CN101453270A - 激光驱动器及其温度补偿电路 - Google Patents

激光驱动器及其温度补偿电路 Download PDF

Info

Publication number
CN101453270A
CN101453270A CNA2007101717172A CN200710171717A CN101453270A CN 101453270 A CN101453270 A CN 101453270A CN A2007101717172 A CNA2007101717172 A CN A2007101717172A CN 200710171717 A CN200710171717 A CN 200710171717A CN 101453270 A CN101453270 A CN 101453270A
Authority
CN
China
Prior art keywords
current
output
compensation
temperature
transistor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2007101717172A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101453270B (zh
Inventor
高剑刚
刘杰
金利锋
邬宁彪
徐永法
徐江川
袁爱东
吴新军
腾志刚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wuxi Jiangnan Computing Technology Institute
Original Assignee
Wuxi Jiangnan Computing Technology Institute
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wuxi Jiangnan Computing Technology Institute filed Critical Wuxi Jiangnan Computing Technology Institute
Priority to CN2007101717172A priority Critical patent/CN101453270B/zh
Publication of CN101453270A publication Critical patent/CN101453270A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101453270B publication Critical patent/CN101453270B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

一种激光驱动器及其温度补偿电路,所述温度补偿电路包括:基准电压产生单元,产生随温度升高而增大的基准电压;基准电流产生单元,连接所述基准电压产生单元,输出随基准电压增大而增大的基准电流;参考电压产生单元,产生随温度升高而增大的参考电压;补偿电流产生单元,连接所述参考电压产生单元,根据参考电压获得补偿阈值温度,并在温度高于或等于补偿阈值温度时输出补偿电流,所述基准电流与补偿电流叠加形成基准调制电流。所述激光驱动器包括温度补偿电路和偏置电流调节电路。通过温度补偿电路补偿激光器的调制电流可以使激光器输出的光信号具有恒定消光比,通过偏置电流调节电路补偿激光器的偏置电流可以使激光器获得稳定的输出光功率。

