1 中国科学院半导体研究所，北京 100083
2 中国科学院大学，北京 100049
3 哈尔滨工程大学 信息与通信工程学院，黑龙江 哈尔滨 150001
为实现纳秒级的输出光脉宽，使用GaN HEMT作为激光器放电回路的开关管。由于GaN HMET的栅极总电荷小，提出使用小尺寸的GaN HEMT建立驱动电路的输入级，响应控制信号，控制放电回路开关管。搭建电路驱动860 nm激光器，并进行测试。放电回路电源电压为12 V，测试结果显示，最大输出光脉宽8.8 ns对应大于8 W的峰值功率，输出最小光脉宽为4 ns。为实现更大的脉宽可调范围，设计另一款电路并测试。该电路实现输出光脉宽大于8.4 ns可调，在电源电压20 V、输入信号脉宽100 ns的条件下，输出光峰值功率可达46 W。电路尺寸分别为10 mm×6 mm和13 mm×11 mm，为实现进一步小型化，对设计的电路提出了集成方法。提出的电路结构简单、容易实现集成且成本低，为窄脉冲激光器驱动电路的设计提供了新的思路。
半导体激光器 驱动电路 GaN HEMT 窄脉冲 小型化 semiconductor laser driver circuit GaN HEMT narrow pulse miniaturization 红外与激光工程
2022, 51(10): 20220036
强激光与粒子束
2020, 32(7): 074001
为满足CMOS图像传感器(CIS)图像数据高速输出的需求, 提出一种适用于CIS的片上高速低电压差分信号（LVDS）驱动电路结构。首先介绍了CIS高速数据传输接口的常见类型、LVDS接口技术的起源和特点; 接着根据CIS的需求特点确定了LVDS驱动电路的设计思路和结构; 最后给出了驱动电路设计原理图和仿真结果, 以及接收端眼图仿真结果。仿真结果表明,该LVDS驱动电路, 数据传输速率可以达到500Mb/s, 所有参数均满足TIA/EIA644A接口标准的需求, 接收端眼高为310mV, 眼宽为0.9UI。
CMOS图像传感器 LVDS驱动电路 TIA/EIA644A接口标准 眼图 CMOS image sensor LVDS driver circuit TIA/EIA644A standard eye diagram
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所,吉林 长春 130033
2 中国科学院大学，北京 100049
基于长光辰芯公司的背照式CMOS探测器GSENSE400和Xilinx公司的Virtex-4 FPGA，设计了紫外遥感仪器高速CMOS成像电子学系统，包括探测器驱动电路、低噪声偏置电源电路及时序控制单元等。在接收高速图像数据时，针对传统的通道训练方法只考虑了线路上的随机性抖动而没有考虑固定性抖动的问题，提出了一种新的训练策略，增加了对采样数据正确性的判断，提高了对数据眼图有效窗口识别的准确度。为了克服在随后的图像数据传输过程中由于温度变化和电压漂移引起的采样点的再次偏移，提出了一种实时窗口监视算法，在不影响数据正常传输的情况下，利用监视通道实时监测采样点与有效窗口左右边界的距离，根据需要及时重新调整线路延时，使采样点始终位于比有效窗口更小的一个安全采样窗口内，由此保证了图像数据长时间接收的高可靠性。设计的高速CMOS成像电子学系统工作稳定，输出图像数据率最高可达2.4 Gb/s，读出噪声为1.72e-，动态范围94 dB，满足载荷的任务需求。
紫外遥感仪器 CMOS成像电子学 驱动电路 数据眼图 实时窗口监视 ultraviolet remote sensing instrument CMOS spectral imaging system driver circuit data eye real-time window monitor
1 华南理工大学 电子与信息学院, 广东 广州 510641
2 华南理工大学 发光材料与器件国家重点实验室, 广东 广州 510641
为了弥补现有氧化物TFT的行驱动电路输出模块在功率消耗、响应速度、输出摆幅等方面的不足, 提出了基于二次耦合的直流输出模块, 并由此研究设计新的行驱动电路拓扑。仿真结果表明, 该输出模块具有驱动能力强、响应速度快等优点。最后, 基于刻蚀阻挡层(ESL)结构的氧化物TFT工艺, 在玻璃衬底上成功制备了该行驱动电路, 实测单级功耗为325 μW。
行驱动电路 氧化铟锌薄膜晶体管 耦合效应 gate driver circuit IZO thin film transistor bootstrapping effect
1 山东大学 信息科学与工程学院，山东 济南 250100
2 青岛镭创光电技术有限公司，山东 青岛 250000
