[实用新型]一种降低光通信芯片发射端功耗的驱动级电路

说明书

本实用新型公开了一种降低光通信芯片发射端功耗的驱动级电路，涉及微电子技术领域，接收光模块发射的光信号，并通过驱动级电路将电流输出至外部激光器，所述驱动级电路包括调制电流电路和偏置电流电路，调制电流电路用于接收光模块发射端发射的光信号，由调制电流电路将所接收的输入电压转换为交流电后，输出至外部激光器的负极，偏置电流电路用于提供激光器的静态电流，将所获的经过复用的偏置电流输出至外部激光器的负极。通过本实用新型的技术方案，在不改变电压域的情况下满足系统的功耗指标，有效地降低光模块芯片的发射极功耗，实现低功耗的电压输入，电流输出。

技术领域

本实用新型涉及微电子技术领域，具体而言涉及一种降低光通信芯片发射端功耗的驱动级电路。

背景技术

随着云计算、5G、IoT、AI等新应用场景的到来，光通信更多需要解决机器与机器之间的通信，由此带来了巨大的市场需求变化。从运营商5G网络架构来看，5G基站（按照大集中、小集中和不集中来考虑）速率要求将逐步升级到25G甚至100G，预计整个5G网络将会带来数千万量级的25Gbps高速光模块需求，有望新增百亿元的市场空间。从运营商对5G光模块市场价格预期来看，未来25G光电芯片的国产化替代将是实现低成本5G光模块的主要途径和确定性目标。

在5G光模块的应用场景中，功耗是非常核心的一项指标，甚至会影响整个模块的商业化应用。在系统级的设计中，保持信号摆幅不变的情况下，降低功耗的最直接的方法是采用多个电压域，该方案的代价是需要在光模块中额外加入两个直流稳压器，增加了整体模块的成本。功耗细分到光收发芯片中，发送端由于需要驱动激光器，其工作时功率消耗远大于接收端，故若能降低工作时发送链路的功耗，就可以在不降低电压域的情况下满足芯片的功耗指标。

当前5G前传网络的光收发芯片，发送端采用的是DML（直藕式调制激光器）方式，当此电路正常工作时，输出驱动级偏置电流的范围是1.5mA~50mA，调制电流的范围是10mA~80mA，整个收发芯片的功耗要求是典型工作状态下整体功耗控制在500mW内。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种降低光通信芯片发射端功耗的驱动级电路，以解决现有技术中的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种降低光通信芯片发射端功耗的驱动级电路，用于接收光模块发射的光信号，并通过驱动级电路复用电流将电流输出至外部激光器，所述驱动级电路包括调制电流电路和偏置电流电路；

所述调制电流电路的输入端构成驱动级电路的输入端，用于接收光模块发射端发射的光信号，由调制电流电路将所接收的输入电压转换为交流电后，并通过调制电流电路的输出端Toutc输出至外部激光器的负极，外部激光器的正极与调制电流电路的输出端Touta相连；

所述偏置电流电路的输入端与调制电流电路的输出端Toutc相连，偏置电流电路输出端与外部激光器的负极连接，所述偏置电流电路用于针对所接受的交流电进行偏置和阻抗匹配，获得用于提供外部激光器的静态电流。

进一步地，前述的调制电流电路包括电感L1、电阻R1、晶体管Q1、晶体管Q2、晶体管Q3、以及电流源I_MOD，晶体管Q1与晶体管Q2的基极分别与光模块发射端相连，作为调制电流电路的输入端，晶体管Q1与晶体管Q2的发射极分别与电流源I_MOD的正极相连，晶体管Q1的集电极与晶体管Q3的发射极相连，晶体管Q3的集电极分别连接电感L1的一端、电阻R1的一端、以及外部激光器的正极作为调制电流电路的输出端Touta，晶体管Q2的集电极构成调制电流电路的输出端Toutc，电感L1和电阻R1的另一端连接电源VDD，电流源I_MOD的负极接地。