Description

激光驱动器及其温度补偿电路
技术领域
本发明涉及光通信技术,特别是涉及一种激光驱动器及其温度补偿电路。
背景技术
在光通信系统中,半导体激光器和激光驱动器(LDD,Laser Diode Driver)是光发射机的关键组成部分,其中,激光驱动器放大并串转换器或多路转换器输出的高速数字信号,并输出驱动激光器所需的驱动电流,激光驱动器输出的驱动电流(即激光器的电流)包括调制电流和直流偏置电流。
激光器的性能特点是参数随温度而变化,如图1所示的激光二极管(LD,Laser Diode)的光功率-电流曲线,激光二极管在输出光功率PL~PH的范围内能够产生激光,随着温度升高(T1<T2),激光二极管的发光阈值电流(使激光二极管产生激光的最小电流)会有较大的漂移,即Ith1<Ith2;而且大于阈值电流部分的斜率(光功率变化同电流变化之间的比值,又称电光转换效率)也会随之递减。
激光器要求在工作温度范围(-40℃~+85℃)内,平均光功率和消光比(信号为0时平均光功率和信号为1时平均光功率的比值)保持稳定。如图1所示,由于随着温度的升高,阈值电流升高,为了保持同样的平均光功率Pav输出,激光器的电流就需要增大;反之,如果对激光器的阈值电流的升高不进行补偿的话,就会导致平均光功率的很大变化。为了补偿阈值电流的变化,通常采用自动功率控制(APC,Automatic Power Control)电路,如图2所示,激光驱动器包括:激光驱动电路1和自动功率控制电路3,激光驱动电路1向激光器4提供调制电流,激光驱动电路1通过数字信号(差分输入信号)调制基准调制电流Im,产生数字电流信号,所述数字电流信号的电流为调制电流Imod。自动功率控制电路3向激光器4提供偏置电流Ibias,激光器的光探测器(光电二极管)PIN测量激光二极管LD的输出光功率,产生光生电流Ip,自动功率控制电路3监测光探测器的光生电流Ip,调节激光器的偏置电流Ibias来保持该光探测器PIN中的光生电流Ip稳定。
有关激光驱动器的专利申请很多,例如,在申请号为03816490.6和200380105919.7的中国发明专利申请中还能找到更多有关激光驱动器的信息;在申请号为01807194.5和200710090687.2的中国发明专利申请中还能找到更多有关自动功率控制电路的信息。
然而,随着环境温度的升高,如果激光器的调制电流的值不变,为了保持输出光功率恒定,自动功率控制电路将使偏置电流显著增大,远超过激光器的发光阈值电流,导致激光器的消光比产生剧烈变化,在实际工程应用中不仅会导致很大的误码率波动,而且会加剧信号抖动、系统功耗和通信系统性能优化间的冲突。
为消除温度变化对激光器输出特性的影响,现有的一种方法是利用主动制冷,如附加冷却系统或制冷器以保持激光器结温恒定,从而排除温度变化带来的影响。但是,采用冷却系统或制冷器会占用很大的面积,消耗额外的能量,这是很难符合现今集成电路的低功耗和小型化的趋势的。
发明内容
本发明解决的问题是,提供一种激光驱动器及其温度补偿电路,以补偿激光驱动器输出的调制电流,从而使激光器的消光比保持稳定。
为解决上述问题,本发明提供一种激光驱动器的温度补偿电路,包括:
基准电压产生单元,产生随温度升高而增大的基准电压;
基准电流产生单元,连接所述基准电压产生单元,输出随所述基准电压增大而增大的基准电流;
参考电压产生单元,产生随温度升高而增大的参考电压;
补偿电流产生单元,连接所述参考电压产生单元,根据所述参考电压获得补偿阈值温度,并在温度高于或等于补偿阈值温度时输出补偿电流,
所述基准电流与补偿电流叠加形成基准调制电流。
可选的,所述基准电压产生单元为具有正温度系数的带隙基准电压源。
可选的,所述基准电流产生单元包括基准电阻,所述基准电阻串接在所述基准电压产生单元的输出端和地之间,所述基准电流为流过所述基准电阻的电流。
可选的,所述基准电阻为可调电阻。
可选的,所述参考电压产生单元为具有正温度系数的带隙基准电压源。
可选的,所述补偿电流产生单元包括:补偿阈值温度和补偿电流产生单元,连接所述参考电压产生单元,根据所述参考电压获得补偿阈值温度,并在温度高于或等于补偿阈值温度时输出补偿电流。
可选的,所述补偿电流产生单元包括:补偿阈值温度和补偿电流产生单元,连接所述参考电压产生单元,根据所述参考电压获得补偿阈值温度,并在温度高于或等于补偿阈值温度时输出第一补偿电流;补偿力度控制单元,连接所述补偿阈值温度和补偿电流产生单元,输出与随第一补偿电流增大而增大的补偿电流。
可选的,所述补偿阈值温度和补偿电流产生单元包括:
控制组件,包括第一控制电阻,产生随温度升高而减小的比较电压,根据所述参考电压和比较电压获得补偿阈值温度,并在温度高于或等于补偿阈值温度时输出控制信号,所述补偿阈值温度随第一控制电阻的阻值增大而增大;
开关组件,由所述控制组件输出的控制信号控制,输出参考补偿电流;
输出组件,输入端连接所述开关组件的输出端,输出端为所述补偿阈值温度和补偿电流产生单元的输出端,输出随所述开关组件输出的参考补偿电流增大而增大的电流。
可选的,所述控制组件还包括,具有第一端和第二端的第一控制晶体管,具有第一端和第二端的第二控制晶体管,具有第一端、第二端和第三端的第三控制晶体管和电压比较器,其中,所述第一控制晶体管的第二端连接所述第三控制晶体管的第一端,所述第二控制晶体管的第二端连接所述第三控制晶体管的第二端,所述第一控制晶体管的第一端与第二控制晶体管的第一端连接,所述第一控制电阻连接所述第三控制晶体管的第三端,所述第三控制晶体管工作于饱和区,所述第三控制晶体管的第一端的电压为随温度升高而减小的比较电压,所述电压比较器的正端输入为所述参考电压,负端输入为所述比较电压,电压比较器输出所述控制信号;
所述开关组件包括,具有第一端、第二端和第三端的开关晶体管,所述开关晶体管的第一端连接所述控制组件的输出端、第二端为所述开关组件的输出端、第三端连接所述第三控制晶体管的第一端;
所述输出组件包括,具有第一端和第二端的第一晶体管和具有第一端和第二端的输出晶体管,所述第一晶体管的第一端和第二端、输出晶体管的第一端连接所述开关组件的输出端,所述输出晶体管的第二端为所述输出组件的输出端。
可选的,所述第一控制晶体管的第一端与第二控制晶体管的第一端连接偏置电压,所述第一控制晶体管、第二控制晶体管、第一晶体管、输出晶体管为PMOS管,所述第一控制晶体管、第二控制晶体管、第一晶体管、输出晶体管的第一端为栅极、第二端为漏极,所述第一控制晶体管、第二控制晶体管、第一晶体管、输出晶体管的源极连接工作电压;
所述开关晶体管为NMOS管,所述开关晶体管的第一端为栅极、第二端为漏极、第三端为源极;
所述第三控制晶体管为具有负温度系数的NPN管,所述第三控制晶体管的第一端为基极、第二端为集电极、第三端为发射极,所述第一控制电阻串接在所述第三控制晶体管的发射极和地之间。
可选的,所述第一控制电阻为可调电阻。
可选的,所述补偿力度控制单元包括:第一输出组件,包括第二控制电阻,输出随所述补偿阈值温度和补偿电流产生单元输出的第一补偿电流增大而增大的第一参考电流,所述第一参考电流随第二控制电阻的阻值增大而增大;第二输出组件,输入端连接所述第一输出组件的输出端,输出随所述第一参考电流增大而增大的补偿电流。
可选的,所述补偿力度控制单元包括:第一输出组件,包括第二控制电阻,输出随所述补偿阈值温度和补偿电流产生单元输出的第一补偿电流增大而增大的第一参考电流,所述第一参考电流随第二控制电阻的阻值增大而增大;隔离组件,输入端连接所述第一输出组件的输出端,将输入端的第一参考电流放大,输出第二参考电流;第二输出组件,输入端连接所述隔离组件的输出端,输出随所述第二参考电流增大而增大的补偿电流。
