用于共模抑制比估算的垂直腔面发射激光器差分电光等效电路模型

摘要： 垂直腔面发射激光器（VCSEL）可用于实现高电磁噪声环境下系统运行的电隔离。本文提出了一种区别于常规单端模型的VCSEL小信号差分电光等效电路模型，该模型不仅描述了信号的电光与光电转换过程，还模拟了VCSEL芯片的电气特性。该电路模型采用Y参数与混合模S参数相结合的方法构建。相较于旨在描述激光器内部动态特性的传统模型，本模型主要聚焦于差分VCSEL配置中非对称寄生参数的建模。研究模拟了五引脚VCSEL TOSA封装与测试印刷电路板之间的寄生参数，并分析了激光器阳极/阴极对地寄生参数非对称性的影响。通过该差分VCSEL模型可估算差模与共模输入信号的传输系数，以共模抑制比（CMRR）表征有用信号与干扰信号的比值。该模型覆盖了集成电路EMC和ESD测试所需的4GHz频率带宽。