[发明专利]用于超快低功率光电探测器的动态阻抗接收器电路

说明书

背景技术

光通信系统能够通过在介质中传播的光而在两个点之间传输数据。该介质可以是诸如用在光纤线路中或者芯片内部的或芯片至芯片的光链路中的波导。诸如在自由空间光通信系统中，该介质可以是自由空间，所述自由空间光通信系统在不使用波导的情况下通过从一个点到另一个点的光传输数据。光通信系统正越来越多地用在高速数据传输应用中。这些系统中的一些要求大范围的基础设施，诸如光纤地面线路，而这些系统中的另一些要求制造好的芯片（fabricated chip）或者最小的电路，诸如片上链路或者自由空间系统。特定的应用可能规定采用哪种光链路来进行数据传输。

光通信系统使用发射器电路将信号从信号转换成光信号，并且通过介质把它发送到接收器电路。由于红外波长的以比其它波长小的衰减和色散被传输通过介质的能力，这样的系统可以使用红外光，但是在理论上可以使用适合于光传播通过的介质的任何波长。

附图说明

附图图示了本文所描述的原理的各种实施例，且所述附图是说明书的一部分。所图示的实施例仅仅是示例，而并不限制权利要求的范围。

图1是根据本文所描述的原理的实施例的光通信链路的框图。

图2是根据本文所描述的原理的实施例的光接收器电路的示意图。

图3是根据本文所描述的原理的实施例的光接收器电路对光输入的响应的曲线图。

图4是根据本文所描述的原理的实施例的光接收器电路的示意图。

图5是根据本文所描述的原理的实施例的光信号中的多个脉冲的曲线图。

图6是根据本文所描述的原理的实施例的光接收器电路对光输入的响应的曲线图。

贯穿附图，同样的附图标记指示相似的但未必同样的元素。

具体实施方式

本说明书涉及光传输系统，更特别地涉及用于在能够以高比特率接收光传输的同时使功耗最小化的光接收器电路。在各种实施例中，接收器电路包括用于接收光信号的光电探测器和使得该电路的输入阻抗值基于该接收器电路的充电阶段或者放电阶段而变化的动态阻抗。

如在本说明书中和所附权利要求中所使用的，术语“光通信链路”（光链路）是指使用在介质中传播的光在两个点之间、通常在发射器或者驱动器电路（驱动器）和接收器电路（接收器）之间传输数据的通信的系统。取决于特定应用中所使用的光链路，这样的系统可能能够在大的距离或者短的距离上传输数据。在自由空间光通信系统中，例如距离和连接速度可能根据大气条件而改变。雪、雨、雾、污染或者其它条件可能中断光信号或者可能导致光信号中的光子的额外的散射，从而降低传送比特率。在一些光链路中，驱动器和接收器之间的长的距离可能导致大量的散射，从而使得到达接收器的光子的数目被高度衰减从而需要放大以产生可用的信号。信噪比也可能太低以至于无法区分实际的信号和可能经由各种电路部件或者大气条件而被引入该系统中的噪声。

在特定应用中，光通信系统可以使用红外光将数据从驱动器传输到接收器。在另一应用中，光通信链路可以使用诸如红光激光器或者发光二极管的可见光将数据从驱动器传输到接收器。该光通信链路可以在传输路径的两端处都既包括驱动器又包括接收器，以使得光通信链路能够在两端处进行通信（发射和接收）。

如在本说明书中和所附权利要求中所使用的，术语“驱动器”是指连接到信号源的部件，其能够把来自信号源的信号转换成光信号（如果需要的话）以及能够通过光通道在一距离上对该光信号进行传输。术语“接收器”是指这样的部件：其能够接收来自驱动器的光信号并把该光信号转换成连接到该接收器的输出的其它部件或者电路可用的另一信号（通常是电信号）。

如在本说明书中和所附权利要求中所使用的，术语“光电探测器”是指光敏部件，其能够把来自光信号的光子能量转换成电能量。光电探测器起到依赖于光电探测器接收的光信号的强度的电流源的作用。用在光链路中的常见的光电探测器包括光电二极管。可以使用PN或者PIN结来创建光电二极管。PN结具有邻近n型半导体区的p型半导体区。PIN结是包括p型区和n型区之间的本征半导体区的结。P型区和n型区可以用于欧姆接触。该光电探测器具有由于该结的原因而引起的相关联的电容，且被设计成能够存储来自所接收的光信号的特定数量的电荷。