CN113189466B

CN113189466B - 光电二极管的击穿电压测试

Info

Publication number: CN113189466B
Application number: CN202110388922.4A
Authority: CN
Inventors: 王陈銮; 向少卿
Original assignee: Hesai Technology Co Ltd
Current assignee: Hesai Technology Co Ltd
Priority date: 2019-08-26
Filing date: 2019-08-26
Publication date: 2023-01-20
Anticipated expiration: 2039-08-26
Also published as: CN110488174A; CN113189466A; CN110488174B

Abstract

本公开涉及一种能够测试光电二极管的击穿电压的模拟前端电路、一种测试光电二极管的击穿电压的方法以及一种用于激光雷达的接收电路。根据本公开，在控制器的控制下，通过电压型DAC调节光电二极管的阳极处的电压，和/或通过调节光电二极管的阴极处的供电电压，来独立地调节各个通道的光电二极管的反向偏置电压，从而可以完成对光电二极管的击穿电压的测试，并且能够将光电二极管调节到最佳工作电压。

Description

光电二极管的击穿电压测试

本案是基于2019年8月26日提交的专利申请号为201910788935.3、发明名称为“光电二极管的击穿电压测试”的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本公开内容总体上涉及光电传感器的技术领域，并且具体涉及光电二极管的击穿电压的测试，特别是一种能够测试光电二极管的击穿电压的模拟前端电路、一种测试光电二极管的击穿电压的方法以及一种用于激光雷达的接收电路。

背景技术

雪崩光电二极管(APD)是一种P-N结型的光检测二极管，其中利用了载流子的雪崩倍增效应来放大光电信号以提高检测的灵敏度。再加上一个较高的反向偏置电压后(在硅材料中一般为100-200V)，利用电离碰撞(雪崩击穿)效应，可在APD中获得一个大约100的内部电流增益。某些硅APD采用了不同于传统APD的掺杂等技术，允许加上更高的电压(>1500V)而不致击穿，从而可获得更大的增益(>1000)。一般来说，反向电压越高，增益就越大。

图1图示了现有技术中的光电二极管的输出电流I和反向偏置电压V的关系示意图。由图可见(第三象限)，随着反向偏置电压的增加，刚开始光电流基本保持不变，但当反向偏置电压增加到一定的数值时，光电流急速增加，最后这个光电二极管被击穿，这个电压称为击穿电压U_B。在图1中，示出了不同光照条件下的三条I-V特性曲线，其中，标记为“无光照时”的I-V特性曲线是对应光电二极管的暗电流的I-V特性曲线。暗电流指在没有光照射的状态下，在光电二极管中流动的电流。光电二极管的击穿电压与暗电流直接相关。例如，在APD的电压调试中，业内将暗电流Id＝10uA时所对应的反向偏置电压看作是该APD的击穿电压U_B。

在使用光电二极管作接收端的光接收模块生产过程中，正确的设置光电二极管工作点才能保证光接收模块的灵敏度。合理的光电二极管反向工作电压Vapd(代表最佳灵敏度)通常与光电二极管的击穿电压U_B紧密相连(通常Vapd在击穿电压U_B附近)，所以找到光电二极管的U_B对设置光电二极管的最佳工作电压至关重要。

光电二极管出厂时，每个光电二极管的击穿电压会有所不同，产品说明书中会有光电二极管的参考击穿电压和一个误差范围，比如，光电二极管的击穿电压为200V，误差范围为±10V，也就是说每个光电二极管的实际击穿电压有所不同，但是应该都在190V到210V的范围内。

当前，在实际使用光电二极管之前，要对每一片光电二极管的击穿电压进行测量，然后按电压范围进行分类。这样的工作任务通常由光电二极管的采购商或者使用厂商完成，该工作任务例如包括：在对每一片光电二极管的击穿电压进行测量后，将这些光电二极管分为许多组，每组的实测击穿电压在一定电压区间内，比如2V或3V。从而，对于前述的参考击穿电压为200V、误差范围为±10V的一批光电二极管，若每2V的区间就分为一档，总共需要10档。在实际使用和进行系统设计时，每一档内的光电二极管被认为具有一致的击穿电压。