温度是影响半导体激光器性能指标之一，为了实现快速稳定的温度控制,研究了系统的温度控制硬件和算法。系统以MSP430低功耗微控制处理器为核心，采用自动调节制冷片电压和脉冲宽度调制(PWM)输出脉冲方式相结合的驱动电路，根据系统的机械控制热平衡模型和装置的高低温实验建立了自适应温度调节算法。经过高低温实验研究，从-40~50 ℃控制到温度为23 ℃时，激光器温度稳定所消耗的时间分别为2 min 30 s和1 min 30 s，其中控制精度为0.2 ℃。对激光器功率稳定性进行实验分析，控温前后激光功率的稳定性，从5%提高到1%以内，满足人眼安全对激光功率密度的要求，该方案的设计对于小功率、快速稳定的激光系统的设计具有可借鉴意义。
自适应控制算法 半导体激光器 驱动电路 adaptive control algorithm MSP430 MSP430 semiconductor laser driver circuit
1 广州新视界光电科技有限公司,广东 广州 510730
2 华南理工大学 发光材料与器件国家重点实验室,广东 广州 510640
3 华南理工大学 电子与信息学院,广东 广州 510640
提出了一种新型的基于In-Zn-O薄膜晶体管（IZO TFT）的行集成驱动电路。该电路采用了输入级模块复用的驱动方法,即一级输入级驱动多级输出级,因此可以显著地减少输入级模块TFT的数量,缩减电路的面积,满足高分辨率显示屏设计,同时也可以迎合显示屏窄边框的审美需求。电路的输入级模块工作时间是输出级模块的n倍(n是一级输入级模块驱动输出级模块的级数),因此输入级尺寸可以做得更小。另外,该电路的驱动时钟频率是传统结构中一级输入级模块驱动一级输出级模块时钟频率的1/n,有效地降低了电路的动态耦合功耗。我们制作了20级的行集成驱动电路,一级输入级模块驱动两级输出级模块,该电路的尺寸为宽730 μm,高为164 μm,满足窄边框的要求。从实验测结果表明,该电路很好地满足300 PPI的AMLCD或AMOLED显示屏的需求。
In-Zn-O薄膜晶体管 行集成驱动电路 输入级模块复用 输出级模块 In-Zn-O thin-film transistor integrated gate driver circuit input block multiplex output block
华中光电技术研究所—武汉光电国家实验室, 湖北 武汉 430223
分析了大功率脉冲激光电源中IGBT模块所需驱动电路的基本要求,设计了一种IGBT驱动电路,并采用反激变换器作为其供电电源的解决方案.讨论了不连续导电模式情形下具有缓冲电路的反激变压器储能转换率的计算,由此确定了反激变压器和缓冲电路的核心参数.以单片开关电源VIPer22ADIP为关键器件,设计了输出为18V/5W的稳压型反激变换器,从而为实现全开关化的脉冲激光电源提供了可能.
IGBT驱动电路 反激变换器 不连续导电模式 缓冲电路 反激变压器储能转换率 激光电源 driver circuit for IGBT flyback converter discontinued conduction mode snubber circuit conversion efficiency of stored-energy in flyback laser power-supply
太原理工大学 新型传感器与智能控制教育部重点实验室, 山西 太原 030024
为了更有效地控制和调节激光器的温度与功率, 设计了一种基于STC11F08XE单片机控制的具有温控和功率控制功能的激光发生器驱动电路。通过使用ADN8830芯片的温度控制功能和ADN2830芯片的功率控制功能实现激光器的温度控制, 同时能够手动改变激光器的输出功率。实验结果表明, 该系统温度控制模块能够稳定控制激光器温度, 使目标温度误差低于±0.01 ℃, 波长可以在1 535.17 nm~1 563.24 nm之间变动。功率控制模块可实现手动控制, 激光器功率在0~10 dBm间变化, 误差在0~0.05 mW之间。
激光器 驱动电路 温度控制 功率控制 laser driver circuit temperature control power control
北京大学 地球与空间科学学院 理论与应用地球物理所, 北京 100871
根据脉冲式半导体激光器对功率、脉宽、上升沿的要求, 同时考虑电脉冲的注入便于测试激光器的各种性能, 提出了一种以金属氧化物半导体场效应晶体(MOSFET)为开关器件, 以雪崩晶体管为驱动器, 可产生大电流、窄脉宽、陡上升沿脉冲的激光器驱动电路。讨论了预触发脉冲宽度和雪崩晶体管输出负载对MOSFET输出脉冲在幅度和波形上的影响以及如何通过调整耦合电阻来控制脉冲的“下冲”和振荡。实验结果表明: 在0～200 V供电电压下, 该电路在1 Ω电阻上产生了从0 A到148 A, 具有陡上升/下降沿的10 ns级电脉冲。通过调整电路参数, 可输出脉冲宽度窄至8.6 ns, 幅度达到124 A的电脉冲。该驱动电路满足了脉冲式半导体激光器的工作要求和对器件测试的要求。
半导体激光器 驱动电路 大电流信号 纳秒级脉冲 semiconductor laser driver circuit large current signal nanosecond pulse 光学 精密工程
2014, 22(11): 3145
