IT202100008057A1 - Dispositivo elettronico migliorato per applicazioni lidar - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

del brevetto per invenzione industriale dal titolo:

?DISPOSITIVO ELETTRONICO MIGLIORATO PER APPLICAZIONI LIDAR?

La presente invenzione ? relativa ad un dispositivo elettronico migliorato per applicazioni LIDAR. In particolare, ? relativa ad un dispositivo elettronico comprendente, o accoppiabile a, una pluralit? di diodi laser, per la polarizzazione di questi ultimi. Il dispositivo elettronico presenta induttanze parassite ridotte. Inoltre, la presente invenzione ? relativa ad un modulo di pilotaggio laser comprendente il dispositivo elettronico, ad un modulo di illuminazione comprendente il modulo di pilotaggio e i diodi laser, e ad una apparecchiatura LIDAR comprendente il modulo di illuminazione laser.

Grazie alla loro capacit? di rilevamento 3D e all?abilit? di funzionare nell?oscurit? e in condizioni metereologiche sfavorevoli, i sistemi LIDAR (LIght Detection And Ranging o Laser Imaging Detection And Ranging) sono sempre pi? usati, in possibile combinazione con le telecamere e i sistemi radar, per la mappatura ambientale e per altre applicazioni di sicurezza, come la frenata di emergenza, il rilevamento dei pedoni e l?elusione delle collisioni (?collision avoidance?) nel settore automotive.

Impulsi molto brevi di corrente elevata (quali impulsi di corrente che hanno intensit? nel campo delle decine di ampere con tempi di salita e di discesa nel campo dei tempi del (sub)nanosecondo, per es., nell?ordine dei 100 ps) sono desiderabili per i diodi laser per i sistemi LiDAR usati per misurare le distanze con l?uso di tecniche di misura di tempi di volo (ToF, ?Time of Flight?) con valori di distanza mediocorti (es., distanze minori di circa 100 m con risoluzioni di misura di ?15cm).

Schiere di diodi laser comprendenti diodi laser attivati in sequenza o in parallelo sono anche usate per migliorare il rapporto segnale/rumore (S/N, ?Signal-to-Noise?) nel segnale ricevuto a ritroso. I dispositivi di pilotaggio (?driver?) multicanale offrono la possibilit? di selezionare il diodo (i diodi) da attivare con un impulso di corrente breve e di intensit? elevata.

Tuttavia, i sistemi LIDAR attuali presentano induttanze parassite non trascurabili (es., maggiori di 1 nH), in particolare a causa dell?utilizzo delle schiere di diodi laser, che causano prestazioni elettriche degradate dei medesimi.

La minimizzazione delle induttanze parassite rappresenta una sfida nel progetto di un dispositivo di pilotaggio per diodi laser.

Ad esempio, le soluzioni pi? comuni di implementazione di sistemi LIDAR prevedono di assemblare uno o pi? diodi laser direttamente su una scheda PCB mediante saldatura di uno dei sui terminali di anodo o catodo alla PCB e connessione dell?altro terminale di anodo o catodo mediante filo conduttivo (wire bonding). Lo svantaggio di questa soluzione risiede nel fatto che l?induttanza derivante dalla connessione mediante filo conduttivo ha valore dell?ordine di 1nH, che risulta elevato per applicazioni in cui, come sopra discusso, un controllo preciso della durata degli impulsi dei diodi laser ? importante.

Inoltre, spesso i diodi laser sono venduti separatamente dalla scheda PCB e sono assemblati a quest?ultima solamente da un utente/cliente finale. In questo caso, i diodi laser vengono forniti dai produttori ad esempio su strisce (?strips?) di materiale plastico; i diodi laser sono incollati a tali strisce e disposti a schiera fra loro su di esse, e dunque presentano distanze relative fra loro standardizzate, che non possono esser modificate a meno di utilizzare strisce di diodi laser personalizzate che per? presentano costi decisamente superiori alle strisce di diodi laser standardizzate comunemente in commercio.

Scopo della presente invenzione ? fornire un dispositivo elettronico migliorato per applicazioni LIDAR, un modulo di pilotaggio laser, un modulo di illuminazione laser e un?apparecchiatura LIDAR che superino gli inconvenienti dell?arte nota.

Secondo la presente invenzione vengono realizzati un dispositivo elettronico migliorato per applicazioni LIDAR, un modulo di pilotaggio laser, un modulo di illuminazione laser e un?apparecchiatura LIDAR come definiti nelle rivendicazioni annesse.