可选的,所述第一输出组件还包括,具有第一端、第二端和第三端的第二晶体管和具有第一端和第二端的第三晶体管,所述第二晶体管的第一端和第二端、第三晶体管的第一端连接所述补偿阈值温度和补偿电流产生单元的输出端,所述第三晶体管的第二端为所述第一输出组件的输出端,所述第二控制电阻连接所述第二晶体管的第三端;
所述第二输出组件包括,具有第一端和第二端的第四晶体管和具有第一端和第二端的第五晶体管,所述第四晶体管的第一端和第二端、第五晶体管的第一端为所述第二输出组件的输入端,所述第五晶体管的第二端为所述第二输出组件的输出端。
可选的,所述第二晶体管、第三晶体管为NMOS管,所述第二晶体管、第三晶体管的第一端为栅极、第二端为漏极,所述第二控制电阻串接在所述第二晶体管的源极和地之间;
所述第四晶体管、第五晶体管为PMOS管,所述第四晶体管、第五晶体管的第一端为栅极、第二端为漏极,所述第四晶体管、第五晶体管的源极与工作电压连接。
可选的,所述第二控制电阻为可调电阻。
可选的,所述隔离组件包括:隔离晶体管,所述隔离晶体管为NPN管,所述隔离晶体管的发射极为所述隔离组件的输入端、集电极为所述隔离组件的输出端。
为解决上述问题,本发明还提供一种激光驱动器,包括:
激光驱动电路,输入基准调制电流,输出调制电流到激光器;
温度补偿电路,产生随温度升高而增大的基准电压、参考电压,根据所述参考电压获得补偿阈值温度,输出随基准电压增大而增大的基准电流,并在温度高于或等于补偿阈值温度时输出补偿电流,所述基准电流与补偿电流叠加形成输入所述激光驱动电路的基准调制电流;
偏置电流调节电路,向激光器提供偏置电流,所述偏置电流根据激光器的光探测器产生的光生电流调整所述激光器的偏置电流。
可选的,所述偏置电流调节电路包括:基准电流源,产生基准偏置电流;电压转换单元,将所述激光器的光探测器输出的光生电流转换成光生电压;偏置补偿电流产生单元,产生随所述光生电压增大而增大的偏置补偿电流,所述基准偏置电流与偏置补偿电流叠加形成所述偏置电流。
可选的,所述电压转换单元包括转换电阻,串接在所述激光器的光探测器的输出端与地之间;所述偏置补偿电流产生单元包括误差放大器,正端输入为所述转换电阻的光生电压,负端输入为第二电压,输出偏置补偿电流。
与现有技术相比,上述技术方案具有以下优点:
1.在温度升高到超过补偿阈值温度时,通过温度补偿电路补偿激光器的调制电流,利用与激光器相近温度特性的调制电流来补偿温度变化所带来的发光阈值电流漂移,从而使激光器输出的光信号具有恒定消光比。
2.通过偏置电流调节电路补偿激光器的偏置电流可以使激光器获得稳定的输出光功率,通过温度补偿电路补偿激光器的调制电流可以使激光器输出的光信号具有恒定消光比,因此,结合温度补偿电路和偏置电流调节电路可以进一步补偿发光阈值电流漂移带来的影响。
3.提供了灵活的外部调节机制,可以根据激光器的器件特性调节温度补偿电路的参数,如,通过改变基准电流产生单元中的基准电阻可以调节调制电流的幅度,通过改变补偿阈值温度和补偿电流产生单元中的第一控制电阻可以调节补偿阈值温度,通过改变补偿力度控制单元中第二控制电路可以调节补偿力度,因此,上述技术方案具有很强的温度适应性,能够消除温度变化对特定类型的激光器的影响,因而适用于高速光通信和大容量并行光传输系统。
附图说明
图1是激光二极管的光功率-电流的特性曲线图;
图2是现有的一种激光驱动器与激光器的连接示意图;
图3是本发明实施例的激光驱动器与激光器的连接示意图;
图4是图3所示的补偿阈值温度和补偿电流产生单元的电路结构图;
图5是图3所示的补偿力度控制单元的一种电路结构图;
图6是图3所示的补偿力度控制单元的另一种电路结构图;
图7是图3所示的激光驱动电路输出的调制电流与补偿温度电路输出的基准电流、补偿电流的关系图。
具体实施方式
本发明实施例是通过温度补偿电路补偿激光器的调制电流可以使激光器输出光信号具有恒定消光比,通过偏置电流调节电路补偿激光器的偏置电流可以使激光器获得稳定的输出光功率。下面即结合附图和实施例对本发明的具体实施方式做详细的说明。
本发明实施例的激光驱动器的温度补偿电路的基本结构如图3所示,所述温度补偿电路2包括:基准电压产生单元21、基准电流产生单元22、参考电压产生单元23和补偿电流产生单元26。
基准电压产生单元21,产生随温度升高而增大的基准电压V1。基准电压产生单元21可以是一个带隙基准电压源,其与电源和工艺参数的关系很小,但与温度的关系是确定的。带隙基准电压源产生的基准电压V1是直流电压,其电路是基于“带隙”技术实现,即当温度趋于绝对零度时,其额定零温度系数的电压基准值趋于硅的带隙电压。带隙基准电压源具有一个较小的正温度系数(电压随着温度的上升而升高),例如,0.5~1.0mV/℃,因此,基准电压V1与正温度系数和温度的乘积成正比例关系,本实施例中,V1=k01*T,其中,k01为基准电压产生单元21的正温度系数,T为温度。带隙基准电压源的电路实现对于本领域技术人员来说是非常成熟的技术,在此即不对基准电压产生单元21的具体电路作展开说明。
基准电流产生单元22,连接基准电压产生单元21,输出随基准电压V1增大而增大的基准电流I1。本实施例中,通过一个基准电阻R1(图中未显示)就可以产生与基准电压V1成正比的基准电流I1,基准电阻R1串接在基准电压产生单元21的输出端和地之间,基准电压V1施加于基准电阻R1上,流过所述基准电阻R1的电流就是基准电流产生单元22输出的基准电流I1,即基准电流I1等于基准电压V1与基准电阻R1的比值,即I1=V1/R1。由于基准电压V1与温度T成正比,因此,基准电流I1也与温度T成正比,即I1=(k01*T)/R1。另外,本实施例中的基准电阻R1是一个可调电阻,其电阻值可以调节,通过调节可调电阻就可以得到实际需要的基准电流I1
参考电压产生单元23,产生随温度升高而增大的参考电压V2。参考电压产生单元23也是一个带隙基准电压源,具有一个较小的正温度系数(电压随着温度的上升而升高),例如,0.5~1.0mV/℃,因此,参考电压V2与正温度系数和温度的乘积成正比例关系,本实施例中,V2=k02*T,其中,k02为参考电压产生单元23的正温度系数,T为温度。参考电压产生单元23可以采用与基准电压产生单元21相同或相似的电路结构,但具有不同的工艺参数,因此参考电压产生单元23产生的参考电压V2可以不同于基准电压产生单元21产生的基准电压V1
补偿电流产生单元26,连接参考电压产生单元23,根据参考电压V2获得补偿阈值温度,并在温度高于或等于补偿阈值温度时输出补偿电流I3。所述基准电流I1与补偿电流I3叠加形成基准调制电流Im
本实施例中,补偿电流产生单元26包括:补偿阈值温度和补偿电流产生单元24和补偿力度控制单元25。
补偿阈值温度和补偿电流产生单元24,连接所述参考电压产生单元23,根据所述参考电压V2获得补偿阈值温度,并在温度高于或等于补偿阈值温度时输出第一补偿电流I2。当温度上升时,参考电压V2升高,补偿阈值温度与参考电压V2存在一定的关系(将在后面结合图3作详细说明),补偿阈值温度和补偿电流产生单元24在温度小于补偿阈值温度时输出的电流为0,在温度高于或等于补偿阈值温度时才输出第一补偿电流I2
补偿力度控制单元25,连接补偿阈值温度和补偿电流产生单元24,输出随第一补偿电流I2增大而增大的补偿电流I3。补偿力度控制单元25在温度小于补偿阈值温度时输出的电流为0,在温度高于或等于补偿阈值温度时输出与第一补偿电流I2成正比的补偿电流I3
补偿阈值温度和补偿电流产生单元24包括:
控制组件,包括第一控制电阻,产生随温度升高而减小的比较电压,根据参考电压和比较电压获得补偿阈值温度,并在温度高于或等于补偿阈值温度时输出控制信号,所述补偿阈值温度随第一控制电阻的阻值增大而增大。
开关组件,由所述控制组件输出的控制信号控制,输出参考补偿电流。
输出组件,输入端连接所述开关组件的输出端,输出端为所述补偿阈值温度和补偿电流产生单元的输出端,输出随所述开关组件输出的参考补偿电流增大而增大的电流。
