直流耦合的交流耦合是什么意思呢-直流耦合的交流耦合是什么意思呢英语

在高速调制器中，绝大多数用的是交流耦合，交流耦合一方面无需适配电源电压和信号静态电压，只需进行BiasT的端接接口。T型三端网络，交流的调制信号只需关注Vpp调制信号摆幅，第二端的直流偏置由本地网络进行控制，一二端合并后成为第三端的实际电信号控制。

现在呢，有了很多的直流耦合，比如OFC2022PPT汇编中Intel的用于硅光调制器的直流耦合，比如合集2021上第339-343页Lumentum用于InP调制器的直流耦合…..

这些所谓的直流耦合，并不是真正的直流信号的连接，实际上是集成了电容的“交流耦合”。

为什么外部放置交流耦合电容，不行呢从驱动芯片（或者DSP）把电芯片输出后，进入调制器之前，采用外部电容，有两个难处。

第一个难度是信号本身的劣化，

电信号路径很长，高频损耗就很大

交流耦合的电容很大，信号有高度差，阻抗不匹配

电容需要焊接，焊结的物料是不同的金属材质，电阻率有差异，阻抗不匹配

金丝键合，有寄生电感，降低带宽，同时阻抗不容易控制

第二个难处是，这些耦合电容需要地方去放置，不利于3D电光芯片Flip chip的高密度封装工艺。

那么把电容集成在光芯片上，或者集成电路中，都可以。有个好处是高频耦合电容是越来越小的。

2021合集下册第55-57页，有40GHz以上的交流耦合电容的一些解释。

把电容集成起来，用一个宏观的直流耦合（也就是无外部耦合电容），实现高频封装，但并不改变其本质的交流耦合方式，这种设计理念就开始用于咱们的光模块。

比如Intel这种，3.2T /6.4T CPO，比如Lumentum这种用于相干的IQ调制器等等。集成一个片上高频小电容，从技术上来说，是可行的。

分两类解释，InP的片上电容

InP的调制器波导，有PIN、NIPN等，这不是今天的重点。通常电极是位于波导上方。

MZ调制器的双波导，大多数分布如下

2021合集里的那个直流耦合，片上电容的集成，是一个MOS电容，金属-氧化物-半导体InP的电容。

氧化物的本质是制作绝缘体，就是电容两个电极板之间的绝缘填充物。可以是氧化硅、氧化铝，当然使用氮化硅也是可以做MOS电容的。

硅波导的电极是横向分布的，

如果是微环调制器，就是上图波导，如果是MZ调制器，一般是用的下图电极分布。

如果要集成电容的话，基于硅的半导体工艺多层互联，利用两层金属电极夹一层绝缘体，更容易制作。夹着的绝缘体，可选择氧化硅、氧化铝、氧化钛、氧化铪…, 都是常见硅光集成/硅基集成电路中的常见材料体系。

片上集成电容，主要的难点是受限于尺寸，电容的容量比较小。如果能满足设计需求，采用集成电容适用于大带宽的光调制器的应用场景。

审核编辑：刘清