现有的光电二极管击穿电压的测量方法是：将光电二极管板通过接插件连接到一个测试的公板上，公板上有每个光电二极管对应的测试区，这样可以通过在每个光电二极管对应的测试区进行扎针测试的方法给该光电二极管两端加不同的偏置电压，扫描这个偏置电压就可以得到I-V特性曲线，测得在暗电流等于规定数值(对于APD是10uA)的反向偏置电压，从而获得该光电二极管的实测击穿电压。

根据这样的方案，为了追求所设计的电路系统的稳定性和可靠性，需要将参考击穿电压和误差范围相同的一批光电二极管尽可能地进行细分。另外，这样的方案没有考虑光电二极管的老化。然而，由于光电二极管经过加电老化之后，其击穿电压的不一致性会比刚装配好的新光电二极管范围要大，现有技术的这样的方案有可能对老化后的光电二极管进行测试(例如，重复前述的扎针测试的方法)，但是无法克服老化后的光电二极管的击穿电压范围超过之前选择的归档区间的问题。

背景技术部分的内容仅仅是公开人所知晓的技术，并不当然代表本领域的现有技术。

发明内容

有鉴于现有技术缺陷中的至少一个，本公开描述的技术方案的目的之一在于解决前述一个或多个问题。根据本公开，在控制器的控制下，通过电压型DAC调节光电二极管的阳极处的电压，和/或通过调节光电二极管的阴极处的供电电压，来独立地调节各个通道的光电二极管的反向偏置电压，从而可以完成对光电二极管的击穿电压的测试，并且能够将光电二极管调节到最佳工作电压。

在一个方面，提供一种能够测试光电二极管的击穿电压的模拟前端电路，包括控制器和多个通道，其中，每个通道包括：

光电二极管，其阴极用于耦接到所有通道共同的供电电压；

跨阻放大电路，其输入端与光电二极管的阳极耦接,其输出端用于输出放大的电信号；以及

电压型数模转换器DAC，被配置成根据所述控制器提供的数控输入产生模拟电压，从而，光电二极管在供电电压和DAC产生的模拟电压之间形成反向偏置，

其中，所述控制器被配置为通过向每个通道提供数控输入来改变每个通道中的DAC的输出电压，以及调节所述供电电压，以便测试每个通道中的光电二极管的击穿电压。

在一个实施例中，供电电压可以通过程序控制源表提供，并且所述程序控制源表与所述控制器通信，并且受所述控制器控制。

在一个实施例中，控制器可以被配置为读取所述程序控制源表的电流读数，并且根据所述电流读数来调节每个通道的DAC的输出电压。

在一个实施例中，光电二极管可以是雪崩光电二极管APD。

在一个实施例中，模拟前端电路采用集成电路来实现。

在一个实施例中，各个通道的光电二极管的参考击穿电压的相差范围可以可以为5V到10V。

在另一个方面，提供一种测试光电二极管的击穿电压的方法，其中，多个光电二极管被布置为，其阴极耦接到共同的供电电压，其阳极耦接到单独的电压型数模转换器DAC以便形成多个通道，其中每个通道中的DAC被配置成根据控制器提供的数控输入产生模拟输出电压。所述方法包括：

将多个DAC的所述模拟输出电压都调节到可调节的最低电压；

将所述供电电压调节到第一供电电压数值，确保所述多个光电二极管均不会处于被击穿的状态，其中所述第一供电电压数值取决于所述多个光电二极管的参考击穿电压及相关联的误差范围；

增大所述供电电压，并且检测所述多个通道的暗电流的总电流，使得所检测的总电流等于第一电流值，从而确定出所述多个光电二极管中有一个光电二极管两端的电压达到击穿电压，其中所述第一电流值是针对所述光电二极管的已知的击穿电压对应的暗电流值；

将多个DAC的所述模拟输出电压都调节到可调节的最高电压；

将所述供电电压增大到第二供电电压数值，所述第二供电电压数值和所述第一供电电压数值的差等于所述多个DAC的最大可调节范围；以及

在所述多个通道中的每个通道，单独地减小所述多个DAC中的对应DAC的模拟输出电压，检测每个通道中的流过光电二极管的暗电流，使得所检测的暗电流等于所述第一电流值，从而能够确定出每个通道中的光电二极管的击穿电压。

