DE102021123982A1

DE102021123982A1 - Treiberschaltung und verfahren zum betreiben einer treiberschaltung

Info

Publication number: DE102021123982A1
Application number: DE102021123982.6A
Authority: DE
Inventors: Andreas Fröhlich; Stefan Mergl
Original assignee: Osram Opto Semiconductors GmbH
Current assignee: Ams Osram International GmbH
Priority date: 2021-09-16
Filing date: 2021-09-16
Publication date: 2023-03-16
Also published as: WO2023041631A1

Abstract

Es wird eine Treiberschaltung (10) angegeben, umfassend einen ersten und einen zweiten Versorgungsanschluss (11, 12), einen ersten Knoten (13), einen Entladetransistor (16) zwischen dem ersten Knoten (13) und dem ersten Versorgungsanschluss (11) und eine erste Anzahl N von Laserdiodenanordnungen (20, 30). Eine Laserdiodenanordnung der ersten Anzahl N von Laserdiodenanordnungen (20, 30) umfasst einen Ladetransistor (21, 31), einen zweiten Knoten (22, 32), eine zweite Anzahl M von Laserdioden (23 - 26, 33 - 36) und eine dritte Anzahl L von Kondensatoren (27, 37). Der Ladetransistor (21, 31) ist zwischen dem zweiten Versorgungsanschluss (12) und dem zweiten Knoten (22, 32) angeordnet. Die zweite Anzahl M von Laserdioden (23 - 26, 33 - 36) ist zwischen dem zweiten Knoten (22, 32) und dem ersten Knoten (13) angeordnet. Die dritte Anzahl L von Kondensatoren (27, 37) ist zwischen dem zweiten Knoten (22, 32) und dem ersten Versorgungsanschluss (11) angeordnet.
Des Weiteren wird ein Verfahren zum Betreiben einer Treiberschaltung (10), insbesondere einer solchen Treiberschaltung (10) angegeben.

Description

Es werden eine Treiberschaltung und ein Verfahren zum Betreiben einer Treiberschaltung angegeben.
Eine Treiberschaltung umfasst beispielsweise eine Laserdiode und einen Transistor, die seriell zwischen einem ersten Versorgungsanschluss und einem zweiten Versorgungsanschluss angeordnet sind. Wird der Transistor vom nicht-leitenden Zustand in den leitenden Zustand geschaltet, so fließt ein Strom durch die Laserdiode und die Laserdiode emittiert Licht. Eine Impulsdauer des emittierten Lichts wird z.B. durch die Dauer, während der der Transistor leitend geschaltet ist, bestimmt. Die Treiberschaltung kann beispielsweise weitere Serienschaltungen aufweisen, die jeweils eine Laserdiode und einen Transistor umfassen und zwischen dem ersten Versorgungsanschluss und dem zweiten Versorgungsanschluss geschaltet sind. Somit kann die Treiberschaltung mehrere Kanäle aufweisen, die zeitlich getrennt voneinander Licht emittieren können.
Eine Anordnung zur Lichtdetektion und Entfernungsmessung, englisch light detection and ranging, abgekürzt LiDAR, umfasst typisch eine derartige Treiberschaltung und einen Photodetektor. Eine derartige LiDAR-Anordnung benötigt Lichtimpulse mit sehr kurzer Impulsdauer. Aufgrund der Einschaltzeit und der Ausschaltzeit von einem Transistor ist jedoch eine kurze Impulsdauer nur eingeschränkt erreichbar. Unter Einschaltzeit wird hier die Zeit verstanden, die der Transistor vom Zeitpunkt des Anlegens eines Pulses an seinem Steuereingang bis zum Zeitpunkt benötigt, an dem eine gesteuerte Strecke des Transistors in den leitenden Zustand geschaltet ist. Typisch ist die Einschaltzeit eine Summe aus Verzögerungszeit und Anstiegszeit.
Eine Aufgabe ist es, eine Treiberschaltung und ein Verfahren zum Betreiben einer Treiberschaltung anzugeben, die eine kurze Impulsdauer eines Lichtimpulses erzielen.
Diese Aufgaben werden durch die Treiberschaltung und das Verfahren zum Betreiben einer Treiberschaltung gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Treiberschaltung oder des Verfahrens zum Betreiben einer Treiberschaltung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
In zumindest einer Ausführungsform umfasst eine Treiberschaltung einen ersten und einen zweiten Versorgungsanschluss, einen ersten Knoten, einen Entladetransistor und eine erste Anzahl N von Laserdiodenanordnungen. Der Entladetransistor ist zwischen dem ersten Knoten und dem ersten Versorgungsanschluss angeordnet.
Eine Laserdiodenanordnung der ersten Anzahl N von Laserdiodenanordnungen umfasst einen Ladetransistor, einen zweiten Knoten, eine zweite Anzahl M von Laserdioden und eine dritte Anzahl L von Kondensatoren. Der Ladetransistor ist zwischen dem zweiten Versorgungsanschluss und dem zweiten Knoten angeordnet. Die zweite Anzahl M von Laserdioden ist zwischen dem zweiten Knoten und dem ersten Knoten angeordnet. Die dritte Anzahl L von Kondensatoren ist zwischen dem zweiten Knoten und dem ersten Versorgungsanschluss angeordnet.
Eine Impulsdauer eines Lichtimpulses einer Laserdiodenanordnung der ersten Anzahl N von Laserdiodenanordnungen hängt von einer Energie, die durch die dritte Anzahl L von Kondensatoren gespeichert ist, ab.
Mit Vorteil kann durch den Ladetransistor die dritte Anzahl L von Kondensatoren einer Laserdiodenanordnung aufgeladen werden. Somit wird in einer Ladephase Energie in der dritten Anzahl L von Kondensatoren gespeichert. In einer Entladephase kann der Entladetransistor leitend geschaltet werden, sodass die in der dritten Anzahl L von Kondensatoren gespeicherte Energie einen Strom bewirkt, der durch die zweite Anzahl M von Laserdioden fließt und einen Lichtimpuls mit kurzer Impulsdauer auslöst. Die Impulsdauer des Lichtimpulses hängt somit vorteilhafterweise nicht von einer Ausschaltdauer oder Ausschaltcharakteristik eines der Transistoren ab. Die Impulsdauer hängt von der Energie ab, die in der dritten Anzahl L von Kondensatoren gespeichert ist. Diese Energie hängt von der Gesamtkapazität der dritten Anzahl L von Kondensatoren sowie der Spannung, mit der die dritte Anzahl L von Kondensatoren aufgeladen wird, ab. Weiter hängt die Impulsdauer von den Eigenschaften der zweiten Anzahl M von Laserdioden ab, wie etwa der Strom-/Spannungscharakteristik einer Laserdiode und den Wert der zweiten Anzahl M. Mit Vorteil ist die Impulsdauer des Lichtimpulses im Wesentlichen vom Schaltverhalten der Transistoren oder von Eigenschaften einer Ansteuerschaltung, welche die Transistoren ansteuert, unabhängig.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Treiberschaltung ist die Impulsdauer des Lichtimpulses einer Laserdiodenanordnung der ersten Anzahl N von Laserdiodenanordnungen kürzer als eine Dauer, während der der Entladetransistor leitend geschaltet ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Treiberschaltung ist die Impulsdauer des Lichtimpulses einer Laserdiodenanordnung der ersten Anzahl N von Laserdiodenanordnungen unabhängig von einer Dauer, während der der Entladetransistor leitend geschaltet ist.