Per una migliore comprensione della presente invenzione viene ora descritta una forma di realizzazione preferita, a puro titolo di esempio non limitativo, con riferimento ai disegni allegati, nei quali:

- la figura 1 ? uno schema a blocchi di un modulo di illuminazione laser per un?apparecchiatura LIDAR, secondo una forma di realizzazione della presente invenzione;

- la figura 2 ? una rappresentazione generale del modulo di illuminazione laser di figura 1;

- la figura 3 illustra un dispositivo elettronico del sistema LIDAR, compreso nel modulo di illuminazione laser di figura 1, e presenta inoltre una vista ingrandita di un dettaglio del dispositivo elettronico, secondo una forma di realizzazione della presente invenzione;

- le figure 4A-4D illustrano rispettive viste con parti asportate di una porzione del dispositivo elettronico di figura 3; e

- la figura 5 illustra una possibile architettura di apparecchiatura LIDAR per il settore automotive, secondo una forma di realizzazione esemplificativa della presente invenzione.

Elementi comuni alle diverse forme di realizzazione della presente invenzione, descritte nel seguito, sono indicati con gli stessi numeri di riferimento.

La figura 1 mostra un modulo di illuminazione laser 100 compreso in un?apparecchiatura LIDAR 1 (mostrato in figura 5), secondo una forma di realizzazione della presente invenzione.

Il modulo di illuminazione laser 100 ? formato da un modulo di pilotaggio laser e una pluralit? di diodi laser. Ad esempio, nella figura 1 sono presenti quattro diodi laser che sono disposti a schiera e sono indicati con i simboli di riferimento LD_1, LD_2, ..., LD_n, dove n (n = 2, 3 ?) ? il numero di diodi laser che formano la schiera. A titolo di esempio non limitativo, n=4.

I diodi laser LD_1, LD_2, ..., LD_n sono configurati per essere attivati selettivamente (in una maniera ad impulsi) mediante rispettivi semi-ponti (?half-bridge?) S2_1, S3_1 (per il diodo laser LD_1), ..., S2_n, S3_n (per il diodo laser LD_n).

I semi-ponti S2_1, S3_1, ..., S2_n, S3_n comprendono switch elettronici quali transistori a effetto di campo e, ad esempio, dispositivi HEMT (transistori ad effetto di campo ad alta mobilit? elettronica, ?High Electron Mobility Transistors?) e/o MOSFET. In dettaglio, ciascun semi-ponte S2_1, S3_1, ..., S2_n, S3_n comprende: un rispettivo primo switch S2_1, .. S2_n accoppiato tra un primo nodo o linea 12 (comune a tutti i semi-ponti S2_1, S3_1, ..., S2_n, S3_n) e un rispettivo secondo nodo di pilotaggio 121,..., 12n; e, opzionalmente, un rispettivo secondo switch S3_1,.. S3_n accoppiato tra il rispettivo secondo nodo di pilotaggio 121,..., 12n e una linea o un nodo di riferimento (es., la massa GND, nel seguito indicata come nodo di riferimento GND) comune a tutti i semi-ponti S2_1, S3_1, ..., S2_n, S3_n.

I catodi (indicati nel seguito con il numero di riferimento LDc_1, ..., LDc_n) dei diodi laser LD_1, ..., LD_n sono accoppiati al nodo di riferimento GND, e gli anodi (indicati nel seguito con il numero di riferimento LDa_1, ..., LDa_n) dei diodi laser LD_1, ..., LD_n sono accoppiati ai secondi nodi di pilotaggio 121,..., 12n dei rispettivi semi-ponti S2_1, S3_1, ..., S2_n, S3_n. Conseguentemente, i diodi laser LD_1, ..., LD_n sono disposti in una configurazione a catodo comune.

I semi-ponti S2_1, S3_1, ..., S2_n, S3_n sono pilotati da rispettivi circuiti di pilotaggio 101, ..., 10n accoppiati ai terminali di controllo (i gate, nel caso qui considerato esemplificativamente) degli switch dei semi-ponti S2_1, S3_1, ..., S2_n, S3_n.

In seguito, al fine di evitare di rendere questa descrizione eccessivamente complicata, si user? una notazione come S2_j, s3_j e LD_j, 10j, 12j e simili (ipotizzando j= 1, ..., n).

