100GHzの広帯域性能を有する小型の増幅器ICモジュールを開発――次世代光通信や6Gでの実験／計測器への応用に期待 NTT

日本電信電話（NTT）は2023年2月20日、100GHzの広帯域性能を有する小型の増幅器ICモジュールを開発したと発表した。

同社は今回、独自のインジウム・リン系ヘテロ結合バイポーラトランジスタ（InP HBT）技術を採用しており、ブロードなピーキング特性（高周波側の利得を強調する特性）を実現した。

これにより、パッケージ実装により生じる高周波信号の損失を補償し、増幅器ICモジュールとしての利得の平坦性（低周波から高周波にかけて一定の増幅率を得られる特性）を担保している。

InP HBT技術によるベースバンド増幅器IC（a）写真（b）周波数特性

また、既存のスレッドオン嵌合型の同軸コネクタの代わりに、プッシュオン嵌合型の同軸コネクタをインターフェースに採用した。同軸と内部の高周波基板における接合部の設計を改善しており、広帯域特性を保ちつつパッケージを小型化している。

さらに、小型の薄層キャパシタを内部の高周波基板上に実装し、広帯域特性との両立が難しかったDCブロック機能集積を実現した。

これらの技術によって、サイズを11.8×10×4.3mmと小型化しつつ、100GHz以上の広帯域特性とDCブロック機能集積を両立した。体積比では、従来比で10分の1以下となっている。

ベースバンド増幅器ICモジュール（a）構成ブロック図（b）写真（c）周波数特性

実験を行ったところ、同モジュールによりシンボルレートが112ギガボーの広帯域PAM-4信号を歪みなく増幅できることが確認された。

増幅器ICモジュールによる112ギガボーのPAM-4信号の増幅実験結果

同社は、これまでにも同タイプのプロトタイプモジュールを開発している。ただし、プロトタイプはサイズが大きいほか、前後のデバイスとの接続に外付けのDCブロック部品が必要になるといった点が課題となっていた。

同社は今後、次世代の高速光通信や6Gに向けた実験／計測器への応用に向けた実用化を目指す。また、中長期的には、ICやパッケージング技術を改善し、IOWN（Innovative Optical & Wireless Network）における超高速光送受信器への適用検討を進める。