图4显示了补偿阈值温度和补偿电流产生单元24的一种具体电路结构,其中,控制组件包括第一控制电阻R2、第一控制晶体管M3、第二控制晶体管M4、第三控制晶体管Q1和电压比较器A1;开关组件包括开关晶体管M2;输出组件包括第一晶体管M1和输出晶体管M5
本实施例中,第一控制晶体管M3、第二控制晶体管M4、第一晶体管M1、输出晶体管M5为PMOS管,所述开关晶体管M2为NMOS管,所述第三控制晶体管Q1为具有负温度系数的NPN管。
电压比较器A1的正端输入为参考电压产生单元23输出的参考电压V2,负端输入(即比较电压V4输入)连接第三控制晶体管Q1的基极。电压比较器A1的偏置电压V3可以从参考电压产生单元23获得,偏置电压V3为一个与温度无关的电压基准,也可以由其它的零温度系数基准源产生,偏置电压V3根据工作电压Vdd确定。电压比较器A1输出控制信号CTRL。
第一控制晶体管M3的漏极连接第三控制晶体管Q1的基极,第二控制晶体管M4的漏极连接第三控制晶体管Q1的集电极,第一控制晶体管M3的栅极与第二控制晶体管M4的栅极连接、并连接偏置电压V3。第一控制电阻R2的一端连接所述第三控制晶体管Q1的发射极,另一端接地。第一控制晶体管M3和第二控制晶体管M4的漏极电流使第三控制晶体管Q1工作于饱和区,且第三控制晶体管Q1的基极电压为随温度升高而减小的比较电压V4
开关晶体管M2的栅极连接电压比较器A1的输出端(即控制组件的输出端),也就是说,开关晶体管M2的栅极由控制信号CTRL控制。开关晶体管M2的漏极为开关组件的输出端,开关晶体管M2的漏极电流IDM2为参考补偿电流。开关晶体管M2的源极连接第三控制晶体管Q1的基极。
第一晶体管M1的栅极和漏极、输出晶体管M5的栅极连接开关晶体管M2的漏极(即开关组件的输出端),输出晶体管M5的漏极为输出组件的输出端。输出晶体管M5和二极管连接方式的第一晶体管M1形成电流镜,输出晶体管M5的漏极输出电流即为第一补偿电流I2
第一控制晶体管M3、第二控制晶体管M4、第一晶体管M1、输出晶体管M5的源极连接工作电压Vdd
通过调整第一控制晶体管M3和第二控制晶体管M4的工艺参数(如MOS管的沟道宽长比、栅氧电容等)和偏置电压V3,使第一控制晶体管M3的漏极电流IDM3和第二控制晶体管M4的漏极电流IDM4能够确保第三控制晶体管Q1始终工作于饱和区,因此,比较电压V4根据公式(1):
V4=(IDM3+IDM4)*R2+VBEQ1                (1)
其中,IDM3为第一控制晶体管M3的漏极电流,IDM4为第二控制晶体管M4的漏极电流,VBEQ1为第三控制晶体管Q1的基射电压(基极发射极电压)。第一控制晶体管M3、第二控制晶体管M4的漏极电流IDM3、IDM4分别具有很小的正温度系数k03和k04,如0.05~0.15mA/℃,即IDM3=k03*T,IDM4=k04*T。电压比较器A1对比较电压V4(Q1的基极电位)和参考电压V2进行比较,从而控制开关晶体管M2的通断。在激光器工作温度-40℃~85℃的范围内,随着温度T的升高,电路的工作状态可以分为T<Tstart和T≥Tstart两个阶段来分析,其中,Tstart为补偿阈值温度。
T<Tstart时,比较电压V4的值大于参考电压V2(即V4>V2),此时,电压比较器A1的输出端也就是开关晶体管M2的栅极电压趋近于低电位,开关晶体管M2被关断,其漏极电流IDM2为0,输出晶体管M5输出的第一补偿电流I2为0。因为漏极电流IDM3和IDM4具有很小的正温度系数,可以忽略温度对漏极电流IDM3和IDM4的影响,当第三控制晶体管Q1的基极电流(即IDM3)恒定时,第三控制晶体管Q1的基射电压VBEQ1为一个具有负温度系数k05的电压,即VBEQ1可以根据公式(2)计算:
VBEQ1=V0-k05*T                   (2)
其中,V0为零下273℃(绝对零度)时双极晶体管Q1的基射电压,约为1.3V,本实施例中,负温度系数k05取值在1.5~2.5mV/℃,从公式(1)、(2)可以得知,比较电压V4的值将随着温度T的升高而降低。
随着温度T升高,参考电压V2升高,比较电压V4降低,当温度T上升到补偿阈值温度Tstart,比较电压V4值趋近参考电压V2,使电压比较器A1的输出电压发生翻转,开关晶体管M2导通,反馈环路闭合。从补偿阈值温度Tstart点起,由于负反馈的作用,比较电压V4将始终跟随参考电压V2的值,也就是说,当T≥Tstart时V4≈V2,于是根据公式(1)、(2)可以得到补偿阈值温度Tstart的计算公式(3):
T start ( I DM 3 + I DM 4 ) * R 2 - V 0 k 02 + k 05 - - - ( 3 )
补偿阈值温度Tstart的值随第一控制电阻R2的值变化,第一控制电阻R2增大,补偿阈值温度Tstart就增大,也就是说,设定第一控制电阻R2的值就可以得到补偿阈值温度Tstart。本实施例中,第一控制电阻R2为可调电阻,根据所使用的激光器的特性调整第一控制电阻R2的值就可以灵活地调整补偿阈值温度Tstart的值。
因此,当T<Tstart时,开关晶体管M2关断,电压比较器A1开环使用,此时补偿阈值温度和补偿电流产生单元24的输出晶体管M5输出的第一补偿电流I2为0。当T≥Tstart时,开关晶体管M2导通,电压比较器A1闭环使用,此时补偿阈值温度和补偿电流产生单元24的输出晶体管M5输出的第一补偿电流I2,它是第一晶体管M1的漏极电流(即参考补偿电流,开关晶体管M2的漏极电流IDM2)的镜像电流,即I2=IDM2*[(W/L)5/(W/L)1],其中,(W/L)5为输出晶体管M5的沟道宽长比,(W/L)1为第一晶体管M1的沟道宽长比。
请继续参考图5,其显示了补偿力度控制单元25的一种具体电路结构。补偿力度控制单元25包括:第一输出组件,包括第二控制电阻R3,输出随所述补偿阈值温度和补偿电流产生单元24输出的第一补偿电流I2增大而增大的第一参考电流IDM7,所述第一参考电流随第二控制电阻R3的阻值增大而增大。第二输出组件,输入端连接所述第一输出组件的输出端,输出随所述第一参考电流IDM7增大而增大的补偿电流I3
第一输出组件包括:第二控制电阻R3、第二晶体管M6和第三晶体管M7。本实施例中,第二晶体管M6和第三晶体管M7为NMOS管。第二晶体管M6的栅极和漏极、第三晶体管M7的栅极连接补偿阈值温度和补偿电流产生单元24的输出端,即输入第一补偿电流I2。第三晶体管M7的漏极为所述第一输出组件的输出端,输出第一参考电流IDM7。第二控制电阻R3串接在第二晶体管M6的源极和地之间。
第二输出组件包括:第四晶体管M8和第五晶体管M9。本实施例中,第四晶体管M8和第五晶体管M9为PMOS管。第四晶体管M8的栅极和漏极、第五晶体管M9的栅极为所述第二输出组件的输入端,输入第一参考电流IDM7。第五晶体管M9的漏极为第二输出组件的输出端,输出补偿电流I3。第四晶体管M8和第五晶体管M9的源极连接工作电压Vdd
第二晶体管M6、第三晶体管M7工作在饱和区,形成一个基本电流镜。第二晶体管M6的漏电流IDM6根据公式(4)计算:
IDM6=μnCox6(W/L)6(VGM6-VSM6-VthM6)2/2=I2                (4)
其中,VSM6=IDM6*R3,μn是电子迁移率,Cox7、(W/L)6、VGM6、VSM6和VthM6分别是第二晶体管M6的单位栅氧电容、沟道宽长比、栅极电压、源极电压和阈值电压。
第三晶体管M7的漏极电流IDM7根据公式(5)计算:
IDM7=μnCox7(W/L)7(VGM7-VthM7)2/2        (5)
其中,VGM7=VGM6,μn是电子迁移率,Cox7、(W/L)7、VGM7和VthM7分别是第三晶体管M7的单位栅氧电容、沟道宽长比、栅极电压和阈值电压。
