可用于光纤用户网的0.6μm CMOS激光驱动器

基于国内的CMOS技术和EDA工具以及全定制的设计方法,采用无锡华晶上华(CSMC-HJ)0.6μm CMOS技术实现了可工作于155Mb/s、622Mb/s的激光驱动器.该激光驱动器在50Ω负载上输出电流摆幅从0到50mA可调.在输出级3V直流偏置时最大输出电压摆幅可达2.5Vpp.输出电压脉冲的上升、下降时间分别小于471ps和444ps.四个工作速率下均方根抖动都小于30ps.电路在5V单电源供电时功耗小于410mW.芯片测试结果表明,该激光驱动器达到了世界同类集成电路的水平.     

基于雪崩三极管的高重频高稳定度脉冲源研究

基于雪崩三极管的脉冲源具有稳定度高、脉冲窄、上升时间短等优点,分析了雪崩三极管脉冲源稳定度的影响因素。采用适当的优化措施提高了稳定度指标,设计了高稳定度的雪崩三极管脉冲源,脉冲峰值电压1500V(50Ω负载),脉冲宽度1ns,上升时间200ps,具有很高的稳定度指标:短时抖动小于30ps,长时漂移小于100ps/min,峰值电压和脉冲宽度抖动小于1%。通过对改进脉冲电路的充电形式,实现了重复频率为60kHz的脉冲输出。     

0.6可用于光纤用户网的 0.6μ mCMOS激光驱动器(英文)

基于国内的CMOS技术和EDA工具以及全定制的设计方法 ,采用无锡华晶上华 (CSMC HJ) 0 6 μmCMOS技术实现了可工作于 15 5Mb/s、6 2 2Mb/s的激光驱动器 .该激光驱动器在 5 0Ω负载上输出电流摆幅从 0到 5 0mA可调 .在输出级 3V直流偏置时最大输出电压摆幅可达 2 5Vpp.输出电压脉冲的上升、下降时间分别小于 471ps和 44 4ps.四个工作速率下均方根抖动都小于 30ps.电路在 5V单电源供电时功耗小于 410mW .芯片测试结果表明 ,该激光驱动器达到了世界同类集成电路的水平 .     

高重频可调小型高功率半导体激光电源研究

为了获得高功率、高重频半导体激光脉冲,设计了一种体积小、重量轻、造价低的纳米级大功率半导体激光器驱动电源。采用改进的单稳态触发器产生窄脉冲,经放大后驱动快速开关MOSFET获得大电流窄脉冲;电源脉冲电流驱动能力0A～80A,脉冲上升时间2.8ns,下降时间3.8ns,脉冲宽度5ns～500ns范围内可调,最小5.2ns,重复频率可达200kHz。用该电源实验测试了激光波长为905nm的半导体激光器,在重复频率为10kHz时,激光脉冲峰值功率达到70W以上。结果表明,采用窄脉冲驱动MOSFET可以得到高重复频率10ns以内的大电流窄脉冲,可以驱动大功率半导体激光器,若驱动100A以上的激光器需进一步研究。     

一种简化的光调制器驱动电路

在采用IC-CAP提取异质结双极晶体管器件的VBIC模型参数的基础上,设计出形式简洁的光调制器驱动电路.电路功耗仅为500mW,在2.5GHz信号下平均上升时间和下降时间(10%～90%)分别为84ps和56ps,输出电压摆幅2.6V.而FUJISTU公司的同类产品FMM3193VI平均上升时间和下降时间(20%～80%)为120ps,功耗为2.1W.     

用于半导体器件瞬态特性研究的大幅度矩形纳秒脉冲发生器

本文提出了一个用于半导体激光器和其他高速器件瞬态特性研究的大幅度矩形纳秒脉冲发生器的设计.为了产生一对极性相反的高速同步脉冲,在设计中采用了我国发明的新功能器件──双向负阻晶体管(BNRT).为了获得高速大电流主脉冲输出,采用了同时触发的双雪崩晶体管串联组合电路.所研制的发生器的主脉冲输出,其电压幅度高达200V(在50Ω负载)、峰值电流为4A、上升时间约2ns、宽度5-100ns、晃动小于50ps.而且输出脉冲波形呈良好的矩形,其过冲和顶部不平坦度均小于±3％.     