Accoppiato tra il primo nodo o linea 12 e il nodo di riferimento GND ? presente un tank (o circuito) risonante LC comprendente un induttore Lr e un condensatore Cr connessi in serie. Come illustrato, l?induttore Lr ? disposto intermedio tra il primo nodo o linea 12 e un nodo intermedio 14 del circuito tank risonante LC, e il condensatore Cr ? disposto intermedio tra il nodo intermedio 14 e il nodo di riferimento GND.

Il nodo intermedio 14 ? accoppiato a un circuito di carica (anche chiamato nel seguito regolatore) 16, di tipo noto, che riceve una tensione di alimentazione VCC.

Uno switch di controllo S1, quale un transistore a effetto di campo al Nitruro di Gallio (GaN, e ad esempio un HEMT in GaN), ? accoppiato intermedio tra il primo nodo o linea 12 e il nodo di riferimento GND.

Lo switch di controllo S1 e gli switch S2_j, S3_j sono azionati in funzione di segnali di abilitazione (?enable signals?) forniti, come discusso in seguito, da una circuiteria di controllo indicata con 18 nel suo complesso e comprendente i circuiti di pilotaggio 10j. Puramente per semplicit? di descrizione e di comprensione, si pu? considerare che la circuiteria di controllo 18 comprenda: i circuiti di pilotaggio 101, ..., 10n; rispettivi circuiti di controllo 182_1, .., 182_n (182_j) per i semi-ponti S2_1, S3_1, ..., S2_n, S3_n, configurati per inviare ai semi-ponti S2_1, S3_1, ..., S2_n, S3_n rispettivi segnali di abilitazione Ton_S2_1, ..., Ton_S2_n (Ton_S2_j) per la fornitura di energia al (e cos? l?emissione di luce dal) rispettivo diodo laser LD_1, .., LD_n; e due ulteriori circuiti di controllo 201, 202 configurati per controllare, mediante una porta logica AND 203, il primo switch S1 (per es., mediante il suo elettrodo di controllo, un gate nel caso di un transistore a effetto di campo). Come indicato, i circuiti di controllo 182_j, 201, 202 e 203 sono rappresentati come entit? distinte puramente per semplicit? di descrizione e di comprensione. In effetti, secondo un diverso aspetto della presente invenzione questi circuiti di controllo sono integrati in una singola unit? di controllo 18.

Come meglio descritto nel seguito, la circuiteria di controllo 18 permette il coordinamento del funzionamento dello switch di controllo S1 con il funzionamento dei primi switch S2_j e dei secondi switch S3_j, al fine di ottenere la generazione di impulsi (ultra)brevi (nell?ordine di tempi del (sub)nanosecondo e, per es., nell?ordine dei 100 ps) con di/dt elevata (es., maggiore di circa 80 nA/ns), che sono commutati sui diodi laser LD_j per ottenere un?attivazione individuale e una emissione di luce selettiva.

In particolare, lo switch di controllo S1 fornisce energia al tank risonante LC definendo il contenuto di energia e la corrente di picco degli impulsi del diodo laser LDj da attivare.

Ciascun primo switch S2_j, il rispettivo secondo switch S3_j e il rispettivo diodo laser LD_j formano un j-esimo canale di emissione di luce attivabile dal rispettivo circuito di pilotaggio 10j. Il primo switch S1 ? quindi connesso in parallelo e comune a tutti i canali di emissione di luce, nonch? al tank risonante LC.

Il regolatore 16 pu? essere implementato in una maniera nota di per s?, in modo tale da caricare il condensatore Cr nel tank risonante LC a una tensione adeguata per ottenere una corrente di picco nel tank risonante LC uguale o superiore a una corrente di impulso desiderata del diodo laser LD_j.

Secondo un aspetto della presente invenzione, lo switch di controllo S1 e i primi switch S2_j sono transistori GaN atti a funzionare ad alta potenza (es., maggiore di circa 100 W). Ci? facilita una soluzione monolitica, per esempio con la tecnologia GaN corrente. Invece, i secondi switch S3_j sono transistori convenzionali in tecnologia basata su silicio, e sono atti a funzionare a basse potenze (es., HEMT o MOSFET di segnale). Opzionalmente, i secondi switch S3_j possono essere integrati nei rispettivi circuiti di pilotaggio 10j, in quanto assorbono correnti molto basse, vale a dire le correnti parassite che scorrono nella capacit? di uscita dei rispettivi primi switch S2_j. Ad esempio, i secondi switch S3_j hanno ritardi di propagazione (?propagation delay?) compresi fra circa 2 ns e circa 3 ns, tempi di salita e di discesa (?rise and fall times?) compresi fra circa 300 ps e circa 500 ps, e correnti ?peak source? e di ?sink? comprese fra circa 5 A e circa 7 A al fine di velocizzare il caricamento di capacit? d?ingresso dello switch di controllo S1 e dei primi switch S2_j.