在一个实施例中，可以通过程序控制源表来调节所述供电电压。

在一个实施例中，光电二极管可以是雪崩光电二极管APD，并且所述第一电流值等于10μA。

在一个实施例中，该方法在光电二极管处于非工作状态时启动。

在又一个方面，提供一种用于激光雷达的接收电路，包括控制器和多个通道，其中，每个通道包括：

光电二极管，其阴极用于耦接到所有通道共同的供电电压；

其中，所述控制器被配置为执行前述的方法。

根据本公开，参考击穿电压接近的一批光电二极管可以布置为，其阴极耦接共同的供电电压，其阳极分别耦接单独的电压型数模转换器DAC以形成多个独立通道。由于电压型数模转换器DAC的输出模拟电压在一个范围内是可调整的，因此，在供电电压一定的情形下，各个通道的光电二极管的偏置电压也是相应可调整的。另外，供电电压也是可以受控地调节地。从而，与现有技术中的上述测试方案相比，本公开利用了DAC的输出模拟电压的可调节范围和/或可调节供电电压，带来了加在光电二极管两端的偏置电压是可调节的优势，从而，与现有技术相比，使得在电路系统的设计和器件选用时，有可能直接使用参考击穿电压和误差范围(误差范围可能是5V或者10V)基本相同的多个光电二极管，而不像背景技术中描述的那样再将这些二极管进行归类，比如按2V的电压区间进行归类，而不影响所设计的系统的稳定性和可靠性。

在说明书中所描述的特点和优点并非全部，尤其是，结合附图和说明书，许多附加的特征和优点将对于本领域普通技术人员而言将是明显的。此外，应当指出的是，本说明书中所使用的用语主要是出于可读性和指导性的目的而被选择的，并且可能不是被选择以描述或限制创造性的技术方案。

附图说明

构成本公开的一部分的附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。在附图中：

图1图示了现有技术中的光电二极管的输出电流I和反向偏置电压V的关系示意图；

图2示意性示出了利用根据本发明一种实施方式的能够测试光电二极管的击穿电压的模拟前端电路200的示意图；以及

图3示意性示出了根据本发明一种实施方式的测试多个光电二极管的击穿电压的方法的流程图。

具体实施方式

在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本公开的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。

附图中的流程图和框图，图示了按照本发明各种实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，所述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现预定的逻辑功能的可执行指令。应当注意，在有些作为备选的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也应当注意，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

在本公开的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“坚直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本公开的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本公开的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接：可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。例如，本公开使用术语“耦接”，表示两个端子之间的连接方式可以是直接连接、也可以是通过一个中间媒介间接连接，可以是电气方面的有线连接、也可以是无线连接。

在本公开中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本公开的不同结构。为了简化本公开的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本公开。此外，本公开可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本公开提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

需要注意的是，除非另有说明，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

以下结合附图对本公开的具体实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本公开，并不用于限定本公开。

图2示意性示出了利用根据本发明一种实施方式的能够测试光电二极管的击穿电压的模拟前端电路200的示意图。该模拟前端电路200包括控制器210和多个通道。图2中示出了通道Ch.0、Ch.k、和Ch.n。每个通道包括光电二极管212、电压型数模转换器(电压型DAC)214、以及跨阻放大电路220。各个通道的光电二极管的阴极耦接到所有通道共同的供电电压HV。各个通道的光电二极管的阳极分别耦接到各个通道中的单独的电压型DAC 214以及跨阻放大电路220。跨阻放大电路220的输入端与光电二极管的阳极耦接，其输出用于输出放大的电信号，可以耦接到后续的信号分析电路。各个通道中的电压型DAC耦接在公共控制器210和各个通道的光电二极管的阳极之间，被配置成根据控制器210提供的数控输入产生模拟电压。对于电压型DAC而言，输入是一系列二进制数字序列，输出是与该二进制数字序列对应的模拟电压。随着电压型DAC数控输入的改变，可以输出可调节的输出电压。

