隨著光纖通信系統不斷進入家庭，設備制造商比以往任何時候都更加需要降低功耗。將電源要求降低到+3.3V單電源是顯著改善任何系統整體功耗的明顯方法。但是，要找到一款在+3.3V單電壓環境下正常工作，同時仍能滿足SDH/SONET電信特有的嚴格抖動和光傳輸要求的光纖發送器是一項艱巨的挑戰。高電流要求、快速開關能力和半導體激光管引線電感都不利于實現+3.3V目標。Maxim的新型MAX3667激光驅動器是Maxim完整的+3.3V、622Mbps光纖通信解決方案的一部分，克服了這些挑戰，提供了獨特的解決方案。

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隨著光纖通信系統不斷進入家庭，設備制造商比以往任何時候都更加需要降低功耗。將功率μ電源要求降至+3.3V單電源是顯著改善任何系統整體功耗的明顯方法。但是，要找到一款在+3.3V單電壓環境下正常工作，同時仍能滿足SDH/SONET電信行業典型的嚴格抖動和光傳輸要求的激光發射器，是一項艱巨的挑戰。

高電流要求、快速開關能力和激光引線電感都不利于實現+3.3V目標。Maxim的新型MAX3667激光驅動器是Maxim完整的+3.3V、622Mbps光纖通信方案（圖1）的一部分，克服了這些挑戰，提供了獨特的解決方案。

圖1.Maxim的+3.3V，622Mbps芯片組。

電信工作溫度范圍為 -40°C 至 +85°C。 在此范圍內，半導體激光管所需的閾值電流將有很大差異。激光器的閾值電平在 -40°C 和 +40°C 之間移動超過 85mA 的情況并不少見（圖 2）。

圖2.半導體激光管閾值與溫度的關系。

典型的長波長、法布里-珀羅式半導體激光管需要大約 1.2V 的正向偏置電壓。這種正向偏置要求是與半導體激光管相關的能量間隙的函數，可以大于1.6V。正向壓降加上+3.3V±5%電源，意味著激光驅動器輸出級僅剩1.5V。在這種嚴格的約束下，激光驅動器必須同時提供偏置電流（I偏見） 將半導體激光管設置為高于閾值和調制電流 （I勇氣） 來傳輸數據。偏置電流要求通常高達60mA，根據距離要求，調制電流可能超過60mA。同時，輸出信號必須足夠快，以滿足嚴格的抖動產生要求以及SDH/SONET的傳輸眼圖。

圖3顯示了半導體激光管和與封裝相關的電感。在這種配置中，總電流為I偏見+ 我勇氣必須同時流過半導體激光管和電感。

圖3.直流耦合激光器。

激光驅動器輸出端的總壓降為1.6V + LΔi/Δt。對于622Mbps應用，光邊沿速度通常小于600ps（電氣），導致電感兩端的額外電壓瞬變高達：

這導致激光驅動器的輸出電壓要求為+3.1V - 1.6V - 0.5V = 1.0V。

傳統的偏置電流輸出級是一個簡單的電流源，能夠在如此嚴格的工作電壓下工作。另一方面，調制電流輸出級通常為開關差分對，需要2V以上是（基極發射極電壓）的裕量，使其無法在如此低的輸出電壓要求下工作。MAX3667采用高速電流源架構，能夠在更小的裕量內工作（圖4）。

圖4.不同的激光驅動器輸出級。

通過將輸出級與與半導體激光管相關的直流壓降隔離，I勇氣輸出可以在更接近電源電壓的位置工作，從而進一步放寬裕量限制（圖 5）。

圖5.交流耦合調制電流。

Maxim的MAX3667激光驅動器允許對I勇氣通過提供用于自偏置的集成上拉電阻和足夠的電流驅動能力來克服這種技術的額外負載，從而輸出。MAX3667輸出端的總調制電流實際上超過100mAp-p。31Ω 的內部上拉電阻，以及高速連接半導體激光管時預期的阻尼和匹配電阻，可降低半導體激光管上可用的總調制電流。對于典型電阻值，該電流被分壓至約60mAp-p。

交流耦合調制電流需要權衡取舍。通過在信號路徑中引入電容器，系統增加了一個低頻截止。SDH/SONET 信號由非歸零數據流組成。對這些系統的典型期望是它們將保持 10-10誤碼率，最多 72 個連續 1 或 0。這種低頻要求，加上與隔直電容相關的時間常數，會極大地影響半導體激光管輸出端的模式相關抖動（PDJ）。重要的是，此時間常數會導致與長連續位流相關的最小輸出下降。顯然，這個問題可以通過使用大電容作為耦合電容輕松解決，但這與減小光發射器尺寸的典型設計目標背道而馳。通過使用不大于1μF的AC耦合電容，MAX3667對于大于100位的連續位流可實現低輸出下降和低PDJ。

MAX3667可以采用+3.3V單電源供電。除了提供足夠的驅動能力外，它還包含一個完全集成的APC環路，用于在整個溫度范圍內保持偏置電流。MAX3667可輕松滿足ITU和Bellcore622Mbps發送器的抖動產生規范，而不會增加成本或布局復雜性。

審核編輯：郭婷