In maggior dettaglio, in fase di progetto lo switch di controllo S1 ? dimensionato in funzione del valore della corrente efficace (?rms?) e di picco nel tank risonante LC, e i primi switch S2_j sono dimensionati in funzione del valore della corrente rms e di picco nei diodi laser LD_j, come meglio descritto in seguito.

Viene ora descritto un metodo di utilizzo del modulo di illuminazione laser 100.

In particolare, il primo e il secondo switch S2_j e S3_j sono pilotati dalla circuiteria di controllo 18 in configurazione a semi-ponte, in modo tale per cui: quando il primo switch S2_j ? on (vale a dire, conduttivo), il secondo switch S3_j ? off (aperto e non conduttivo) e il diodo laser LD_j pu? essere attivato iniettando corrente in quest?ultimo tramite il rispettivo canale di emissione di luce; e, quando il primo switch S2_j ? off, il secondo switch S3_j ? on (chiuso e conduttivo), accoppiando il rispettivo nodo di pilotaggio 12j al nodo di riferimento GND e contrastando cos? correnti spurie indesiderate che scorrono attraverso il diodo laser LD_j.

In maggior dettaglio, quando lo switch di controllo S1 ? off, il condensatore Cr viene caricato, da parte del regolatore 16, a un valore di tensione (es., compresa fra circa 10 V e circa 20 V) che ? adeguato per ottenere una corrente desiderata nel tank risonante LC (es., compresa fra circa 20 A e circa 60 A).

Quando lo switch di controllo S1 ? commutato a on (chiuso e reso conduttivo), il tank risonante LC inizia a oscillare e la corrente cresce nell?induttore Lr.

In risposta al fatto che la corrente del tank risonante LC raggiunge una soglia, lo switch di controllo S1 ? commutato a off (aperto e reso non conduttivo) per un tempo corrispondente alla lunghezza di impulso (tempo di durata dell?impulso) del diodo laser LD_j (1 ns, per esempio). Inoltre, uno dei primi switch S2_j, quello corrispondente al diodo laser LD_j che si desidera attivare, ? commutato a on (chiuso o reso conduttivo) per detto tempo di durata dell?impulso, in risposta ad un segnale di abilitazione del diodo laser LD_j emesso dal rispettivo circuito di controllo 182_j.

Durante questo tempo di durata dell?impulso, l?induttore Lr si comporta sostanzialmente come un generatore di corrente e una corrente scorre nel diodo laser LD_j attivato dal primo switch S2_j portato allo stato di on (conduttivo).

Allo scadere del tempo di durata dell?impulso, il primo switch S2_j ? commutato a off (reso non conduttivo).

Un altro diodo laser LD_j (o anche lo stesso diodo laser LD_j) pu? essere attivato durante uno stesso impulso prodotto dal circuito risonante LC mediante una sotto-sequenza comprendente: il primo switch S2_j commutato a on (reso conduttivo) per la tempo di durata dell?impulso; lo switch di controllo S1 commutato a off (non conduttivo) per la tempo di durata dell?impulso; e il primo switch S2_j commutato a off (non conduttivo) allo scadere del tempo di durata dell?impulso. Una tale sotto-sequenza pu? essere ripetuta un certo numero di volte con lo switch di controllo S1 che rimane on (conduttivo) fino allo scadere del periodo di risonanza di del tank risonante LC, compatibilmente con la scarica graduale del tank risonante LC.

Quando si raggiunge un tale tempo, a una corrente di passaggio per lo zero, lo switch di controllo S1 pu? essere commutato a off e la tensione sul condensatore Cr salir? nuovamente verso un valore definito dall?energia residua del tank risonante LC.

La figura 2 mostra un dispositivo o circuito integrato (IC, ?Integrated Circuit?), quale un ?system on package?, indicato nel seguito come dispositivo elettronico 1000.