0.6可用于光纤用户网的0.6μmCMOS激光驱动器

基于国内的CMOS技术和EDA工具以及全定制的设计方法，采用无锡华晶上华(CSMC-HJ)0.6μm CMOS技术实现了可工作于155Mb／s、622Mb／s的激光驱动器．该激光驱动器在50Ω负载上输出电流摆幅从0到50mA可调．在输出级3V直流偏置时最大输出电压摆幅可达2．5Vpp．输出电压脉冲的上升、下降时间分别小于471ps和444ps．四个工作速率下均方根抖动都小于30ps．电路在5V单电源供电时功耗小于410mW．芯片测试结果表明，该激光驱动器达到了世界同类集成电路的水平．     

用于GaN半桥驱动器的高速电平移位电路

设计了一种GaN半桥驱动器高性能电平移位电路,一方面采用短脉冲控制的高速镜像噪声电流与噪声电流相互抵消的方法消除共模噪声,另一方面采用脉冲宽度调制(PWM)控制的正反馈互锁电路,该电路不含RC滤波,用来消除由于工艺偏差造成的差模噪声,以保证输出信号稳定。抗负压电路采用降压电平移位电路实时监测高侧电压浮动状态并反馈回自举充电回路,使充电时间避开负压时间。在0.18μm 85 V BCD工艺下完成设计,工作频率达到5 MHz,上升时间为4.1 ns,下降时间为3.8 ns,满足高频GaN栅驱动应用需求。     

一种简化的光调制器驱动电路

在采用IC-CAP提取异质结双极晶体管器件的VBIC模型参数的基础上,设计出形式简洁的光调制器驱动电路．电路功耗仅为500mW,在2.5GHz信号下平均上升时间和下降时间（10%～90%）分别为84ps和56ps,输出电压摆幅2.6V．而FUJISTU公司的同类产品FMM3193VI平均上升时间和下降时间(20%～80%)为120ps,功耗为2.1W．     

基于FPGA脉宽可调的窄脉冲激光器驱动电路设计

针对激光驱动电路纳秒脉冲宽度无法调节的问题,设计了一种新型的脉宽可调的窄脉冲激光驱动电路。利用FPGA和激光二极管的工作原理,设计并搭建半导体激光器驱动电路。电路采用高速MOSFET作为开关器件驱动激光二极管SPLPL90-3,并利用LTspice仿真软件分析激光驱动电路中电源电压、储能电容和阻尼电阻对驱动脉冲的影响,最终选择最佳的电路参数。当电源电压为150 V,储能电容为1 nF,阻尼电阻为2Ω时,最终输出激光二极管的电流为39.7 A,脉冲宽度6 ns,上升沿3 ns,满足了大电流纳秒脉冲半导体激光器驱动电路的设计要求。     

一种超宽带脉冲发生器的设计与仿真

利用双极型晶体管的雪崩特性设计了双管并联的超宽带（Ultra-Wideband，UWB）脉冲发生器，通过添加电感使电路的等效负载增加，在维持脉冲宽度基本不变的情况下使输出脉冲的幅度增加到原来的2．5倍。对电路中各元件参数的选取进行详细的分析说明，给出了参数值与脉冲各项性能的关系。仿真得到的UWB脉冲信号幅度为-38．299V，脉冲宽度约为663．265ps，上升时间459．184ps，下降时间约为969．388ps。     

ps级任意整形脉冲发生器

任意形状激光束需要有一个相应的形状任意可调的电脉冲.在各种任意脉冲产生技术中,FET行波结构可以达到较好的结果.采用20节GaAs FET行波结构,300 ps的触发脉冲经过多个250 ps的延迟,通过计算机控制每个FET状态,实现了输出宽度大于5 ns且脉冲的形状任意可调的脉冲信号.输出脉冲经过滤波和放大,输出幅度达到10 V.     

一种宽动态范围跨阻放大器的设计

针对光电探测器的光电流信号弱、变化范围大的特点,设计了一种全新的检测光电流信号的跨阻放大器(TIA)电路结构,其检测电流信号范围为1.6 μ上A～1.6 mA,动态电流检测范围达到60 dB.通过在电路内部设计出两个增益可调、增益段不同的TIA,分别处理光电流的小电流段(1.6～50 μA)和大电流段(50 μA～1.6 mA),增益可调范围为56～96 dBΩ;通过外置输出电压饱和检测信号,选择所需工作的TIA及其增益段.该电路采用0.18 μm标准CMOS工艺的PDK进行电路设计、版图设计和仿真验证等.测试结果表明:在检测电流为1.6 μA时,输出电压为95 mV;检测电流为1.6mA时,输出电压为915 mV,与仿真结果相一致.电路瞬态特性良好,上升时间为5～10 ns,3.3V电压下功耗小于2 mW,各指标满足设计要求.     