Da die in der dritten Anzahl L von Kondensatoren gespeicherte Energie sowie die Charakteristik der Laserdioden bekannt sind, ist somit die Impulsdauer des Lichtimpulses festgelegt. Mit Vorteil kann somit eine Dauer in der Ansteuerschaltung vorgegeben werden, während der der Entladetransistor leitend geschaltet ist. Dabei wird für die Dauer ein Wert eingestellt, der länger als die Impulsdauer des Lichtimpulses ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Treiberschaltung ist eine erste Einschaltzeit des Ladetransistors länger als eine zweite Einschaltzeit des Entladetransistors. Der Ladetransistor weist eine erste Einschaltzeit auf, um vom nicht-leitenden Zustand in den leitenden Zustand zu schalten. Entsprechend weist der Entladetransistor eine zweite Einschaltzeit auf, um vom nicht-leitenden Zustand in den leitenden Zustand zu schalten. Die Einschaltzeit kann auch Anschaltzeit bezeichnet werden. Für den Entladetransistor und für den Ladetransistor können verschiedene Transistoren verwendet werden. Da es für den Anstieg des Stromes durch die erste Anzahl N von Laserdioden ausschließlich auf die Einschaltcharakteristik des Entladetransistors ankommt, kann der Ladetransistor als „langsamerer“ Transistor verglichen mit dem Entladetransistor realisiert werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Treiberschaltung ist der Entladetransistor als Gallium Nitrid Feldeffekttransistor - abgekürzt GaN-FET - realisiert. Der GaN-FET ist z.B. als n Kanal Feldeffekttransistor implementiert. Mit Vorteil kann mit einem GaN-FETs eine sehr kurze Einschaltzeit erzielt werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Treiberschaltung ist der Ladetransistor als Silizium Feldeffekttransistor, abgekürzt Silizium FET oder Si FET, realisiert. Der Ladetransistor ist z.B. als p Kanal Feldeffekttransistor implementiert.
In einem Beispiel ist die erste Anzahl N von Laseranordnungen größer als 1. Somit weist die Treiberschaltung einen Entladetransistor und eine erste Anzahl N von Ladetransistoren auf. Bei beispielsweise acht Laserdiodenanordnungen weist die Treiberschaltung einen Entladetransistor und acht Ladetransistoren auf. Die Ladetransistoren, sofern sie als Silizium FETs realisiert sind, können einfach auf einem gemeinsamen Silizium Substrat integriert und damit kostengünstig hergestellt werden. Der Ladetransistor kann beispielsweise als Metall-Oxid-Halbleiter Feldeffekttransistor, englisch metal-oxide-semiconductor field-effect transistor, abgekürzt MOSFET, oder als Metall-Isolator-Halbleiter Feldeffekttransistor, englisch metalisolator-semiconductor field-effect transistor, abgekürzt MISFET, hergestellt sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Treiberschaltung ist eine Laserdiode der zweiten Anzahl M von Laserdioden als kantenemittierender Laser realisiert.
Gemäß zumindest einer alternativen Ausführungsform der Treiberschaltung ist eine Laserdiode der zweiten Anzahl M von Laserdioden als vertikal emittierende Laserdiode, englisch vertical-cavity surface-emitting laser, abgekürzt VCSEL, realisiert.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die Treiberschaltung eine Ansteuerschaltung, die ausgelegt ist, in einer Ladephase den Ladetransistor leitend zu schalten und in einer Entladephase den Entladetransistor leitend zu schalten. Mit Vorteil wird die Dauer der Entladephase von der Ansteuerschaltung derart eingestellt, dass sie länger als die Impulsdauer des Lichtimpulses ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Treiberschaltung ist die Ansteuerschaltung ausgelegt, den Entladetransistor nach dem Ende der Impulsdauer des Lichtimpulses nichtleitend zu schalten. Somit hat das Ausschaltverhalten des Entladetransistors keinen Einfluss auf die Impulsdauer.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Treiberschaltung ist die Ansteuerschaltung ausgelegt, den Ladetransistor am Ende der Ladephase nichtleitend zu schalten. Dabei ist z.B. das Ende der Ladephase vor dem Beginn der Entladephase. Mit Vorteil sind die Ladephase und die Entladephase voneinander getrennt. In der Ladephase ist z.B. der Entladetransistor nicht-leitend.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Treiberschaltung umfasst die Ansteuerschaltung einen Auslöseeingang zum Empfang eines Auslösesignals, einen Auswahleingang zum Empfang eines Auswahlsignals, eine erste Anzahl N von Steuerausgängen, die mit einem Steueranschluss eines jeweiligen Ladetransistors der ersten Anzahl N von Laserdiodenanordnungen (also z.B. mit Steueranschlüssen einer ersten Anzahl N von Ladetransistoren) gekoppelt ist, und einen zusätzlichen Steuerausgang, der mit einem Steueranschluss des Entladetransistors gekoppelt ist.