从而，光电二极管可以在供电电压和电压型DAC产生的模拟电压之间形成反向偏置。控制器210可以被配置为通过向每个通道提供数控输入来单独地改变每个通道中的电压型DAC的输出电压。应当理解，电压型DAC的输出可以提供一个可调节的模拟电压范围，例如从0V到5V，从而，可以在每个通道的光电二极管的阳极提供一个可调节的模拟电压范围。也就是说，通过利用电压型DAC，光电二极管阳极处的电压是可以调节的，其最大可调节范围是电压型DAC的输出电压的最大可调节范围，例如，也是从0V到5V。从而，各个通道中的光电二极管的可能击穿电压的相差范围可以为该可调节的模拟电压范围，通过单独地调节各个通道的DAC的输出，可以使得各个通道的光电二极管以最佳工作电压(灵敏度最高)工作。例如，各个通道的光电二极管的可能的击穿电压的相差范围，即这些光电二极管的可能的最大击穿电压减去可能的最小的击穿电压的差，可以在5V以内。

进一步，控制器210还可以被配置为调节各个通道的供电电压HV。例如，供电电压HV可以通过程序控制源表提供，并且程序控制源表与控制器通信，并且受控制器控制。控制器可以被配置为读取程序控制源表的电流读数，并且根据电流读数来调节每个通道的DAC的输出电压。

根据本发明的实施方式，各个通道中的光电二极管的阳极处的电压，并且/或者光电二极管的阴极处的供电电压是可以调节的，从而可以提供对光电二极管的反向偏置电压在一定范围内的动态调节。从而，如下文详细描述的，利用模拟前端电路200可以测试每个通道中的光电二极管的击穿电压，和/或可以对每个通道中的光电二极管的偏置电压单独地进行调节以便在需要时灵活地改善电路的灵敏度。同时，在出现光电二极管的老化的情形下，通过调节DAC的输出电压和/或通过调节供电电压，可以使得该老化的光电二极管工作在最佳工作电压。

根据本发明的实施方式，在电路设计时，可选用的各个通道的光电二极管的参考(标称)击穿电压的相差范围取决于选用的电压型DAC输出的可调节的模拟电压范围，例如10V，该电压范围大于现有技术中的将DAC归类的电压范围，例如2V(参考背景技术)。因为增加了电压型DAC，其可以用来调节各个通道的光电二极管的反向偏置电压，在光电二极管的器件选用时，可以对光电二极管进行分类的时候就可以按照比如10V进行粗分，然后对每个10V范围里的光电二极管再在各个通道中利用电压型DAC进行精细的调节，以便可以使得每个光电二极管都工作在体现最大灵敏度的最佳工作电压处。从而，每个光电二极管都可以以体现最大灵敏度的最佳工作电压工作，与现有技术中的将实测的击穿电压在一个归类区间内的所有光电二极管的击穿电压视为相同的方案相比，可以提高各个通道的光电二极管的工作效率。根据本公开的光电二极管的击穿电压和工作电压的一致性的受限于DAC可调节的最小的电压步进，例如0.1V，但是这个值明显小于现有技术中的用来归类的比如2V的这样的区间值。

继续参考图2，跨阻放大电路220可以包括：运算放大器222、与放大器224并联连接的RC电路(比如由电阻R_f和电容C_f构成)、以及可选的与放大器224并联连接的电容Cb。

在一个实施例中，光电二极管可以是雪崩光电二极管APD。应当理解，参考图2描述的电路还可以结合其他种类的二极管一起工作，比如其他的PN结型光电二极管、以及PIN结型光电二极管。

在一个实施例中，根据本发明实施方式的模拟前端电路可以采用集成电路来实现。例如，可以将多个光电二极管放置于芯片基板的一面，另一面放置跨阻放大电路和DAC，从而将多个光电二极管、跨阻放大电路和DAC集成在一颗芯片内部，形成了一个模拟前端芯片，该颗芯片集成了多个信号通道。集成电路的优势在于可以将该芯片直接放置在PCB电路板上，多个光电二极管和跨阻放大电路之间无需使用中间接插件。相反，在使用分立器件在搭建前述模拟前端电路时，因为有很多独立的测量通道，使得分立的光电二极管和跨阻放大电路的元器件无法放在同一块PCB电路板上，需要使用多块PCB电路板，它们之间通过接插件(Connector)连接。过多的接插件的使用将会影响对击穿电压的测试精度。另外，使用分立器件来搭建前述模拟前端电路，会消耗更大的PCB电路板面积，也会增加布板的难度。此外，集成化可以使得每颗光电二极管可以对应集成一个DAC来调节APD的击穿电压不一致的问题，使得各个通道间的一致性更好。进一步地，由于在模拟前端电路中集成了电压型DAC，因此使用根据本公开的测试方法可以测试老化前和老化后的光电二极管的击穿电压，并且光电二极管老化引起的击穿电压变化范围变大的问题可以通过DAC调节而得以解决。

