Conception et caractérisation de circuits intégrés en transistors bipolaires àdouble hétérojonction sur phosphure d’indium pour les télécommunicationsoptiques de classe Tb/s/canal

Indium phosphide double heterojunction bipolar transistor integrated circuitdesign and characterization for Tb/s/channel optical communications

• Auteur / Autrice : Romain Hersent
• Direction : Achour Ouslimani
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie électrique et électronique - Cergy
• Date : Soutenance le 15/12/2020
• Etablissement(s) : CY Cergy Paris Université
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences et ingénierie (Cergy-Pontoise, Val d'Oise)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Quartz (Saint-Ouen, Seine-Saint-Denis)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Achour Ouslimani, Catherine Algani, Viktor Krozer, Valérie Vigneras, Tom Keinicke Johansen, Abed-Elhak Kasbari, Jean-Yves Dupuy, Philippe Pouliguen
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Catherine Algani, Viktor Krozer

Mots clés

Mots clés contrôlés

Circuits électroniques

Mots clés libres

Driver linéaire de modulateur E/O

Égaliseur linéaire à temps continu (ELTC)

Entrelaceur analogique (AMUX)

Transistors bipolaires à double hétérojonction (TBDH) sur phosphure d’indium (InP)

Conception de circuits intégrés pour signaux mixte analogiqu

Large swing E/O modulator linear driver

Continuous time linear equalizer (CTLE)

Analog multiplexer (AMUX)

Indium phosphide (InP) double heterojunction bipolar transistor (DHBT)

Mixed signals ultra-High-Speed integrated circuit design

Tb/s optical co

Résumé

Ces travaux présentent l’étude, la conception et la caractérisation de circuits électroniques intégrés analogiques, réalisés dans la technologie TBDH sur InP de 0,7 mm de largeur d’émetteur du III-V Lab, pour les télécommunications optiques de classe Tb/s/canal. Nous montrons comment l’intégration monolithique d’un entrelaceur analogique deux voies vers une, d’un driver linéaire de modulateur et d’un égaliseur linéaire à temps continu, en synergie avec cette technologie de transistors à fort produit vitesse de fonctionnement x amplitude de sortie, permet d’atteindre des excursions linéaires en tension de sortie différentielles de 3 Vcc à 160 Gb/s en format de modulation multi-niveaux, avec une très bonne qualité du signal, avançant l’état de l’art. Les circuits proposés visent à lever le verrou lié à la bande passante des transmetteurs optiques cohérents afin de repousser leurs limitations en débit symbole électrique, à travers une approche multi-technologiques InP/Si pour exploiter les meilleures performances de chacune.

In this work, we present the study, design and characterization of analog integrated circuits, realized in III-V Lab’s 0.7-mm emitter width InP DHBT in-house technology, for Tb/s/channel optical communications. We describe how a 3-Vpp differential linear output swing is obtained at 160 Gb/s, in multi-level modulation, through sinergizing the monolithic integration of an analog multiplexer, a linear modulator driver and a continuous time linear equalizer with this high speed x swing product transistor technology. The proposed integrated circuits aim at overcoming coherent optical transmitter bandwidth limitations to increase electrical symbol-rate through an InP/Si multi-technological approach, leveraging both worlds’ potentials.