第四晶体管M8、第五晶体管M9工作在饱和区,形成一个基本电流镜,满足公式(6):
IDM9=IDM8*[(W/L)9/(W/L)8]           (6)
其中,IDM8=IDM7,IDM8、IDM9分别为第四晶体管M8、第五晶体管M9的漏极电流,(W/L)8、(W/L)9分别为第四晶体管M8、第五晶体管M9的沟道宽长比。
综合上述公式(4)、(5)、(6),经第二控制电阻R3调制后的补偿电流I3与第一补偿电流I2并不存在简单的线性关系,但基本上可以用第二控制电阻R3的二次关系式来描述,第二控制电阻R3越大,补偿电流I3越大。因此,通过设定第二控制电阻R3的阻值,可以得到随第一补偿电流I2增大而增大的补偿电流I3。本实施例中,第二控制电阻R3为可调电阻,调整第二控制电阻R3的值就可以灵活地调整补偿电流I3的值。
图6是补偿力度控制单元25的另一种电路结构,其是在图5所示的电路中增加了隔离组件,输入端连接所述第一输出组件的输出端,将输入端的第一参考电流IDM7放大,输出第二参考电流IDM8。隔离组件为一个起隔离作用的隔离晶体管Q2,隔离晶体管为NPN管,隔离晶体管Q2的基极为第一电压Vr,其可以根据隔离晶体管Q2的工作电压来设定。隔离晶体管Q2的发射极与第三晶体管M7的漏极连接,隔离晶体管Q2的集电极与第四晶体管M8的漏极连接。隔离晶体管Q2具有的电流放大作用,可增加镜像电流的放大倍数,从而获得大的补偿力度。由于三极管的电流放大作用较强,因此加入隔离晶体管Q2不仅可以产生较大的镜像放大倍数,也可以降低对基本电流镜的晶体管的沟道宽长比的要求。
图5和图6的电路采用的是两级镜像,其中第一级镜像采用N型晶体管实现,第二级镜像采用P型晶体管实现,两者具有相反的温度特性,使得整个镜像电路具有较强的温度适用性,输出稳定的电流。
另外,本领域的技术人员应当可以从上述说明可以推出,补偿阈值温度和补偿电流产生单元24的第一控制晶体管、第二控制晶体管、第一晶体管和输出晶体管也可以采用NMOS管,开关晶体管也可以采用PMOS管,第三控制晶体管也可以采用具有负温度系数的PNP管;或者第一控制晶体管、第二控制晶体管、开关晶体管、第一晶体管和输出晶体管也可以采用三极管,只需改变相应的连接方式即可。补偿力度控制单元25的第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管、第五晶体管也可以采用三极管,只需改变相应的连接方式即可。
上述补偿温度电路2可以应用于激光驱动器中,补偿温度电路2输出的基准电流和补偿电流用于改变激光驱动器输出的调制电流,激光驱动器向激光器4提供调制电流和偏置电流。如图3所示,本发明实施例的激光驱动器包括:激光驱动电路1,温度补偿电路2和偏置电流调节电路3。
激光驱动电路1,向激光器4提供调制电流Imod。激光驱动电路1输入基准调制电流Im,输出调制电流Imod。通过数字信号(差分输入信号)调制基准调制电流Im,产生数字电流信号,所述数字电流信号的电流为调制电流Imod。激光驱动电路1为本领域技术人员所熟知,在此即不展开说明。
温度补偿电路2,产生随温度升高而增大的基准电压V1、参考电压V2,根据参考电压V2获得补偿阈值温度Tstart,输出随基准电压V1增大而增大的基准电流I1,并在温度高于或等于补偿阈值温度Tstart时输出补偿电流I3,所述基准电流I1与补偿电流I3叠加形成输入激光驱动电路1的基准调制电流Im。温度补偿电路2向激光驱动电路1提供基准调制电流Im,对激光器4的调制电流Imod进行补偿。在温度低于补偿阈值温度Tstart时,输出基准电流I1作为激光驱动电路1的基准调制电流Im,在温度高于或等于补偿阈值温度Tstart时,输出基准电流I1和补偿电流I3作为激光驱动电路1的基准调制电流Im。温度补偿电路2在上面已有详细说明,在此即不重复说明。
偏置电流调节电路3,也就是自动功率控制电路,向激光器4提供偏置电流Ibias,所述偏置电流Ibias根据激光器4的光探测器PIN产生的光生电流Ip调整。偏置电流调节电路2包括:基准电流源,产生基准偏置电流Ibs;电压转换单元,将所述激光器4的光探测器PIN输出的光生电流Ip转换成光生电压Vp;偏置补偿电流产生单元,产生随所述光生电压Vp增大而增大的偏置补偿电流I4。基准偏置电流Ibs与偏置补偿电流I4叠加形成偏置电流Ibias
如图3所示,所述电压转换单元包括转换电阻Rp,串接在所述激光器4的光探测器PIN的输出端与地之间。通过转换电阻Rp,光生电流Ip转化为转换电阻Rp的光生电压Vp,光生电流Ip是由激光器4的光探测器PIN监测激光二极管LD产生的。
偏置补偿电流产生单元包括误差放大器A2,正端输入为转换电阻Rp的光生电压Vp,负端输入为预定的第二电压Vref,其根据激光驱动电路1的工作电压设定,通常取工作电压的一半。误差放大器A2输出偏置补偿电流I4
误差放大器A2放大正端输入电压Vp与负端输入电压Vref的误差,输出偏置补偿电流I4,光生电压Vp和第二电压Vref的差值越大,误差放大器A2输出的偏置补偿电流I4越大。当光探测器PIN输出的光生电流Ip增大,光生电压Vp,误差放大器A2输出的偏置补偿电流I4也随之增大,提供给激光器4的偏置电流Ibias也随之增大。因此,偏置电流调节电路3可以动态调整偏置电流Ibias,以此来保持光探测器PIN中的光生电流Ip稳定,从而使激光二级管LD获得相对稳定的输出光功率。
请结合参考图3和图7,图7是图3所示的激光驱动电路1输出的调制电流Imod与温度补偿电路2输出的基准电流I1和补偿电流I3的关系图。在温度低于补偿阈值温度Tstart时,基准电流I1作用于调制电流Imod,在温度高于或等于补偿阈值温度Tstart时,基准电流I1和补偿电流I3作用于调制电流Imod。也就是说,当温度升高,激光器电光转换效率降低时,通过补偿电流I3来增大调制电流Imod,以此保持激光二级管LD输出的光信号幅度和原来相同,从而使激光器的消光比保持稳定。
补偿阈值温度和补偿电流产生单元24输出的第一补偿电流I2可以直接用于增大激光驱动电路1输出的调制电流Imod,也就是说,温度补偿电路2可以不包括补偿力度控制单元25。而本实施例的温度补偿电路2还包括了补偿力度控制单元25,产生与第一补偿电流I2成正比的补偿电流I3,用补偿电流I3增大激光驱动电路1输出的调制电流Imod,即补偿力度控制单元25用于提高温度补偿电路2对调制电流Imod的补偿力度。
综上所述,上述技术方案具有以下优点:。
1.在温度升高到超过补偿阈值温度时,通过温度补偿电路补偿激光器的调制电流,利用与激光器相近温度特性的调制电流来补偿温度变化所带来的发光阈值电流漂移,从而使激光器输出的光信号具有恒定消光比。
2.通过偏置电流调节电路补偿激光器的偏置电流可以使激光器获得稳定的输出光功率,通过温度补偿电路补偿激光器的调制电流可以使激光器输出的光信号具有恒定消光比,因此,结合温度补偿电路和偏置电流调节电路可以进一步补偿发光阈值电流漂移带来的影响。
3.提供了灵活的外部调节机制,可以根据激光器的器件特性调节温度补偿电路的参数,如,通过改变基准电流产生单元中的基准电阻可以调节调制电流的幅度,通过改变补偿阈值温度和补偿电流产生单元中的第一控制电阻可以调节补偿阈值温度,通过改变补偿力度控制单元中第二控制电路可以调节补偿力度,因此,上述技术方案具有很强的温度适应性,能够消除温度变化对特定类型的激光器的影响,因而适用于高速光通信和大容量并行光传输系统。
本发明虽然以较佳实施例公开如上,但其并不是用来限定本发明,任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内,都可以做出可能的变动和修改,因此本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。