In einem Beispiel generiert die Ansteuerschaltung in Abhängigkeit von Auswahlsignal die Steuersignale an der ersten Anzahl N von Steuerausgängen. Typischerweise wird genau ein Steuerausgang der ersten Anzahl N von Steuerausgängen derart eingestellt, dass der Ladetransistor in genau einer Laserdiodenanordnung leitend geschaltet wird und die dritte Anzahl L von Kondensatoren in genau dieser Laserdiodenanordnung geladen wird. Sollen zwei oder mehr Laserdiodenanordnungen der ersten Anzahl N von Laserdiodenanordnungen gleichzeitig Lichtimpulse abgeben, so generiert die Ansteuerschaltung an zwei oder mehr Steuerausgängen Steuersignale, die die entsprechenden Laserdiodenanordnungen in die Ladephase versetzen. Die Ansteuerschaltung generiert in Abhängigkeit vom Auslösesignal ein zusätzliches Steuersignal am zusätzlichen Steuerausgang, die den Entladetransistor in einen leitenden Zustand versetzt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die Treiberschaltung eine integrierte Schaltung, in der die Ansteuerschaltung und der Ladetransistor der ersten Anzahl N von Laserdiodenanordnungen integriert sind. Die integrierte Schaltung ist eine monolithisch integrierte Schaltung. Mit Vorteil wird die erste Anzahl N von Ladetransistoren und die Ansteuerschaltung auf einem Halbleitersubstrat realisiert. Die integrierte Schaltung kann beispielsweise durch eine Integrationstechnik, wie etwa CMOS-Technik, hergestellt werden. In einem Beispiel ist die zweite Anzahl M von Laserdioden nicht in der integrierten Schaltung integriert. Die dritte Anzahl L von Kondensatoren kann in der integrierten Schaltung integriert sein oder extern realisiert sein. Der Entladetransistor kann als Silizium FET realisiert und in der integrierten Schaltung integriert sein oder er kann extern realisiert sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Treiberschaltung ist die erste Anzahl N von Laserdiodenanordnungen größer 1. Man spricht dabei von mehrkanaligen Treiberschaltungen. Die erste Anzahl N kann beispielsweise 2, 4 oder 8 sein.
Alternativ ist die erste Anzahl N von Laserdiodenanordnungen gleich 1.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Treiberschaltung ist die zweite Anzahl M von Laserdioden einer Laserdiodenanordnung der ersten Anzahl N von Laserdiodenanordnungen größer 1. Mit Vorteil ist z.B. bei zwei Laserdioden in einer Laserdiodenanordnung die Impulsdauer näherungsweise halbiert, wenn derselbe Wert für die von der dritten Anzahl L von Kondensatoren gespeicherten Energie gewählt wird, wie in einer Laserdiodenanordnung, die ausschließlich eine Laserdiode aufweist.
In zumindest einer Ausführungsform umfasst eine Anordnung, die zur Lichtdetektion und Entfernungsmessung ausgelegt ist, eine Treiberschaltung und einen Photodetektor. Die Anordnung kann weitere Bestandteile aufweisen, eine Sendeoptik und (oder eine Empfangsoptik.
In mindestens einer Ausführungsform umfasst ein Verfahren zum Betreiben einer Treiberanordnung das Laden einer dritten Anzahl L von Kondensatoren durch einen Ladetransistor in einer Ladephase und das Entladen der dritten Anzahl L von Kondensatoren über eine zweite Anzahl M von Laserdioden und einen Entladetransistor in einer Entladephase derart, dass die zweite Anzahl M von Laserdioden einen Lichtimpuls abgibt. Eine Impulsdauer des Lichtimpulses hängt von einer Energie ab, die von der dritten Anzahl L von Kondensatoren in der Ladephase gespeichert wurde.
Das hier beschriebene Verfahren ist für den Betrieb der hier beschriebenen Treiberanordnung besonders geeignet. Die im Zusammenhang mit der Treiberanordnung beschriebenen Merkmale können daher auch für das Verfahren herangezogen werden und umgekehrt.
In einem Beispiel ist die Treiberschaltung für LiDAR Pulslaser LiDAR, z.B. für Pulslaser mit mehreren Kanälen, ausgebildet. Die Treiberschaltung kann z.B. als Vorteile aufweisen: Einfache Ansteuerung; einzelne Bereiche oder auch einzelne Kanäle eines Mehrkanal-Lasers können separat betrieben werden; höhere Sicherheit gegen Fehlfunktion durch zwei serielle Schalter; und hohe Effizienz. Die Treiberschaltung ist z.B. für auf Keramiksubstraten basierende Mehrkanal-LiDAR-Anordnungen mit integriertem Treiber einsetzbar.
In einem Beispiel ist das Betreiben von Einzelkanälen bei einem Mehrkanallaser mit gemeinsamer Kathode, englisch common cathode, unter Verwendung von GaN-FETs nur mit hohem Aufwand möglich (z.B. Bootstrap-Schaltung, um die erforderliche Gatespannung für die FET auf dem höheren Spannungsniveau, englisch high-side FET, bereitzustellen). In GaN Technologie sind am Markt keine p-Kanal FET verfügbar, um einen p-Kanal GaN FET als alleinigen Schalter auf dem höheren Spannungsniveau, englisch high side switch, einzusetzen. Bei Verwendung von p-FETs als Treiber auf dem höheren Spannungsniveau, englisch high side driver, ergeben sich üblicherweise Performance-Einbußen durch einen erhöhten Widerstand des leitenden FETs und erhöhte Gatekapazität, was zu einem langsamen Schaltverhalten führt.
Mit Vorteil wird durch die beschriebene Treiberschaltung vermieden, dass ausschließlich ein Treiber auf dem niedrigen Spannungsniveau, englisch low side driver, verwendet wird und damit alle Kanäle des Laserchips gleichzeitig Licht emittieren. Weiter ist die Treiberschaltung frei von einer Bootstrap-Schaltung, um eine Steuerspannung an eine vom FET auf dem höheren Spannungsniveau benötigte Gatespannung anzupassen.
In einem Beispiel verwendet die vorgeschlagene Treiberschaltung langsame p-FETs, um einen Teil der Treiberschaltung freizugeben (hier werden dann die Speicherkondensatoren geladen). Um einen optischen Puls zu emittieren, wird ein schneller GaN-FET als Treiber auf dem niedrigen Spannungsniveau, englisch low side driver, eingesetzt. Nach dem Feuern des optischen Pulses werden der GaN-FET und der p-FET des jeweiligen Segments, auch Laserdiodenanordnung genannt, abgeschaltet und dann der p-FET des nächsten Segments (also der weiteren Laserdiodenanordnung) geschaltet, um den weiteren Speicherkondensator zu laden. Die p-FETs, die verwendeten Gate-Treiber für die p-FETs und für den GaN-FET können zusätzlich mit einer Logikschaltung (ausgelegt z.B. für die Kanalauswahl und die Generierung eines Triggerimpuls etc.) in einer CMOS integrierten Schaltung, abgekürzt CMOS IC, kombiniert werden.
In einem Beispiel wird die Treiberschaltung ausschließlich von einer oder von mehreren Versorgungsspannungen versorgt, die Gleichspannungen sind. Die Treiberschaltung ist frei von einer Induktivität als Bauteil. Die Treiberschaltung ist frei von einem Abwärtswandler oder einem Aufwärtswandler.
