Versatile high-speed integrated RC-LED driver

Abstract

In dieser Arbeit wird ein System für die optische Datenübertragung über Plastic Optical Fibers (POFs) mit einer Datenrate von 1 Gbps vorgestellt. Es wird dabei im Besonderen auf die Sendeseite dieses Systems eingegangen.<br />Zu diesem Zweck werden im Verlauf dieser Arbeit die verschiedenen Arten von Sendeelementen für die optische Datenübertragung untersucht. Im Rahmen der Untersuchung zeigte sich die Resonant Cavity LED (RC-LED) als das sinnvollste Sendeelement im Rahmen der gestellten Anforderung. Die RC-LED verbindet hohe Leistung mit hoher Robustheit und gute Wirtschaftlichkeit.<br />Um das Sendeelement verwenden zu können, wird eine integrierte Schaltung zum Ansteuern vorgestellt. Dabei wird auf einen High-Performance BiCMOS Prozess zurückgegriffen. Im Rahmen der Arbeit wurden Bandbreiten von 2 GHz und Pulsströmen von bis zu 100mA erreicht. Des Weiteren wurde eine weitere Schaltung entwickelt, mit der gleitend der aktuelle Arbeitspunkt des Sendeelementes gemessen werden kann.<br />Ein fertiges Layout der kompletten Schaltung wird vorgestellt, dessen Leistungsfähigkeit durch eine Postlayoutsimulation verifiziert wurde.<br />

In this work a system is presented which enables an optical data transmission over Plastic Optical Fibers (POFs) with a speed of 1 Gbps.<br />The focus of this work is the transmission side of the system.<br />For this system different devices for the optical transmission will be presented. One of these devices will be a Resonant Cavity LED (RC-LED).<br />This is a high-performance robust and economic device for optical data transmission.<br />To use the RC-LED at a high data rate it is necessary to develop an integrated driver circuit. A high-performance BiCMOS process will be used to accomplish this goal. The proposed circuit reaches a bandwidth of 2 GHz with peak currents reaching 100 mA. A circuitry for measuring the operating point of the RC-LED was also developed.<br />In this work a complete layout of the circuit is presented. The performance is verified by a post-layout simulation.