Claims (37)

1.一种激光驱动器的温度补偿电路,其特征在于,包括:
基准电压产生单元,产生随温度升高而增大的基准电压;.
基准电流产生单元,连接所述基准电压产生单元,输出随所述基准电压增大而增大的基准电流;
参考电压产生单元,产生随温度升高而增大的参考电压;
补偿电流产生单元,连接所述参考电压产生单元,根据所述参考电压获得补偿阈值温度,并在温度高于或等于补偿阈值温度时输出补偿电流,
所述基准电流与补偿电流叠加形成基准调制电流。
2.根据权利要求1所述的激光驱动器的温度补偿电路,其特征在于,所述基准电压产生单元为具有正温度系数的带隙基准电压源。
3.根据权利要求1所述的激光驱动器的温度补偿电路,其特征在于,所述基准电流产生单元包括基准电阻,所述基准电阻串接在所述基准电压产生单元的输出端和地之间,所述基准电流为流过所述基准电阻的电流。
4.根据权利要求3所述的激光驱动器的温度补偿电路,其特征在于,所述基准电阻为可调电阻。
5.根据权利要求1所述的激光驱动器的温度补偿电路,其特征在于,所述参考电压产生单元为具有正温度系数的带隙基准电压源。
6.根据权利要求1所述的激光驱动器的温度补偿电路,其特征在于,所述补偿电流产生单元包括:补偿阈值温度和补偿电流产生单元,连接所述参考电压产生单元,根据所述参考电压获得补偿阈值温度,并在温度高于或等于补偿阈值温度时输出补偿电流。
7.根据权利要求1所述的激光驱动器的温度补偿电路,其特征在于,所述补偿电流产生单元包括:
补偿阈值温度和补偿电流产生单元,连接所述参考电压产生单元,根据所述参考电压获得补偿阈值温度,并在温度高于或等于补偿阈值温度时输出第一补偿电流;
补偿力度控制单元,连接所述补偿阈值温度和补偿电流产生单元,输出与随第一补偿电流增大而增大的补偿电流。
8.根据权利要求6或7所述的激光驱动器的温度补偿电路,其特征在于,所述补偿阈值温度和补偿电流产生单元包括:
控制组件,包括第一控制电阻,产生随温度升高而减小的比较电压,根据所述参考电压和比较电压获得补偿阈值温度,并在温度高于或等于补偿阈值温度时输出控制信号,所述补偿阈值温度随第一控制电阻的阻值增大而增大;
开关组件,由所述控制组件输出的控制信号控制,输出参考补偿电流;
输出组件,输入端连接所述开关组件的输出端,输出端为所述补偿阈值温度和补偿电流产生单元的输出端,输出随所述开关组件输出的参考补偿电流增大而增大的电流。
9.根据权利要求8所述的激光驱动器的温度补偿电路,其特征在于,
所述控制组件还包括,具有第一端和第二端的第一控制晶体管,具有第一端和第二端的第二控制晶体管,具有第一端、第二端和第三端的第三控制晶体管和电压比较器,其中,
所述第一控制晶体管的第二端连接所述第三控制晶体管的第一端,所述第二控制晶体管的第二端连接所述第三控制晶体管的第二端,所述第一控制晶体管的第一端与第二控制晶体管的第一端连接,
所述第一控制电阻连接所述第三控制晶体管的第三端,所述第三控制晶体管工作于饱和区,所述第三控制晶体管的第一端的电压为随温度升高而减小的比较电压,
所述电压比较器的正端输入为所述参考电压,负端输入为所述比较电压,电压比较器输出所述控制信号;
所述开关组件包括,具有第一端、第二端和第三端的开关晶体管,所述开关晶体管的第一端连接所述控制组件的输出端、第二端为所述开关组件的输出端、第三端连接所述第三控制晶体管的第一端;
所述输出组件包括,具有第一端和第二端的第一晶体管和具有第一端和第二端的输出晶体管,所述第一晶体管的第一端和第二端、输出晶体管的第一端连接所述开关组件的输出端,所述输出晶体管的第二端为所述输出组件的输出端。
10.根据权利要求9所述的激光驱动器的温度补偿电路,其特征在于,
所述第一控制晶体管的第一端与第二控制晶体管的第一端连接偏置电压,所述第一控制晶体管、第二控制晶体管、第一晶体管、输出晶体管为PMOS管,所述第一控制晶体管、第二控制晶体管、第一晶体管、输出晶体管的第一端为栅极、第二端为漏极,所述第一控制晶体管、第二控制晶体管、第一晶体管、输出晶体管的源极连接工作电压;
所述开关晶体管为NMOS管,所述开关晶体管的第一端为栅极、第二端为漏极、第三端为源极;
所述第三控制晶体管为具有负温度系数的NPN管,所述第三控制晶体管的第一端为基极、第二端为集电极、第三端为发射极,所述第一控制电阻串接在所述第三控制晶体管的发射极和地之间。
11.根据权利要求8所述的激光驱动器的温度补偿电路,其特征在于,所述第一控制电阻为可调电阻。
12.根据权利要求7所述的激光驱动器的温度补偿电路,其特征在于,所述补偿力度控制单元包括:
第一输出组件,包括第二控制电阻,输出随所述补偿阈值温度和补偿电流产生单元输出的第一补偿电流增大而增大的第一参考电流,所述第一参考电流随第二控制电阻的阻值增大而增大;
第二输出组件,输入端连接所述第一输出组件的输出端,输出随所述第一参考电流增大而增大的补偿电流。
13.根据权利要求7所述的激光驱动器的温度补偿电路,其特征在于,所述补偿力度控制单元包括:
第一输出组件,包括第二控制电阻,输出随所述补偿阈值温度和补偿电流产生单元输出的第一补偿电流增大而增大的第一参考电流,所述第一参考电流随第二控制电阻的阻值增大而增大;
隔离组件,输入端连接所述第一输出组件的输出端,将输入端的第一参考电流放大,输出第二参考电流;
第二输出组件,输入端连接所述隔离组件的输出端,输出随所述第二参考电流增大而增大的补偿电流。
14.根据权利要求12或13所述的激光驱动器的温度补偿电路,其特征在于,
所述第一输出组件还包括,具有第一端、第二端和第三端的第二晶体管和具有第一端和第二端的第三晶体管,所述第二晶体管的第一端和第二端、第三晶体管的第一端连接所述补偿阈值温度和补偿电流产生单元的输出端,所述第三晶体管的第二端为所述第一输出组件的输出端,所述第二控制电阻连接所述第二晶体管的第三端;
所述第二输出组件包括,具有第一端和第二端的第四晶体管和具有第一端和第二端的第五晶体管,所述第四晶体管的第一端和第二端、第五晶体管的第一端为所述第二输出组件的输入端,所述第五晶体管的第二端为所述第二输出组件的输出端。
15.根据权利要求14所述的激光驱动器的温度补偿电路,其特征在于,
所述第二晶体管、第三晶体管为NMOS管,所述第二晶体管、第三晶体管的第一端为栅极、第二端为漏极,所述第二控制电阻串接在所述第二晶体管的源极和地之间;
所述第四晶体管、第五晶体管为PMOS管,所述第四晶体管、第五晶体管的第一端为栅极、第二端为漏极,所述第四晶体管、第五晶体管的源极与工作电压连接。
16.根据权利要求12或13所述的激光驱动器的温度补偿电路,其特征在于,所述第二控制电阻为可调电阻。
17.根据权利要求13所述的激光驱动器的温度补偿电路,其特征在于,所述隔离组件包括:隔离晶体管,所述隔离晶体管为NPN管,所述隔离晶体管的发射极为所述隔离组件的输入端、集电极为所述隔离组件的输出端。
18.一种激光驱动器,包括激光驱动电路,输入基准调制电流,输出调制电流到激光器,其特征在于,还包括:
温度补偿电路,产生随温度升高而增大的基准电压、参考电压,根据所述参考电压获得补偿阈值温度,输出随基准电压增大而增大的基准电流,并在温度高于或等于补偿阈值温度时输出补偿电流,所述基准电流与补偿电流叠加形成输入所述激光驱动电路的基准调制电流;
偏置电流调节电路,向激光器提供偏置电流,所述偏置电流根据激光器的光探测器产生的光生电流调整。
19.根据权利要求18所述的激光驱动器,其特征在于,所述温度补偿电路包括:
基准电压产生单元,产生随温度升高而增大的基准电压;
基准电流产生单元,连接所述基准电压产生单元,输出随所述基准电压增大而增大的基准电流;
参考电压产生单元,产生随温度升高而增大的参考电压;
补偿电流产生单元,连接所述参考电压产生单元,根据所述参考电压获得补偿阈值温度,并在温度高于或等于补偿阈值温度时输出补偿电流,
所述基准电流与补偿电流叠加形成所述基准调制电流。
20.根据权利要求19所述的激光驱动器,其特征在于,所述基准电压产生单元为具有正温度系数的带隙基准电压源。
21.根据权利要求19所述的激光驱动器,其特征在于,所述基准电流产生单元包括基准电阻,所述基准电阻串接在所述基准电压产生单元的输出端和地之间,所述基准电流为流过所述基准电阻的电流。
22.根据权利要求21所述的激光驱动器,其特征在于,所述基准电阻为可调电阻。
23.根据权利要求19所述的激光驱动器,其特征在于,所述参考电压产生单元为具有正温度系数的带隙基准电压源。
24.根据权利要求19所述的激光驱动器,其特征在于,所述补偿电流产生单元包括:补偿阈值温度和补偿电流产生单元,根据所述参考电压获得补偿阈值温度,并在温度高于或等于补偿阈值温度时输出补偿电流。
25.根据权利要求19所述的激光驱动器,其特征在于,所述补偿电流产生单元包括:
补偿阈值温度和补偿电流产生单元,连接所述参考电压产生单元,根据所述参考电压获得补偿阈值温度,并在温度高于或等于补偿阈值温度时输出第一补偿电流;
补偿力度控制单元,连接所述补偿阈值温度和补偿电流产生单元,输出与随第一补偿电流增大而增大的补偿电流。
26.根据权利要求24或25所述的激光驱动器,其特征在于,所述补偿阈值温度和补偿电流产生单元包括:
控制组件,包括第一控制电阻,产生随温度升高而减小的比较电压,根据所述参考电压和比较电压获得补偿阈值温度,并在温度高于或等于补偿阈值温度时输出控制信号,所述补偿阈值温度随第一控制电阻的阻值增大而增大;
开关组件,由所述控制组件输出的控制信号控制,输出参考补偿电流;
输出组件,输入端连接所述开关组件的输出端,输出端为所述补偿阈值温度和补偿电流产生单元的输出端,输出随所述开关组件输出的参考补偿电流增大而增大的电流。
27.根据权利要求26所述的激光驱动器,其特征在于,
所述控制组件还包括,具有第一端和第二端的第一控制晶体管,具有第一端和第二端的第二控制晶体管,具有第一端、第二端和第三端的第三控制晶体管和电压比较器,其中,
所述第一控制晶体管的第二端连接所述第三控制晶体管的第一端,所述第二控制晶体管的第二端连接所述第三控制晶体管的第二端,所述第一控制晶体管的第一端与第二控制晶体管的第一端连接,
所述第一控制电阻连接所述第三控制晶体管的第三端,所述第三控制晶体管工作于饱和区,所述第三控制晶体管的第一端的电压为随温度升高而减小的比较电压,
所述电压比较器的正端输入为所述参考电压,负端输入为所述比较电压,电压比较器输出所述控制信号;
所述开关组件包括,具有第一端、第二端和第三端的开关晶体管,所述开关晶体管的第一端连接所述控制组件的输出端、第二端为所述开关组件的输出端、第三端连接所述第三控制晶体管的第一端;
所述输出组件包括,具有第一端和第二端的第一晶体管和具有第一端和第二端的输出晶体管,所述第一晶体管的第一端和第二端、输出晶体管的第一端连接所述开关组件的输出端,所述输出晶体管的第二端为所述输出组件的输出端。
28.根据权利要求27所述的激光驱动器,其特征在于,
所述第一控制晶体管的第一端与第二控制晶体管的第一端连接偏置电压,所述第一控制晶体管、第二控制晶体管、第一晶体管、输出晶体管为PMOS管,所述第一控制晶体管、第二控制晶体管、第一晶体管、输出晶体管的第一端为栅极、第二端为漏极,所述第一控制晶体管、第二控制晶体管、第一晶体管、输出晶体管的源极连接工作电压;
所述开关晶体管为NMOS管,所述开关晶体管的第一端为栅极、第二端为漏极、第三端为源极;
所述第三控制晶体管为具有负温度系数的NPN管,所述第三控制晶体管的第一端为基极、第二端为集电极、第三端为发射极,所述第一控制电阻串接在所述第三控制晶体管的发射极和地之间。
29.根据权利要求26所述的激光驱动器,其特征在于,所述第一控制电阻为可调电阻。
30.根据权利要求25所述的激光驱动器,其特征在于,所述补偿力度控制单元包括:
第一输出组件,包括第二控制电阻,输出随所述补偿阈值温度和补偿电流产生单元输出的第一补偿电流增大而增大的第一参考电流,所述第一参考电流随第二控制电阻的阻值增大而增大;
第二输出组件,输入端连接所述第一输出组件的输出端,输出随所述第一参考电流增大而增大的补偿电流。
31.根据权利要求25所述的激光驱动器,其特征在于,所述补偿力度控制单元包括:
第一输出组件,包括第二控制电阻,输出随所述补偿阈值温度和补偿电流产生单元输出的第一补偿电流增大而增大的第一参考电流,所述第一参考电流随第二控制电阻的阻值增大而增大;
隔离组件,输入端连接所述第一输出组件的输出端,将输入端的第一参考电流放大,输出第二参考电流;
第二输出组件,输入端连接所述隔离组件的输出端,输出随所述第二参考电流增大而增大的补偿电流。
32.根据权利要求30或31所述的激光驱动器的温度补偿电路,其特征在于,
所述第一输出组件还包括,具有第一端、第二端和第三端的第二晶体管和具有第一端和第二端的第三晶体管,所述第二晶体管的第一端和第二端、第三晶体管的第一端连接所述补偿阈值温度和补偿电流产生单元的输出端,所述第三晶体管的第二端为所述第一输出组件的输出端,所述第二控制电阻连接所述第二晶体管的第三端;
所述第二输出组件包括,具有第一端和第二端的第四晶体管和具有第一端和第二端的第五晶体管,所述第四晶体管的第一端和第二端、第五晶体管的第一端为所述第二输出组件的输入端,所述第五晶体管的第二端为所述第二输出组件的输出端。
33.根据权利要求32所述的激光驱动器,其特征在于,
所述第二晶体管、第三晶体管为NMOS管,所述第二晶体管、第三晶体管的第一端为栅极、第二端为漏极,所述第二控制电阻串接在所述第二晶体管的源极和地之间;
所述第四晶体管、第五晶体管为PMOS管,所述第四晶体管、第五晶体管的第一端为栅极、第二端为漏极,所述第四晶体管、第五晶体管的源极与工作电压连接。
34.根据权利要求30或31所述的激光驱动器,其特征在于,所述第二控制电阻为可调电阻。
35.根据权利要求31所述的激光驱动器,其特征在于,所述隔离组件包括:隔离晶体管,所述隔离晶体管为NPN管,所述隔离晶体管的发射极为所述隔离组件的输入端、集电极为所述隔离组件的输出端。
36.根据权利要求19所述的激光器,其特征在于,所述偏置电流调节电路包括:
基准电流源,产生基准偏置电流;
电压转换单元,将所述激光器的光探测器输出的光生电流转换成光生电压;
偏置补偿电流产生单元,产生随所述光生电压增大而增大的偏置补偿电流,
所述基准偏置电流与偏置补偿电流叠加形成所述偏置电流。
37.根据权利要求36所述的激光驱动器,其特征在于,
所述电压转换单元包括转换电阻,串接在所述激光器的光探测器的输出端与地之间;
所述偏置补偿电流产生单元包括误差放大器,正端输入为所述转换电阻的光生电压,负端输入为第二电压,输出偏置补偿电流。
CN2007101717172A 2007-12-04 2007-12-04 激光驱动器及其温度补偿电路 Expired - Fee Related CN101453270B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2007101717172A CN101453270B (zh) 2007-12-04 2007-12-04 激光驱动器及其温度补偿电路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2007101717172A CN101453270B (zh) 2007-12-04 2007-12-04 激光驱动器及其温度补偿电路