Mit Vorteil lassen sich durch die vorgeschlagene Treiberschaltung Mehrkanallaser mit gemeinsamer Kathode einfacher betreiben, wenn z.B. ausschließlich einzelne Segmente des Lasers oder nur einzelne Kanäle simultan betrieben werden sollen.
Weitere Ausführungsformen und Weiterbildungen der Treiberschaltung und des Verfahrens zum Betreiben einer Treiberschaltung ergeben sich aus den im Folgenden in Verbindung mit 1 bis 4 erläuterten Ausführungsbeispielen. Gleiche, gleichartige oder gleichwirkende Schaltungsteile und Bauelemente sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen. Es zeigen:

1 und 2 zwei Ausführungsbeispiele einer Treiberschaltung;
3 ein Ausführungsbeispiel von Signalverläufen einer Treiberschaltung;
4 ein Ausführungsbeispiel einer Anordnung zur Lichtdetektion und Entfernungsmessung; und
5 ein Ausführungsbeispiel einer integrierten Schaltung.

1 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine Treiberschaltung 10 mit einem ersten Versorgungsanschluss 11 und einem zweiten Versorgungsanschluss 12. Die Treiberschaltung 10 umfasst einen ersten Knoten 13 und einen Entladetransistor 16. Der Entladetransistor 16 koppelt den ersten Knoten 13 mit dem ersten Versorgungsanschluss 11. Ein Anschluss einer gesteuerten Strecke des Entladetransistors 16 ist an den ersten Knoten 13 angeschlossen. Ein weiterer Anschluss der gesteuerten Strecke des Entladetransistors 16 ist an den ersten Versorgungsanschluss 11 angeschlossen.
Weiter umfasst die Treiberschaltung 10 eine erste Anzahl N von Laserdiodenanordnungen 20, 30. In 1 ist die erste Anzahl N gleich 2. Alternativ kann die erste Anzahl N auch 1, 3 oder 4 sein. Die erste Anzahl N kann größer 1, größer 2 oder größer 4 sein. Eine Laserdiodenanordnung 20 der ersten Anzahl N von Laserdiodenanordnungen 20, 30 kann auch erste Laserdiodenanordnung benannt werden. Die Laserdiodenanordnung 20 umfasst einen Ladetransistor 21 und einen zweiten Knoten 22. Der Ladetransistor 21 koppelt den zweiten Knoten 22 mit dem zweiten Versorgungsanschluss 12. Ein Anschluss einer gesteuerten Strecke des Ladetransistors 21 ist an den zweiten Knoten 22 angeschlossen. Ein weiterer Anschluss der gesteuerten Strecke des Ladetransistors 21 ist an den zweiten Versorgungsanschluss 12 angeschlossen.
Weiter umfasst die Laserdiodenanordnung 20 eine zweite Anzahl M von Laserdioden 23 bis 26. In 1 ist die zweite Anzahl M von Laserdioden 23 bis 26 gleich 4. Die zweite Anzahl kann auch 1, 2, 3 oder 8 sein. Alternativ kann die zweite Anzahl M größer 1, größer 2 oder größer 4 sein. Die zweite Anzahl M von Laserdioden 23 bis 26 koppelt den ersten Knoten 13 mit dem zweiten Knoten 22. Die zweite Anzahl M von Laserdioden 23 bis 26 sind parallel geschaltet. Das heißt, die Anoden der zweiten Anzahl M der Laserdioden 23 bis 26 sind aneinander angeschlossen. Entsprechend sind die Kathoden der zweiten Anzahl M von Laserdioden 23 bis 26 aneinander angeschlossen. Die Anoden der zweiten Anzahl M von Laserdioden 23 bis 26 sind an den zweiten Knoten 22 angeschlossen. Entsprechend sind die Kathoden der zweiten Anzahl M von Laserdioden 23 bis 26 an den ersten Knoten 13 angeschlossen.
Zusätzlich umfasst die Laserdiodenanordnung 20 eine dritte Anzahl L von Kondensatoren 27. Im in 1 gezeigten Beispiel ist die dritte Anzahl L gleich 1. Die dritte Anzahl L kann 2, 3 oder 4 sein. Die dritte Anzahl L kann alternativ größer 1, größer 2 oder größer 4 sein. Die dritte Anzahl L von Kondensatoren 27 koppelt den zweiten Knoten 22 mit dem ersten Versorgungsanschluss 11. Eine Elektrode eines Kondensators der dritten Anzahl L von Kondensatoren 27 ist an den zweiten Knoten 22 angeschlossen. Eine weitere Elektrode des Kondensators der dritten Anzahl L von Kondensatoren 27 ist an den ersten Versorgungsanschluss 11 angeschlossen.
Die erste Anzahl N von Laserdiodenanordnungen 20, 30 umfasst eine weitere Laserdiodenanordnung 30. Die weitere Laserdiodenanordnung 30 ist wie die Laserdiodenanordnung 20 realisiert. Die weitere Laserdiodenanordnung 30 kann auch als zweite Laserdiodenanordnung bezeichnet werden. Die weitere Laserdiodenanordnung 30 umfasst einen weiteren Ladetransistor 31, einen weiteren zweiten Knoten 32, eine weitere zweite Anzahl M' von Laserdioden 33 bis 36 und eine weitere dritte Anzahl L` von Kondensatoren 37. Die Verbindungen der weiteren Laserdiodenanordnung 30 sind realisiert, so wie oben bei der Laserdiodenanordnung 20 geschildert. Im in 1 gezeigten Beispiel haben die weitere zweite Anzahl M' von Laserdioden 33 bis 36 und die zweite Anzahl M von Laserdioden 23 bis 26 denselben Wert. In 1 ist die weitere dritte Anzahl L' von Kondensatoren 37 der weiteren Laserdiodenanordnung 30 gleich der dritten Anzahl L von Kondensatoren 27 der Laserdiodenanordnung 20.
Zusätzlich umfasst die Treiberschaltung 10 eine Ansteuerschaltung 40. Die Ansteuerschaltung 40 ist mit den Steueranschlüssen der Transistoren 16, 21, 31 verbunden. Die Ansteuerschaltung 40 weist eine erste Anzahl N von Steuerausgängen 43, 44 auf, die mit den Steueranschlüssen der Ladetransistoren 21, 31 der ersten Anzahl N von Laserdiodenanordnungen 20, 30 gekoppelt sind. Weiter weist die Ansteuerschaltung 40 einen zusätzlichen Steuerausgang 47 auf, der an einen Steueranschluss des Entladetransistors 16 gekoppelt ist. Weiter weist die Ansteuerschaltung 40 einen Auslöseeingang 41 und ein Auswahleingang 42 auf. Der Auswahleingang 42 kann aus mehr als einer Leitung bestehen. Im in 1 gezeigten Beispiel umfasst der Auswahleingang 42 zwei Leitungen. Die Ansteuerschaltung 40 ist an einen dritten Versorgungsanschluss 48 und an den ersten Versorgungsanschluss 11 angeschlossen.