图3示意性示出了根据本发明一种实施方式的测试多个光电二极管的击穿电压的方法300的流程图。该多个光电二极管布置为，该多个光电二极管的阴极耦接到共同的供电电压，该多个光电二极管的阳极耦接到单独的电压型数模转换器DAC的输出端，从而形成多个通道。每个通道中的电压型DAC的输入端连接到共同的控制器，并且被配置成根据控制器提供的数控输入产生模拟输出电压。方法300可以包括如下步骤。

在步骤S310，将多个电压型DAC的模拟输出电压都调节到可调节的最低电压。例如，电压型DAC的可调节的输出电压范围可以在1V到11V的范围内。这里，将所有电压型DAC的模拟输出电压都调节到可调节的最低电压，即1V。

在步骤S320：将供电电压调节到第一供电电压数值，确保多个光电二极管均不会处于被击穿的状态。第一供电电压数值取决于多个光电二极管的参考击穿电压及相关联的误差范围。此时，检测多个通道的暗电流的总电流，则所检测的总电流基本为零。待测试多个光电二极管可以具有基本相同的参考(标称)击穿电压，并且其误差范围的区间值应该在所采用的电压型DAC的电压可调节范围内。例如，对于参考击穿电压为200V、标称误差范围为±5V(其误差范围的区间值为10V)的多个光电二极管，其可能的击穿电压在195V到205V的范围内，若采用可调节的输出电压范围在1V到11V的范围内的电压型DAC，且在前述步骤S310已经将电压型DAC的输出调节到了1V，则初始地可以将供电电压调节到196V或者更小的数值。此时，多个光电二极管的反向偏置电压为196V-1V＝195V。

在步骤S330：增大供电电压，并且检测多个通道的暗电流的总电流，使得所检测的总电流等于第一电流值，从而确定出多个光电二极管中有一个光电二极管两端的电压达到击穿电压，其中所述第一电流值是针对所述光电二极管的已知的击穿电压对应的暗电流值。这里，保持光电二极管阳极侧耦接的电压型DAC的输出电压取可调节的最小值，例如1V，通过增大供电电压来增大光电二极管的反向偏置电压。根据光电二极管的伏安特性(参考图1)，在没有光照的情形下，当光电二极管的反向偏置电压增加到一定数值时，电流急剧地增大。例如，在光电二极管为雪崩光电二极管APD的情形下，暗电流值等于10μA时的反向偏置电压即为APD的实测击穿电压。在光电二极管为APD的示例下，此时，若检测到供电电压增加到198V时，在供电电压侧出现了电流值等于10μA的暗电流，则可以确定此时多个APD中有一个APD处于被击穿的状态，该APD的实测击穿电压应为198V-1V＝197V。

在步骤S340：将多个电压型DAC的模拟输出电压都调节到可调节的最高电压。此时，由于将DAC的输出电压调节到可调节的最高电压，而供电电压保持不变，减小了多个光电二极管的反向偏置电压，所以此时所有光电二极管都处于未被击穿的状态。例如，继续前述的示例，保持供电电压为198V不变，将多个电压型DAC的模拟输出电压由1V增加到11V，则光电二极管的反向偏置电压为198V-11V＝187V，而光电二极管的参考击穿电压在195V到205V的范围内，所以没有光电二极管被击穿。

在步骤S350：将供电电压增大到第二供电电压数值，所述第二供电电压数值和所述第一供电电压数值的差等于所述多个DAC的最大可调节范围。例如，继续前述的示例，将供电电压相应地增加10V，达到198V+10V＝208V，增加值等于电压型DAC的模拟输出电压的最大可调节范围，即11V-1V＝10V。则光电二极管的反向偏置电压为208V-11V＝197V，而参考击穿电压在195V到205V的范围内，但在步骤S330中的光电二极管的最小实测击穿电压为197V，则多个光电二极管仅有一个光电二极管可能处于击穿的状态。