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101453270A true CN101453270A (zh) 2009-06-10
CN101453270B CN101453270B (zh) 2013-04-24

Family

ID=40735317

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2007101717172A Expired - Fee Related CN101453270B (zh) 2007-12-04 2007-12-04 激光驱动器及其温度补偿电路

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101453270B (zh)

Cited By (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102045104A (zh) * 2009-10-23 2011-05-04 昂纳信息技术(深圳)有限公司 一种可调式光衰减器驱动电路
CN102064765A (zh) * 2010-12-24 2011-05-18 烽火通信科技股份有限公司 应用于激光驱动器的温度补偿电路
CN102299478A (zh) * 2011-06-22 2011-12-28 烽火通信科技股份有限公司 光通信激光驱动器调制电流比例补偿电路
CN102347732A (zh) * 2011-08-10 2012-02-08 锐迪科创微电子(北京)有限公司 功率控制电路及具有功率控制电路的射频功率放大器模块
CN102761052A (zh) * 2012-07-31 2012-10-31 青岛海信宽带多媒体技术有限公司 光模块工作参数调整方法及调整装置
CN102957647A (zh) * 2011-08-11 2013-03-06 富士通半导体股份有限公司 减少或消除相干接收机的温度相关性的系统及方法
CN103823501A (zh) * 2012-11-19 2014-05-28 上海华虹宏力半导体制造有限公司 对基准电流的温度系数进行补偿的电路
CN103856766A (zh) * 2012-12-05 2014-06-11 罗伯特·博世有限公司 用于运行激光源的方法和设备
CN104137442A (zh) * 2012-03-22 2014-11-05 三菱电机株式会社 光发送器
CN104199503A (zh) * 2014-09-06 2014-12-10 辛晓宁 一种温度补偿电路
CN104459580A (zh) * 2014-12-11 2015-03-25 重庆地质仪器厂 一种温度补偿系统
CN105242739A (zh) * 2015-10-30 2016-01-13 江苏奥雷光电有限公司 温控偏置电流供应电路、偏置电流温控方法和激光驱动器
CN105573402A (zh) * 2014-10-16 2016-05-11 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 一种电流镜放大器布局结构及稳压源
CN105577130A (zh) * 2014-10-08 2016-05-11 华邦电子股份有限公司 差动二级放大器与其运作方法
CN105813344A (zh) * 2015-01-03 2016-07-27 珠海天启技术有限公司 一种光模块的光功率控制系统及其控制方法
CN105933061A (zh) * 2016-06-20 2016-09-07 苏州迈奇杰智能技术有限公司 一种室内无线ccd控制自动窗帘
CN105958279A (zh) * 2016-06-21 2016-09-21 苏州迈奇杰智能技术有限公司 一种室内无线ccd控制智能插座
CN106100729A (zh) * 2016-06-01 2016-11-09 苏州杰姆斯特机械有限公司 一种短距离无线通信ccd节能控制装置
CN106123113A (zh) * 2016-06-17 2016-11-16 苏州迈奇杰智能技术有限公司 一种室内无线ccd控制智能净化器
CN106209231A (zh) * 2016-07-13 2016-12-07 苏州天擎电子通讯有限公司 一种短距离通讯智能除尘路灯
WO2017031962A1 (zh) * 2015-08-21 2017-03-02 青岛海信宽带多媒体技术有限公司 一种控制消光比的电路、芯片和光模块
WO2017173619A1 (zh) * 2016-04-07 2017-10-12 华为技术有限公司 激光器件驱动电流补偿方法及相关装置、组件和系统
CN108206449A (zh) * 2016-12-16 2018-06-26 上海航天科工电器研究院有限公司 激光器驱动电路
CN108233169A (zh) * 2015-05-06 2018-06-29 武汉博激世纪科技有限公司 基于三段稳压器的半导体激光器可调恒流驱动电路
WO2018119581A1 (en) * 2016-12-26 2018-07-05 Texas Instruments Incorporated Methods and apparatus for negative output voltage active clamping using floating bandgap reference and temperature compensation
CN109638643A (zh) * 2019-02-13 2019-04-16 武汉电信器件有限公司 一种激光器偏置电流补偿电路和方法
CN110571645A (zh) * 2019-10-09 2019-12-13 天逸瑞狮(苏州)口腔医疗科技股份有限公司 一种影像扫描装置的激光功率衰减补偿电路
CN111934758A (zh) * 2020-07-28 2020-11-13 长飞光纤光缆股份有限公司 一种光模块发射光功率和眼图的自动调测方法及装置
CN112104424A (zh) * 2020-09-03 2020-12-18 南京捷澳德信息科技有限公司 一种5g前传工业级光模块高温消光比优化方法
CN112213277A (zh) * 2020-09-29 2021-01-12 湖北鑫英泰系统技术股份有限公司 油浸式设备油路控制方法及装置
CN112436378A (zh) * 2020-11-23 2021-03-02 中国电子科技集团公司第四十四研究所 一种激光器驱动电流扩流系统
CN113241586A (zh) * 2021-04-20 2021-08-10 航天恒星科技有限公司 一种用于航天器光收发组件输出稳定光功率控制方法
CN114071268B (zh) * 2021-12-13 2024-03-01 中国电子科技集团公司第四十四研究所 一种gpon数字光模块快速启动电路以及快速启动方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4883992A (en) * 1988-09-06 1989-11-28 Delco Electronics Corporation Temperature compensated voltage generator
US4978930A (en) * 1989-07-18 1990-12-18 At&E Corporation Low voltage VCO temperature compensation
US5519308A (en) * 1993-05-03 1996-05-21 Analog Devices, Inc. Zero-curvature band gap reference cell
JP2001326569A (ja) * 2000-05-16 2001-11-22 Toshiba Corp Led駆動回路及び光送信モジュール
JP2004328640A (ja) * 2003-04-28 2004-11-18 Toshiba Corp バイアス電流生成回路、レーザダイオード駆動回路及び光通信用送信器
CN1333499C (zh) * 2005-01-07 2007-08-22 清华大学 半导体激光器两种模式工作的驱动电源