Der erste Versorgungsanschluss 11 ist zum Beispiel als Bezugspotentialanschluss realisiert. Am ersten Versorgungsanschluss 11 ist ein Bezugspotential GND abgreifbar. Der zweite Versorgungsanschluss 12 ist als Spannungsversorgungsanschluss realisiert. Am zweiten Versorgungsanschluss 12 ist eine Versorgungsspannung VCC abgreifbar. Am dritten Versorgungsanschluss 48 ist eine weitere Versorgungsspannung VDD abgreifbar. Der dritte Versorgungsanschluss 48 kann als weiterer Spannungsversorgungsanschluss realisiert sein. Ein Wert der Versorgungsspannung VCC kann identisch mit einem Wert der weiteren Versorgungsspannung VDD sein. Häufig sind jedoch die Werte der Versorgungsspannung VCC und der weiteren Versorgungsspannung VDD unterschiedlich. Beispielsweise ist der Wert der Versorgungsspannung VCC höher als der Wert der weiteren Versorgungsspannung VDD. Der Wert der Versorgungsspannung VCC und der Wert der weiteren Versorgungsspannung VDD werden in Bezug auf das Bezugspotential GND gemessen.
Die Ansteuerschaltung 40 stellt eine erste Anzahl N von Steuersignalen S1, S2 bereit, die an eine erste Anzahl N von Ladetransistoren 21, 31 zugeleitet werden. So wird ein Steuersignal S1 von der Ansteuerschaltung 40 generiert und dem Ladetransistor 21 der Laserdiodenanordnung 20 zugeleitet. Ferner wird ein weiteres Steuersignal S2 von der Ansteuerschaltung 40 generiert und einem Steueranschluss des weiteren Ladetransistors 31 der weiteren Laserdiodenanordnung 30 zugeleitet. Darüber hinaus wird ein zusätzliches Steuersignal ST von der Ansteuerschaltung 40 erzeugt und einem Steueranschluss des Entladetransistors 16 zugeleitet. Dem Auslöseeingang 41 der Ansteuerschaltung 40 wird ein Auslösesignal STR zugeleitet. Der Auswahleingang 42 der Ansteuerschaltung 40 empfängt ein Auswahlsignal SE.
Zwischen dem zweiten Knoten 22 der Laserdiodenanordnung 20 und dem ersten Versorgungsanschluss 11 ist eine Kondensatorspannung VC1 abgreifbar. Die Kondensatorspannung VC1 liegt über der dritten Anzahl L von Kondensatoren 27 der Laserdiodenanordnung 20 an. Ein Diodenstrom ID1 fließt durch die zweite Anzahl M von Laserdioden 23 der Laserdiodenanordnung 20. Sofern kein Stromfluss durch die weitere zweite Anzahl M' von Laserdioden 33 bis 36 der weiteren Laserdiodenanordnung 30 fließt, ist der Diodenstrom ID1 gleichzeitig auch der Strom, der durch den Entladetransistor 16 fließt. Die Verläufe der Signale und Spannungen werden mittels 3 beschrieben.
In 1 ist ein Beispiel einer Treiberschaltung 10 gezeigt, die als 8 Kanal Laser Anordnung realisiert ist. Es können die Segmente 23 bis 26 und 33 bis 36 des Lasers separat gefeuert werden. Die Treiberschaltung 10 umfasst als Komponenten: eine Logik; zwei Ladetransistoren 21, 31, die als Si-p-FET in einem CMOS IC integriert sind; zwei Speicherkondensatoren 27, 37; acht Laserdioden 23 bis 26 und 33 bis 36, die als 8-Kanal Laser Die mit gemeinsamer Kathode implementiert sind; und einen Entladetransistor 16, der als GaN n-FET hergestellt ist. Eine gestrichelte Linie gibt die Bauteilgrenze der Treiberschaltung 10 an. Die äußeren Anschlüsse des Bauteils können umfassen: Die Versorgungspannung VCC für die Speicherkondensatoren 27, 37 und die Laserdioden 23 bis 26 und 33 bis 36, die weitere Versorgungsspannung VDD für den IC, das Bezugspotential GND, das Auswahlsignal SE zur Kanalauswahl; und das Auslösesignal STR zum Feuern des gewählten Kanals, auch Triggersignal genannt.
In einer alternativen, nicht gezeigten Ausführungsform kann die weitere zweite Anzahl M' von Laserdioden 33 bis 36 der weiteren Laserdiodenanordnung 30 unterschiedlich von der zweiten Anzahl M von Laserdioden 23 bis 26 der Laserdiodenanordnung 20 sein.
In einer alternativen, nicht gezeigten Ausführungsform kann die weitere dritte Anzahl L` von Kondensatoren 37 der weiteren Laserdiodenanordnung 30 verschieden von der dritten Anzahl L von Kondensatoren 27 der Laserdiodenanordnung 20 sein.
2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Treiberschaltung 10, die eine Weiterbildung der in 1 gezeigten Treiberschaltung ist. In diesem Beispiel ist die zweite Anzahl M von Laserdioden 27 der Laserdiodenanordnung 20 gleich 1. Ebenfalls ist die weitere zweite Anzahl M' von Laserdioden 37 der weiteren Laserdiodenanordnung 30 gleich 1. In 2 ist die erste Anzahl N von Laserdiodenanordnungen 20, 30, 50, 60 gleich 4. Somit umfasst die Treiberschaltung 10 zwei zusätzliche Laserdiodenanordnungen 50, 60. Die zwei zusätzlichen Laserdiodenanordnungen 50, 60 können auch als dritte und vierte Laserdiodenanordnung bezeichnet werden.
Die zwei zusätzlichen Laserdiodenanordnungen 50, 60 sind wie die Laserdiodenanordnung 20 realisiert. So umfasst die dritte Laserdiodenanordnung 50 ebenfalls einen Ladetransistor 51, einen zweiten Knoten 52, eine zweite Anzahl M'' von Laserdioden 53 und eine dritte Anzahl L'' von Kondensatoren 54. Die zweite Anzahl M'' von Laserdioden 53 ist gleich 1. Die dritte Anzahl L'' von Kondensatoren 54 ist gleich 1.