在步骤S360：在多个通道中的每个通道，单独地减小所述DAC中的对应DAC的模拟输出电压，检测每个通道中的流过光电二极管的暗电流，使得所检测的暗电流等于所述第一电流值，从而能够确定出每个通道中的光电二极管的击穿电压。此时，例如，继续前述的示例，保持供电电压208V不变，对各个通道的DAC进行单独地调节，其输出电压的可调节范围为可以从11V降低到1V，则各个通道的光电二极管的反向偏置电压的可调节范围可以是从197V(208V-11V)增加到207V(208V-1V)，而待测试的多个光电二极管的击穿电压范围在197V到205V之间，从而能够测试出各个光电二极管的击穿电压。

进一步地，在各个通道中，在单独地测试出其中的光电二极管的击穿电压之后，可以将各个通道中的DAC的模拟输出电压回调到其中的光电二极管处于未击穿的状态，从而避免在测试过程中各个通道中的光电二极管的反向偏置电压可能处于击穿电压以上而到导致的光电二极管的击穿损坏。例如，继续前述的示例，将DAC的模拟输出电压回调到11V，或者将DAC的输出电压增大1V或2V等。

应当理解，根据本发明实施方式的所测试的击穿电压的精度取决于电压型DAC的输出电压可调节的步进电压，例如0.1V，其显著地小于现有技术中的例如2V的将供电二极管归类的区间范围。通过引入可调节的DAC输出电压和供电电压，提供了针对多个通道中的每个通道中的光电二极管的击穿电压的调节的方法，所以，无需将标记为相同参考击穿电压的多个光电二极管如现有技术中那般细分地归类为很多档(例如，参考背景技术，其中按2V为一档进行归类)。

在一个实施例中，根据本发明实施方式的方法可以结合前述图2所示的电路结构来进行，对于多个光电二极管的击穿电压的测试可以在图2的电路200非工作的时间段期间进行。另外，若老化后的光电二极管的击穿电压仍然在利用DAC来进行的光电二极管的反向偏置电压的可调节范围内，则可以通过调节DAC来使得老化后的各个通道的光电二极管独立里工作在最佳工作电压。

在一个实施例中，可以通过程序控制源表来调节供电电压。程序控制源表可以在向光电二极管提供供电电压的同时，具有测试流过其的电流或电压的功能，并且其供电电压数值可以受控制器的控制。

应当理解，虽然在本公开的部分示例中，将光电二极管描述为是雪崩光电二极管APD，但是本公开提出的电路和方法可以合其他类型的光电二极管一起使用，例如PIN结型光电二极管。

本公开还提供一种用于激光雷达的接收电路，包括控制器和多个通道，其中，每个通道包括：光电二极管，其阴极用于耦接到所有通道共同的供电电压；跨阻放大电路，其输入端与光电二极管的阳极耦接,其输出端用于输出放大的电信号；以及电压型数模转换器DAC，被配置成根据所述控制器提供的数控输入产生模拟电压，从而，光电二极管在供电电压和DAC产生的模拟电压之间形成反向偏置。控制器可以被配置为执行前述的方法。

本公开还提供一种计算机可读存储介质,包括存储于其上的计算机可执行指令，所述可执行指令在被处理器或控制器执行时执行根据前文所述的方法。

根据本公开，参考击穿电压接近的一批光电二极管可以布置为，其阴极耦接共同的供电电压，其阳极分别耦接单独的电压型数模转换器DAC以形成多个独立通道。由于电压型数模转换器DAC的输出模拟电压在一个范围内是可调整的，因此，在供电电压一定的情形下，各个通道的光电二极管的偏置电压也是相应可调整的。另外，供电电压也是可以受控地调节地。从而，与现有技术中的上述测试方案相比，本公开利用了DAC的输出模拟电压的可调节范围和/或可调节供电电压，带来了加在光电二极管两端的偏置电压是可调节的优势，从而，与现有技术相比，使得在电路系统的设计和器件选用时，可以对参考击穿电压和误差范围基本相同的多个光电二极管进行更粗粒度的归类，而不影响所设计的系统的稳定性和可靠性。