Cited By (47)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102045104B (zh) * 2009-10-23 2013-12-04 昂纳信息技术(深圳)有限公司 一种可调式光衰减器驱动电路
CN102045104A (zh) * 2009-10-23 2011-05-04 昂纳信息技术(深圳)有限公司 一种可调式光衰减器驱动电路
CN102064765A (zh) * 2010-12-24 2011-05-18 烽火通信科技股份有限公司 应用于激光驱动器的温度补偿电路
CN102064765B (zh) * 2010-12-24 2012-08-22 烽火通信科技股份有限公司 应用于激光驱动器的温度补偿电路
CN102299478A (zh) * 2011-06-22 2011-12-28 烽火通信科技股份有限公司 光通信激光驱动器调制电流比例补偿电路
CN102299478B (zh) * 2011-06-22 2012-10-03 烽火通信科技股份有限公司 光通信激光驱动器调制电流比例补偿电路
CN102347732B (zh) * 2011-08-10 2014-05-14 锐迪科创微电子(北京)有限公司 功率控制电路及具有功率控制电路的射频功率放大器模块
CN102347732A (zh) * 2011-08-10 2012-02-08 锐迪科创微电子(北京)有限公司 功率控制电路及具有功率控制电路的射频功率放大器模块
CN102957647A (zh) * 2011-08-11 2013-03-06 富士通半导体股份有限公司 减少或消除相干接收机的温度相关性的系统及方法
CN102957647B (zh) * 2011-08-11 2018-04-10 英特尔Ip公司 减少或消除相干接收机的温度相关性的系统及方法
CN104137442A (zh) * 2012-03-22 2014-11-05 三菱电机株式会社 光发送器
CN104137442B (zh) * 2012-03-22 2016-10-19 三菱电机株式会社 光发送器
CN102761052A (zh) * 2012-07-31 2012-10-31 青岛海信宽带多媒体技术有限公司 光模块工作参数调整方法及调整装置
CN103823501B (zh) * 2012-11-19 2016-08-17 上海华虹宏力半导体制造有限公司 对基准电流的温度系数进行补偿的电路
CN103823501A (zh) * 2012-11-19 2014-05-28 上海华虹宏力半导体制造有限公司 对基准电流的温度系数进行补偿的电路
CN103856766A (zh) * 2012-12-05 2014-06-11 罗伯特·博世有限公司 用于运行激光源的方法和设备
CN104199503A (zh) * 2014-09-06 2014-12-10 辛晓宁 一种温度补偿电路
CN105577130B (zh) * 2014-10-08 2018-11-09 华邦电子股份有限公司 差动二级放大器与其运作方法
CN105577130A (zh) * 2014-10-08 2016-05-11 华邦电子股份有限公司 差动二级放大器与其运作方法
CN105573402A (zh) * 2014-10-16 2016-05-11 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 一种电流镜放大器布局结构及稳压源
CN104459580A (zh) * 2014-12-11 2015-03-25 重庆地质仪器厂 一种温度补偿系统
CN104459580B (zh) * 2014-12-11 2017-04-26 重庆地质仪器厂 一种温度补偿系统
CN105813344B (zh) * 2015-01-03 2018-02-06 珠海天启技术有限公司 一种光模块的光功率控制系统及控制方法
CN105813344A (zh) * 2015-01-03 2016-07-27 珠海天启技术有限公司 一种光模块的光功率控制系统及其控制方法
CN108233169B (zh) * 2015-05-06 2021-06-29 武汉博激世纪科技有限公司 基于三段稳压器的半导体激光器可调恒流驱动电路
CN108233169A (zh) * 2015-05-06 2018-06-29 武汉博激世纪科技有限公司 基于三段稳压器的半导体激光器可调恒流驱动电路
WO2017031962A1 (zh) * 2015-08-21 2017-03-02 青岛海信宽带多媒体技术有限公司 一种控制消光比的电路、芯片和光模块
CN105242739A (zh) * 2015-10-30 2016-01-13 江苏奥雷光电有限公司 温控偏置电流供应电路、偏置电流温控方法和激光驱动器
WO2017173619A1 (zh) * 2016-04-07 2017-10-12 华为技术有限公司 激光器件驱动电流补偿方法及相关装置、组件和系统
CN106100729A (zh) * 2016-06-01 2016-11-09 苏州杰姆斯特机械有限公司 一种短距离无线通信ccd节能控制装置
CN106123113A (zh) * 2016-06-17 2016-11-16 苏州迈奇杰智能技术有限公司 一种室内无线ccd控制智能净化器
CN105933061A (zh) * 2016-06-20 2016-09-07 苏州迈奇杰智能技术有限公司 一种室内无线ccd控制自动窗帘
CN105958279A (zh) * 2016-06-21 2016-09-21 苏州迈奇杰智能技术有限公司 一种室内无线ccd控制智能插座
CN106209231A (zh) * 2016-07-13 2016-12-07 苏州天擎电子通讯有限公司 一种短距离通讯智能除尘路灯
CN108206449A (zh) * 2016-12-16 2018-06-26 上海航天科工电器研究院有限公司 激光器驱动电路
CN108206449B (zh) * 2016-12-16 2020-04-10 上海航天科工电器研究院有限公司 激光器驱动电路
WO2018119581A1 (en) * 2016-12-26 2018-07-05 Texas Instruments Incorporated Methods and apparatus for negative output voltage active clamping using floating bandgap reference and temperature compensation
CN109638643A (zh) * 2019-02-13 2019-04-16 武汉电信器件有限公司 一种激光器偏置电流补偿电路和方法
CN110571645A (zh) * 2019-10-09 2019-12-13 天逸瑞狮(苏州)口腔医疗科技股份有限公司 一种影像扫描装置的激光功率衰减补偿电路
CN111934758A (zh) * 2020-07-28 2020-11-13 长飞光纤光缆股份有限公司 一种光模块发射光功率和眼图的自动调测方法及装置
CN112104424A (zh) * 2020-09-03 2020-12-18 南京捷澳德信息科技有限公司 一种5g前传工业级光模块高温消光比优化方法
CN112104424B (zh) * 2020-09-03 2022-04-01 南京捷澳德信息科技有限公司 一种5g前传工业级光模块高温消光比优化方法
CN112213277A (zh) * 2020-09-29 2021-01-12 湖北鑫英泰系统技术股份有限公司 油浸式设备油路控制方法及装置
CN112436378A (zh) * 2020-11-23 2021-03-02 中国电子科技集团公司第四十四研究所 一种激光器驱动电流扩流系统
CN113241586A (zh) * 2021-04-20 2021-08-10 航天恒星科技有限公司 一种用于航天器光收发组件输出稳定光功率控制方法
CN113241586B (zh) * 2021-04-20 2022-07-29 航天恒星科技有限公司 一种用于航天器光收发组件输出稳定光功率控制方法
CN114071268B (zh) * 2021-12-13 2024-03-01 中国电子科技集团公司第四十四研究所 一种gpon数字光模块快速启动电路以及快速启动方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN101453270B (zh) 2013-04-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101453270B (zh) 激光驱动器及其温度补偿电路
CN101702489B (zh) 一种电吸收调制激光器的偏置电路及其调试方法
US7679353B2 (en) Constant-current circuit and light-emitting diode drive device therewith
CN1677905B (zh) 发光二极管驱动电路和光纤链路用光发射机
US8121160B2 (en) Driver circuit for semiconductor laser diode driven in differential mode
TWI730570B (zh) 具有包絡跟蹤調製的電源
WO2011026293A1 (zh) 功率放大器温度补偿电路
US9223334B2 (en) Constant current circuit and light emitting diode driving device using the same
CN1636315A (zh) 具有动态放大器阻抗补偿的电流调制器
CN109842301B (zh) 一种电流控制电路及其控制方法
Hussain et al. A fully integrated IEEE 802.15. 7 visible light communication transmitter with on-chip 8-W 85% efficiency boost LED driver
CN102299478B (zh) 光通信激光驱动器调制电流比例补偿电路
CN105790064B (zh) 一种低功耗eml驱动电路和方法
CN102645948B (zh) 一种可调恒流源
US7550933B1 (en) Offline control circuit of LED driver to control the maximum voltage and the maximum current of LEDs
CN103956650B (zh) 一种应用于激光驱动器的温度补偿电路
Mirvakili et al. A flicker-free CMOS LED driver control circuit for visible light communication enabling concurrent data transmission and dimming control
CN109818257B (zh) 一种cmos工艺激光驱动电路
Yang et al. Design of high-power white LED drive chip with fully integrated PWM dimming function
CN111313226B (zh) 用于量子通信高消光比窄脉冲光源高速驱动方法及装置
CN100463380C (zh) 一种直调激光器偏置电路
CN203774607U (zh) 一种应用于激光驱动器的温度补偿电路
CN112436378A (zh) 一种激光器驱动电流扩流系统
CN110311571B (zh) 一种用于双向变换器的双向恒流控制电路
JP2009272321A (ja) 半導体レーザ駆動回路

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20130424

Termination date: 20151204

EXPY Termination of patent right or utility model