Entsprechend umfasst die vierte Laserdiodenanordnung 60 ebenfalls einen Ladetransistor 61, einen zweiten Knoten 62, eine zweite Anzahl M''' von Laserdioden 63 und eine dritte Anzahl L''' von Kondensatoren 64. Die zweite Anzahl M' von Laserdioden 63 ist gleich 1. Die dritte Anzahl L''' von Kondensatoren 64 ist gleich 1. Somit ist die dritte Anzahl L der Kondensatoren 27, 37, 54, 64 der ersten Anzahl N von Laserdiodenanordnungen 20, 30, 50, 60 identisch.
In 2 ist ein Beispiel einer Treiberschaltung 10 realisiert, die als 4 Kanal Laser ausgebildet ist. Die Treiberschaltung 10 umfasst als Komponenten: eine Logik; vier Ladetransistoren 21, 31, 51, 61, die als Si-p-FET in einem CMOS IC integriert sind; vier Speicherkondensatoren 27, 37, 54, 64; vier Laserdioden 23, 33, 53, 63, die als 4-Kanal Laser Die mit gemeinsamer Kathode implementiert sind; und einen Entladetransistor 16, der als GaN n-FET hergestellt ist. Jeder Kanal kann separat gefeuert werden.
In einer alternativen, nicht gezeigten Ausführungsform ist die zweite Anzahl M von Laserdioden der ersten Anzahl N von Laserdiodenanordnungen 20, 30, 50, 60 unterschiedlich.
In einer alternativen, nicht gezeigten Ausführungsform ist die dritte Anzahl L der Kondensatoren 27, 37, 57, 67 der ersten Anzahl N von Laserdiodenanordnungen 20, 30, 50, 60 unterschiedlich.
3 zeigt ein Ausführungsbeispiel von Signal- und Spannungsverläufen einer Treiberschaltung 10, wie sie, beispielsweise wie in 1 und 2 gezeigt, realisiert sein kann. Die Signal- und Spannungsverläufe sind über einer Zeit t aufgetragen. In 3 sind gezeigt: Das Steuersignal S1, das dem Steueranschluss des Ladetransistors 21 der Laserdiodenanordnung 20 zugeleitet wird, die Kondensatorspannung VC1, die über der dritten Anzahl L von Kondensatoren 27 abgreifbar ist, das zusätzliche Steuersignal ST, das dem Steueranschluss des Entladetransistors 16 zugeleitet wird, und der Diodenstrom ID1, der durch die zweite Anzahl M von Laserdioden 23 bis 26 der Laserdiodenanordnung 20 fließt.
Die Treiberschaltung 10 weist eine Ladephase A und eine Entladephase B auf. Die Ladephase A wird durch das Steuersignal S1 eingestellt. Die Ladephase A dauert von einem ersten Zeitpunkt t1 bis zu einem dritten Zeitpunkt t3. Die Ladephase A hat eine erste Dauer TA. In der Ladephase A schaltet das Steuersignal S1 den Ladetransistor 21 der Laserdiodenanordnung 20 leitend. Da der Ladetransistor 21 typisch ein p-Kanal-Transistor ist, weist das Steuersignal S1 während der Ladephase A z.B. den Wert 0 Volt und außerhalb der Ladephase A einen positiven Spannungswert auf. Der positive Spannungswert ist derart gewählt, dass der Ladetransistor 21 außerhalb der Ladephase A in den nicht-leitenden Zustand versetzt ist.
Die Kondensatorspannung VC1 steigt während der Ladephase A an. Der Anstieg der Kondensatorspannung VC1 beginnt zum ersten Zeitpunkt t1 und ist in etwa zu einem zweiten Zeitpunkt t2 beendet. Die Kondensatorspannung VC1 nähert sich asymptotisch dem Wert der Versorgungsspannung VCC an. Der zweite Zeitpunkt t2 liegt zwischen dem ersten Zeitpunkt t1 und dem dritten Zeitpunkt t3. Der Anstieg der Kondensatorspannung VC1 erfolgt nicht schlagartig zum ersten Zeitpunkt t1, da der Ladetransistor 21, die Zuleitungen vom zweiten Versorgungsanschluss 12 zum Ladetransistor 21 und die Zuleitung vom Ladetransistor 21 zur dritten Anzahl L von Kondensatoren 27 parasitäre Widerstände aufweisen. Ebenso kann eine nicht gezeigte Spannungsquelle, die an den zweiten Versorgungsanschluss 12 angeschlossen ist, einen Innenwiderstand aufweisen.
Während der Ladephase A versetzt das zusätzliche Steuersignal ST den Entladetransistor 16 in einen nicht-leitenden Zustand. Zu einem Zeitpunkt t4 wird der Entladetransistor 16 vom zusätzlichen Steuersignal ST in einen leitenden Zustand versetzt. Da der Entladetransistor 16 typisch ein n-Kanal-Transistor ist, weist das zusätzliche Steuersignal ST während der Entladephase B z.B. einen positiven Spannungswert und in den weiteren Zeiträumen den Wert 0 Volt auf. Der Entladetransistor 16 ist in der Entladephase B leitend. Der Ladetransistor 21 ist in der Entladephase B nicht-leitend. Zu Beginn der Entladephase B weist der Diodenstrom ID1 einen Impuls auf. Die dritte Anzahl L von Kondensatoren 27 der Laserdiodenanordnung 20 speichert in der Ladephase A eine Energie E, die gemäß folgender Gleichung berechnet werden kann: $E = \frac{C G \cdot V C 1^{2}}{2}$
wobei CG der Gesamtwert der Kapazität der dritten Anzahl L von Kondensatoren 27 ist und VC1 die Spannung ist, welche über der dritten Anzahl L von Kondensatoren 27 am Ende der Ladephase A abfällt. Eine Ladung Q, die von der dritten Anzahl L von Kondensatoren 27 gespeichert wird, kann wie folgt berechnet werden: $Q = C G \cdot V C 1 = \int_{t 4}^{t 6} I D 1 d t$
wobei CG der Gesamtwert der Kapazität der dritten Anzahl L von Kondensatoren 27 ist, VC1 die Spannung ist, die über der dritten Anzahl L von Kondensatoren 27 am Ende der Ladephase A abfällt, ID1 der Wert des Diodenstroms, t4 der Zeitpunkt des Beginns der Entladephase B und t6 der Zeitpunkt des Ende der Entladephase B ist. Die in der dritten Anzahl L von Kondensatoren 27 gespeicherte Energie E wird verwendet, um den Diodenstrom ID1 und damit einen Lichtimpuls zu erzeugen. Die in der dritten Anzahl L von Kondensatoren 27 gespeicherte Ladung Q fließt über die zweite Anzahl M von Laserdioden 23 bis 26 und den Entladetransistor 16 als Diodenstrom ID 1 zum ersten Versorgungsanschluss 11. Somit sinkt die Kondensatorspannung VC1 ab dem Beginn der Entladephase B. Die Kondensatorspannung VC1 sinkt dabei näherungsweise auf den Wert einer Schwellenspannung oder Knickspannung der zweiten Anzahl M von Laserdioden 23 bis 26.
