传统电线传输因损耗大、容量小,在使用上存在一定局限性,已无法满足高速发展的信息时代下人们对于通讯日渐升高的需求。光纤通信系统因其容量大、信道损耗小、抗干扰性强、传输速率高等优势,如今已在各领域得到广泛的应用。目前国内使用的光通信系统多基于10Gbps光通信芯片,而前置放大器作为光接收机中的重要组成模块,其性能将对光接收机的整体性能造成直接的影响。研究高速率、低噪声的前置放大器对于光纤通信的发展具有极大意义。本文分析了光接收机前端电路的基本理论,完成了前置放大器系统架构以及各模块电路的设计。前置放大器系统包含跨阻放大器(TIA)模块、单转双差分放大模块、自动增益控制(AGC)模块以及输出缓冲模块。其中TIA电路输入端使用改进型共源极结构,并通过在共源放大器和源极跟随器间加入一个差分放大器,在确保带宽的情况下增加了放大器增益,有效降低了线路噪声。单转双差分放大电路中使用有源电感扩展了电路的带宽。自动增益控制模块中包含2个AGC启动点,通过调整TIA跨阻增益将其输出幅度控制在200mV内。采用SMIC 0.13μm CMOS工艺完成了芯片设计,电源电压为2V,光电探测器的结电容取0.25pF时,电路的后仿真结果显示前置放大器电路的-3dB带宽达到8.06GHz,跨阻增益为63.0dBΩ,等效噪声电流为19.65pA/√Hz。电路指标满足10Gbps光接收系统的要求,且相比同类电路有着更好的噪声性能,能够提高光接收机的信号质量,并有助于增加光通信系统的传输距离。