipation, and chip space area, digital APC/AMC with time division sensing technology is primarily adopted. The measured -3 dB frequency bandwidth is 9.2 GHz; the small signal gain is 10.5 dB; the current resolution is 0.01 mA/step, suitable for the wavelength operation up to 10 Gb/s over a wide temperature range. The proposed APC and AMC demonstrate 5 to 20 mA of bias current control and 5 to 20 mA of modulation current control. The whole chip consumes 371 mW of low power under the maximum modulation and bias currents. The active chip size is $3.71{\times}1.3mm^2$.
$0.13-{\mu}m$ CMOS 공정기술을 이용하여 10 Gb/s 4채널 수직공진 표면 광레이저 (VCSEL) 드라이버 어레이를 구현하였다. 높은 전류 해상도, 전력 소모 및 칩 면적의 향상을 위해 시분할 센싱기법을 사용한 디지털 APC/AMC가 최초로 채택되었다. 측정된 -3 dB 주파수 대역폭은 9.2 GHz이고, 소신호 이득은 10.5 dB, 그리고 전류 해상도는 폭넓은 온도 범위에 대해 10 Gb/s 까지 안정한 파장동작을 위한 1 mA/step이다. 제안된 APC/AMC는 5 ~ 20 mA 의 바이어스 전류 제어 및 5 ~ 20 mA 의 변조전류제어를 입증하였다. 4 채널 칩 소모전력은 최대 바이어스 및 변조전류 하에서 371 mW, 칩 사이즈는 $3.71{\times}1.3mm^2$이다.