Der Diodenstrom ID1 weist einen Puls zwischen dem vierten Zeitpunkt t4 und einem fünften Zeitpunkt t5 auf. Der Entladetransistor 16 ist in der Entladephase B, die zwischen einem vierten Zeitpunkt t4 und einem sechsten Zeitpunkt t6 ist, leitend geschaltet. Der fünfte Zeitpunkt t5 liegt zwischen dem vierten Zeitpunkt t4 und dem sechsten Zeitpunkt t6. Der Diodenstrom ID1 weist eine Impulsdauer TD auf. Die Impulsdauer TD ist der Abstand zwischen dem fünften Zeitpunkt t5 und dem vierten Zeitpunkt t4. Die Impulsdauer TD wird durch die in der dritten Anzahl L von Kondensatoren gespeicherte Energie E bestimmt. Weiter wird die Impulsdauer TD durch die Strom/Spannungscharakteristik der zweiten Anzahl M von Laserdioden 23 bis 26 bestimmt.
Die Impulsdauer TD ist somit von der Strom/Spannungscharakteristik der zweiten Anzahl M von Laserdioden 23 bis 26, vom Wert der Gesamtkapazität CG der dritten Anzahl L von Kondensatoren 27 und vom Wert der Versorgungsspannung VCC abhängig. Dabei führt beispielsweise eine Verdoppelung der Anzahl M von Laserdioden 23 bis 26 zu näherungsweise einer Halbierung der Impulsdauer TD. Eine Verdoppelung der Gesamtkapazität CG der dritten Anzahl L von Kondensatoren führt näherungsweise zu einer Verdoppelung der Impulsdauer TD. Mit Vorteil ist eine Impulsdauer TD sehr klein verglichen mit den Zeiträumen, in denen der Diodenstrom ID1 den Wert 0 annimmt. Somit führt der Diodenstrom ID1 nur zu einer geringen Erwärmung der zweiten Anzahl M von Laserdioden. Daher ist eine Gefahr der Zerstörung der Laserdioden 23 bis 26 gering gehalten. Ein Tastgrad, auch Aussteuergrad, englisch duty cycle genannt, ist sehr gering, z.B. kleiner 1%. Mit Tastgrad kann das Verhältnis aus der Dauer TB der Entladephase B und dem zeitlichen Abstand des Beginns zweier aufeinander folgender Entladephasen B bezeichnet werden.
Die in 3 gezeigten Signalverläufe können entsprechend auch mit der weiteren Laserdiodenanordnung 30 realisiert werden. Das zweite Steuersignal S2 (nicht gezeigt) weist dazu einen Impuls auf, sodass der weitere Ladetransistor 31 die weitere dritte Anzahl L von Kondensatoren 37 in einer weiteren Ladephase A' auflädt. In einer weiteren Entladephase B` steuert das zusätzliche Steuersignal ST den Entladetransistor 16 derart an, dass ein weiterer Lichtimpuls, diesmal von der weiteren zweiten Anzahl M' von Laserdioden 33 der weiteren Laserdiodenanordnung 30, emittiert wird.
Mit der Treiberschaltung 10 gemäß 2 können von der ersten Anzahl N von Laserdioden 23, 33, 53, 63 seriell eine erste Anzahl N von Lichtimpulsen emittiert werden. Somit können von der Treiberschaltung 10 gemäß 2 vier Lichtimpulse seriell von vier verschiedenen Laserdiodenanordnungen 20, 30, 50, 60 emittiert werden.
Alternativ werden die Steuersignale S1 bis S4 derart gewählt, dass in einer Ladephase A nicht nur einer der Anzahl N von Ladetransistoren 21, 31, 51, 61 leitend geschaltet wird, sondern mehr als ein Ladetransistor leitend geschaltet wird. Somit kann von der Treiberschaltung 10 gemäß 2 mehr als ein Lichtimpuls gleichzeitig, nämlich von mehr als einer Laserdiodenanordnung 20, 30, 50, 60, emittiert werden. Damit kann die Intensität des Laserlichtes während des Lichtimpulses erhöht werden.
4 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Anordnung zur Lichtdetektion und Entfernungsmessung 70, abgekürzt LiDAR-Anordnung. Die LiDAR-Anordnung 70 umfasst eine Treiberschaltung 10 gemäß einem der oben gezeigten Ausführungsbeispiele. Weiter umfasst die LiDAR-Anordnung einen Photodetektor 71, eine Sendeoptik 72 und eine Empfangsoptik 73. Die Sendeoptik 72 kann einen einstellbaren Spiegel (nicht gezeigt) aufweisen. Reflektiert ein Objekt 74 die von der Treiberschaltung 10 über die Sendeoptik 72 emittierten Strahlen, werden die reflektierten Strahlen über die Empfangsoptik 73 vom Photodetektor 71 empfangen, so kann aus der Laufzeit des Laserlichtes die vom Licht zurückgelegte Wegstrecke und damit die Entfernung des Objekts 74 zum Photodetektor 71 und zur Treiberschaltung 10 berechnet werden. Für eine LiDAR-Anordnung 70 sind Impulsdauern, wie sie mit der Treiberschaltung 10 erzeugt werden können, vorteilhaft. Die Impulsdauer TD beträgt z.B. kleiner 100 Nanosekunden, alternativ kleiner 50 Nanosekunden, alternativ kleiner 10 Nanosekunden oder alternativ kleiner 5 Nanosekunden oder alternativ kleiner 2 Nanosekunden.
5 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer integrierten Schaltung 80, abgekürzt IC, die Teile der in 1 bis 4 beschriebenen Treiberanordnung 10 umfasst, wie z.B. die erste Anzahl N von Ladetransistoren 21, 31 und die Ansteuerschaltung 40. Die integrierte Schaltung 80 ist z.B. in CMOS Technik hergestellt.
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung der Erfindung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Die Erfindung umfasst vielmehr jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Ansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Ansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.