应当理解，前述的各种示例性方法可以利用各种方式来实现，例如，在某些实施方式中，前述各种方法可以利用软件和/或固件模块来实现，也可以利用硬件模块来实现。现在已知或者将来开发的其他方式也是可行的，本发明的范围在此方面不受限制。特别地，除硬件实施方式之外，本发明的实施方式可以通过计算机程序产品的形式实现。

应当注意，本发明的实施方式可以通过硬件、软件或者软件和硬件的结合来实现。硬件部分可以利用专用逻辑来实现；软件部分可以存储在存储器中，由适当的指令执行系统，例如微处理器或者专用设计硬件来执行。本领域的普通技术人员可以理解上述的装置和方法可以使用计算机可执行指令和/或包含在处理器控制代码中来实现，例如在诸如磁盘、CD或DVD-ROM的载体介质、诸如只读存储器(固件)的可编程的存储器或者诸如光学或电子信号载体的数据载体上提供了这样的代码。本发明的装置及其模块可以由诸如超大规模集成电路或门阵列、诸如逻辑芯片、晶体管等的半导体、或者诸如现场可编程门阵列、可编程逻辑设备等的可编程硬件设备的硬件电路实现，也可以用由各种类型的处理器执行的软件实现，也可以由上述硬件电路和软件的结合例如固件来实现。

应当注意，尽管在上文详细描述中提及了装置的若干模块或子模块，但是这种划分仅仅并非强制性的。实际上，根据本发明的实施方式，上文描述的两个或更多模块的特征和功能可以在一个模块中实现。反之，上文描述的一个模块的特征和功能可以进一步划分为由多个模块来具体化。

虽然已经参考目前考虑到的实施方式描述了本发明，但是应该理解本发明不限于所公开的实施方式。相反，本发明旨在涵盖所附权利要求的精神和范围内所包括的各种修改和等同布置。以下权利要求的范围符合最广泛解释，以便包含所有这样的修改及等同结构和功能。

以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，尽管参照前述实施例对本公开进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims

1.一种能够测试光电二极管的击穿电压的模拟前端电路，包括控制器和多个通道，其中每个通道可连接一个光电二极管，所述光电二极管的一极耦接到所有通道共同的供电电压，每个通道包括：

其中，所述控制器被配置为通过向每个通道提供数控输入来改变每个通道中的DAC的输出电压，以及调节所述供电电压，以便测试每个通道中的光电二极管的击穿电压，其中，通过检测每个通道中的流过光电二极管的暗电流，使得所检测的暗电流等于第一电流值，来确定每个通道中的光电二极管的击穿电压，其中，所述第一电流值是针对所述光电二极管的已知的击穿电压对应的暗电流值。

2.根据权利要求1所述的模拟前端电路，其中，所述控制器被配置为调节所述供电电压，使得所述多个通道的暗电流的总电流等于所述光电二极管的已知的击穿电压对应的暗电流值。

3.根据权利要求1所述的模拟前端电路，其中，所述供电电压通过程序控制源表提供，并且所述程序控制源表与所述控制器通信，并且受所述控制器控制。

4.根据权利要求3所述的模拟前端电路，其中，所述控制器被配置为读取所述程序控制源表的电流读数，并且根据所述电流读数来调节每个通道的DAC的输出电压。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的模拟前端电路，其中，所述光电二极管是雪崩光电二极管APD。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的模拟前端电路，其中，所述模拟前端电路采用集成电路来实现。

7.根据权利要求1-4中任一项所述的模拟前端电路，其中，所述各个通道的光电二极管的参考击穿电压的相差范围为5V到10V。

8.根据权利要求1-4中任一项所述的模拟前端电路，其中所述光电二极管的阴极耦接到所有通道共同的供电电压，所述光电二极管的阳极耦接到所述电压型数模转换器DAC。

9.一种测试光电二极管的击穿电压的方法，使用如权利要求1-8中任一项所述的模拟前端电路执行。

10.一种激光雷达，包括如权利要求1-8中任一项所述的模拟前端电路。