本應用筆記討論了寄生電感的成因及其對10Gbps光發射器的影響。它還顯示了有關如何控制不良影響的一些技術和相關計算。

成功的10Gbps光發射器設計需要仔細注意寄生電感的來源和影響。即使添加0.1nH的電感，也會導致上升/下降時間，過沖/振鈴以及光輸出中的抖動顯著降低（作為參考，一根0.5mm的鍵合線會增加大約0.4nH）。

圖1是連接到激光二極管的激光驅動器輸出級的簡化框圖。在實際的系統中，由于鍵合線，芯片焊盤等原因，存在許多分布的寄生電感。為簡單起見，在圖1的模型中，分布的電感被集中到兩個位置。L（out）在驅動器的輸出（激光二極管的陰極）上，L（陽極）在激光二極管的陽極上。歸因于電感器的開關電流的瞬態行為以多種方式影響激光二極管的光學輸出。

電壓裕量

驅動器調制輸出晶體管需要最小的規定電壓才能正確開關。一個示例要求是調制輸出的最低電壓為1.55V。在最小值以下運行將導致晶體管開關欠佳，從而導致抖動增加以及光輸出出現其他失真。寄生電感可以在降低開關期間的電壓裕量方面發揮主要作用。

上升/下降時間

如果我們忽略了寄生電容的影響，并假設大大簡化了單一時間常數（STC）模型，則可以使用L / R時間常數來計算上升和下降時間。對于20％-80％的上升時間，我們可以使用關系2πτ≈trise / 0.22（其中τ= L / R表示時間常數）來計算L的值。如果讓R =20Ω，則L≈14.5×三叉戟。使用這種關系時，典型的10Gbps上升時間為25ps，則L≈0.36nH。盡管此結果遠非精確的結果（它是基于大大簡化的模型得出的），但它很好地說明了在不顯著影響

上升/下降時間的情況下可以容許的近似電感水平。

過沖和振鈴

如果我們在圖1的模型中包括寄生電容，我們可以使用基本控制理論來預測由過阻尼或欠阻尼的LRC電路導致的過沖和振鈴。

假定實際電阻保持恒定，則增大電感將導致系統的欠阻尼越來越大，并且會增加過沖和振鈴。另一方面，如果增加電阻以符合臨界電阻標準，則凈空空間將受到負面影響。這意味著，為了滿足裕量要求并保持電路的臨界阻尼，必須使寄生電感最小。

仿真結果

使用詳細模型（比圖1所示的模型更為復雜）進行的計算機仿真說明了各種寄生電感值對上升時間，下降時間，過沖，下沖和確定性抖動的影響。圖2是LOUT的三個不同值的仿真結果的一個示例。下表總結了使用各種LOUT值同時保持LANODE恒定的仿真數值結果。作為參考，長度為0.5mm的鍵合線表示約0.4nH的寄生電感，而長度為1mm的鍵合線則表示約0.8nH。

仿真結果表明，準確理解和嚴格控制10Gbps發送器系統各部分中的電氣寄生環境對于模塊設計和開發的成功至關重要。

結論

寄生電感是不希望有的影響，應避免使用，尤其是在光發射器上。該文件顯示了這種寄生電感的可能來源，以及仔細的設計測量和參數如何有助于其控制。

編輯：hfy