Bezugszeichenliste

10: Treiberschaltung
11: erster Versorgungsanschluss
12: zweiter Versorgungsanschluss
13: erster Knoten
16: Entladetransistor
20, 30, 50, 60: Laserdiodenanordnung
21, 31, 51, 61: Ladetransistor
22, 32, 52, 62: zweiter Knoten
23 bis 26: Laserdioden
33 bis 36, 53, 63: Laserdiode
27, 37, 54, 64: Kondensator
40: Ansteuerschaltung
41: Auslöseeingang
42: Auswahleingang
43 bis 46: Steuerausgang
47: zusätzlicher Steuerausgang
48: dritten Versorgungsanschluss
70: Anordnung zur Lichtdetektion und Entfernungsmessung
71: Photodetektor
72: Sendeoptik
73: Empfangsoptik
74: Objekt
80: integrierte Schaltung
A: Ladephase
B: Entladephase
GND: Bezugspotential
ID1: Diodenstrom
SE: Auswahlsignal
ST: zusätzliches Steuersignal
STR: Auslösesignal
S1 bis S4: Steuersignal
t: Zeit
t1 bis t6: Zeitpunkt
TA, TB: Dauer
TD: Impulsdauer
VCC: Versorgungsspannung
VC1: Kondensatorspannung
VDD: weitere Versorgungsspannung

Claims

Treiberschaltung (10), umfassend - einen ersten und einen zweiten Versorgungsanschluss (11, 12), - einen ersten Knoten (13), - einen Entladetransistor (16), der zwischen dem ersten Knoten (13) und dem ersten Versorgungsanschluss (11) angeordnet ist, und - eine erste Anzahl N von Laserdiodenanordnungen (20, 30), wobei eine Laserdiodenanordnung der ersten Anzahl N von Laserdiodenanordnungen (20, 30) einen Ladetransistor (21, 31), einen zweiten Knoten (22, 32), eine zweite Anzahl M von Laserdioden (23 - 26, 33 - 36) und eine dritte Anzahl L von Kondensatoren (27, 37) umfasst, wobei der Ladetransistor (21, 31) zwischen dem zweiten Versorgungsanschluss (12) und dem zweiten Knoten (22, 32) angeordnet ist, wobei die zweite Anzahl M von Laserdioden (23 - 26, 33 - 36) zwischen dem zweiten Knoten (22, 32) und dem ersten Knoten (13) angeordnet ist, wobei die dritte Anzahl L von Kondensatoren (27, 37) zwischen dem zweiten Knoten (22, 32) und dem ersten Versorgungsanschluss (11) angeordnet ist, und wobei eine Impulsdauer (TD) eines Lichtimpulses einer Laserdiodenanordnung der ersten Anzahl N von Laserdiodenanordnungen (20, 30) von einer Energie, die durch die dritte Anzahl L von Kondensatoren (27, 37) dieser Laserdiodenanordnung gespeichert ist, abhängt.
Treiberschaltung (10) nach Anspruch 1, wobei die Impulsdauer (TD) des Lichtimpulses einer Laserdiodenanordnung der ersten Anzahl N von Laserdiodenanordnungen (20, 30) kürzer als eine Dauer ist, während der der Entladetransistor (16) leitend geschaltet ist.
Treiberschaltung (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine erste Einschaltzeit des Ladetransistors (21, 31) länger als eine zweite Einschaltzeit des Entladetransistors (16) ist.
Treiberschaltung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Entladetransistor (16) als Gallium Nitrid Feldeffekttransistor - GaN-FET - realisiert ist.
Treiberschaltung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Ladetransistor (21, 32) als Silizium Feldeffekttransistor realisiert ist.
Treiberschaltung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei eine Laserdiode der zweiten Anzahl M von Laserdioden (23 - 26, 33 - 36) als kantenemittierender Laser realisiert ist.
Treiberschaltung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, umfassend eine Ansteuerschaltung (40), die ausgelegt ist, in einer Ladephase (A) den Ladetransistor (21, 31) leitend zu schalten und in einer Entladephase (B) den Entladetransistor (16) leitend zu schalten.
Treiberschaltung (10) nach Anspruch 7, wobei die Ansteuerschaltung (40) ausgelegt ist, den Entladetransistor (16) nach dem Ende der Impulsdauer (TD) des Lichtimpulses nichtleitend zu schalten.
Treiberschaltung (10) nach Anspruch 7 oder 8, wobei die Ansteuerschaltung (40) ausgelegt ist, den Ladetransistor (21, 31) am Ende der Ladephase (A) nichtleitend zu schalten, wobei das Ende der Ladephase (A) vor dem Beginn der Entladephase (B) ist.
Treiberschaltung (10) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei die Ansteuerschaltung (40) umfasst: - einen Auslöseeingang (41) zum Empfang eines Auslösesignals (STR), - einen Auswahleingang (42) zum Empfang eines Auswahlsignals (SE), - eine erste Anzahl N von Steuerausgängen (43 - 46), die mit einem Steueranschluss des jeweiligen Ladetransistors (21, 31) der ersten Anzahl N von Laserdiodenanordnungen (20, 30) gekoppelt ist, und - einen zusätzlichen Steuerausgang (47), der mit einem Steueranschluss des Entladetransistors (16) gekoppelt ist.
Treiberschaltung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, umfassend eine integrierte Schaltung (48), in der die Ansteuerschaltung (40) und der jeweilige Ladetransistor (21, 31) der ersten Anzahl N von Laserdiodenanordnungen (20, 30) integriert sind.
Treiberschaltung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die erste Anzahl N von Laserdiodenanordnungen (20, 30) größer 1 ist.
Treiberschaltung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die zweite Anzahl M von Laserdioden (23 - 26, 33 - 36) einer Laserdiodenanordnung der ersten Anzahl N von Laserdiodenanordnungen (20, 30) größer 1 ist.
Anordnung (70), die zur Lichtdetektion und Entfernungsmessung ausgelegt ist und umfasst: - eine Treiberschaltung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 13 und - einen Photodetektor (71).
Verfahren zum Betreiben einer Treiberanordnung (10), umfassend: - Laden einer dritten Anzahl L von Kondensatoren (27, 37) durch einen Ladetransistor (21, 31) in einer Ladephase (A), und - Entladen der dritten Anzahl L von Kondensatoren (27, 37) über eine zweite Anzahl M von Laserdioden (23 - 26, 33 - 36) und einen Entladetransistor (16) in einer Entladephase (B) derart, dass die zweite Anzahl M von Laserdioden (23 - 26, 33 - 36) einen Lichtimpuls abgibt, wobei eine Impulsdauer (TD) des Lichtimpulses von einer Energie, die von der dritten Anzahl L von Kondensatoren (27, 37) in der Ladephase (A) gespeichert wurde, abhängt.