一种脉宽可调的窄脉冲激光器驱动电路设计

针对半导体激光器中纳秒级脉宽的驱动电路脉冲宽度范围小、无法调节的问题,提出一种脉宽可调的窄脉冲激光器驱动电路设计方案.根据现场可编程逻辑门阵列(FPGA)技术和半导体激光的工作原理,搭建了半导体激光驱动电路的一般模型,并进行了仿真与实验分析.以FPGA开发板为控制核心,使用高速金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)驱动芯片DE375作为开关,实现驱动电源及半导体激光器的精密控制.该电路输出的脉冲电流幅值可达40A,脉冲宽度为5～200 ns,重复频率为0～50 kHz,上升沿宽度小于5 ns,有效增强了半导体激光器驱动电路的功能.     

新型高精度脉冲发生器

本文阐述了一种基于ECL延迟线,利用该延迟线将一路方波信号进行延迟,再与未经延迟的另一路进行逻辑运算原理实现的新型高精度脉冲发生器.该脉冲发生器电路结构简单,脉冲宽度可以从2.2ns到12.2ns连续可调,步进为几十ps,上升沿小于1ns,且具有灵活可编程特点.     

纳秒级高功率准分子激光器驱动系统研制

采用反激升压电路与双向半桥驱动电路级联构成双级驱动电路,研制了一种纳秒级、高功率准分子激光器驱动系统。反激升压电路工作在DCM的条件下,保证输出稳定高压。双向半桥驱动电路采用输出电压信号与理想波形查找表比较,控制高低边开关产生控制脉冲,能够输出准分子激光器的任意驱动信号。通过软件仿真,分析了反激升压电路的励磁电感、开关频率、输出功率和驱动电压等工作条件对系统损耗的影响,并获得优化结果。实验表明,最窄驱动脉冲宽度为15 ns,峰值驱动电压为1000 V,脉冲上升/下降时间约为５ ns,峰值能量转换效率为68.5%,该驱动系统在实际应用中可行。     

一种用于激光脉冲测距的恒比定时电路

在激光雷达接收电路中,采用固定阈值比较器得到激光脉冲返回时间时,不同峰值回波信号会产生时间漂移。在传统恒比定时(CFD)电路的基础上,提出了一种窄脉冲延时电路,以替代传统RC延时结构。引入了右半平面零点,在保持增益基本不变的情况下产生相位滞后,保证信号波形不变,从而降低时间漂移效应。该CFD电路基于0.18 μm CMOS工艺进行设计。仿真结果表明,在窄脉冲输入信号的上升和下降时间均为3 ns、总脉宽为16 ns时,输出信号的延时为2.05 ns。输入信号幅值范围为100~300 mV时,该CFD电路的输出上升沿翻转时间的漂移误差仅为73.6 ps。     

MOS功率驱动高速脉冲激光器的研究

运用经典电路理论,对MOS功率管的开关特性、驱动原理进行了分析,导出了应用MOS功率管实现高速大电流开关应遵从的原则和方法,并成功地实现了光脉冲上升时间小于5ns、下降时间小于10ns,驱动电流达10～50AP-P激光器电源的要求.     

一种便携式米散射激光测云雷达发射机的设计及测试

半导体激光器以其体积小、重量轻、成本低、驱动方便等明显优势,应用领域已经推广到激光探测,尤其是基于米散射理论的大气探测.根据小型化激光测云雷达大气探测的应用需求,选择了相应技术指标的半导体激光器模块,并为其设计了驱动电路(主要包括由同步计数器等构成的触发脉冲形成电路和由电压跟随器构成的激光脉宽/功率调节控制电路),解决了窄脉冲形成电路中常见的毛刺问题.在5kHz的重复频率下,对激光发射机的性能做了验证.结果表明,触发脉冲成型良好、频率稳定,激光发射脉冲半高宽度35～100ns线性可调、平均功率0～110mW线性可调,发射电路工作情况良好.     

100—400Mbit/s光传输系统LD/LED发射器特性和专用单片集成电路的设计

作为光通信系统专用集成电路技术的第一步我们采用3μm的双极型工艺研制了工作在100～400Mbit/s LD与LED发射器单片集成电路。作为专用IC我们研制了LD发射器IC,它包括一个为高速调制用的微分电流开关、输入缓冲电路;为稳定输出光功率用的稳流器和APC电路。这些专用电路改变很少儿根引线就制成了LED发射器。LD发射器在信号电流为40mA时上升时间为0.5ns,下降时间为0.7ns。LED发射器在信号电流为100mA时,上升时间为0.4ns,下降时间为0.6ns。为了证明所研制的IC的可用性,测量了LD和LED发射器的特性。结果证明所研制的IC组成的两种发射器可在300～400Mbi t/s调制速率下工作,在整个5V±5％的电流电压及0～50℃的温度范围内输出光功率的起伏小于±0.5dB。从这些结果证明,专用单片集成电路是可行的。对降低开关时间是有用的。