Il dispositivo elettronico 1000 ? un circuito integrato che ? compreso nel modulo di illuminazione laser 100 e che, in particolare, comprende lo switch di controllo S1 in GaN e i secondi switch S2_j in GaN. Il dispositivo elettronico 1000 permette il pilotaggio dei diodi laser LD_j a impulsi brevi (nel range dei ns) e a corrente elevata, per applicazioni LIDAR come meglio discusso nel seguito. La struttura del dispositivo elettronico 1000 ? meglio discussa in seguito con riferimento alla figura 3.

Secondo una forma di realizzazione della presente invenzione (mostrata in figura 2), i diodi laser LD_j sono elementi distinti rispetto al dispositivo elettronico 1000 (cio? non integrati in esso), ed ? previsto che siano accoppiati al dispositivo elettronico 1000 soltanto da un utente/cliente finale.

Opzionalmente il dispositivo elettronico 1000 pu? realizzare funzioni aggiuntive per il controllo della corrente e della temporizzazione degli impulsi (indicate con C nel loro complesso) e per la diagnostica (indicate con D), di tipo di per s? noto. Si nota che una tale configurazione non ? dedicata di per s? a un dispositivo di pilotaggio multicanale per una schiera laser, e che pu? anche essere usata una configurazione a singolo canale, comprendente un singolo diodo laser LD_1.

La figura 3 mostra il dispositivo elettronico 1000 per il pilotaggio laser esemplificativamente a 4 canali, comprendente detti transistori (in particolare HEMT in GaN) integrati in esso.

In particolare, il dispositivo elettronico 1000 ? mostrato, in un sistema di riferimento cartesiano triassiale definito dagli assi X, Y e Z, in sezione lungo un piano YZ definito dagli assi Y e Z.

Secondo una forma di realizzazione, il dispositivo elettronico 1000 comprende un corpo solido 500 avente una prima superficie 500a e una seconda superficie 500b opposte fra loro lungo l?asse Z.

Secondo una forma di realizzazione della presente invenzione, esemplificativamente considerata nel seguito, il corpo solido 500 ? formato da un primo corpo semiconduttore di materiale semiconduttore, in particolare GaN.

Una cavit? 502 si estende nel corpo solido 500 ed ? affacciata alla prima superficie 500a.

I diodi laser LD_j vengono alloggiati nella cavit? 502 dall?utente/cliente finale. Nel seguito, per semplicit? di descrizione, si fa esemplificativamente riferimento al caso in cui i diodi laser LD_j sono gi? inseriti nel dispositivo elettronico 1000. In dettaglio, ciascun diodo laser LD_j ha il rispettivo catodo LDc_j affacciato ad una parete inferiore 502b della cavit? 502, come meglio discusso in seguito.

In maggior dettaglio, la cavit? 502 ? ulteriormente affacciata ad una superficie laterale 500c del corpo solido 500, che unisce fra loro la prima e la seconda superficie 500a e 500b. Inoltre, i diodi laser LD_j sono ad emissione laterale (cio? sono ?edge-emitting lasers?), e sono disposti nella cavit? 502 in modo da avere le rispettive superfici di emissione di radiazione affacciate verso la superficie laterale 500c, e dunque verso l?esterno della cavit? 502 e del dispositivo elettronico 1000. In altre parole, la radiazione generata dai diodi laser LD_j ? emessa in direzione sostanzialmente ortogonale alla superficie laterale 500c, verso l?esterno del dispositivo elettronico 1000.

Inoltre, ad esempio, il corpo solido 500 integra, oppure ? elettricamente accoppiato (es., tramite saldatura) a, la circuiteria di controllo 18, i secondi switch S3_j, il tank risonante LC e il regolatore 16.

Il dispositivo elettronico 1000 comprende inoltre un secondo corpo semiconduttore 504 (di materiale semiconduttore quale GaN). In dettaglio, il secondo corpo semiconduttore 504 ? fisicamente ed elettricamente accoppiato (es., fissato, ad esempio tramite tecniche di wafer bonding e/o incollaggio) al corpo solido 500 e ha una rispettiva prima superficie 504a e una rispettiva seconda superficie 504b opposte fra loro lungo l?asse Z. In particolare, le prime superfici 500a e 504a del corpo solido 500 e del secondo corpo semiconduttore 504 sono reciprocamente affacciate. Il secondo corpo semiconduttore 504 comprende, come meglio discusso con riferimento alle figure 4A e 4B, lo switch di controllo S1 e i primi switch S2_j che sono affacciati alla prima superficie 504a del secondo corpo semiconduttore 504.

In figura 3, il source dello switch di controllo S1 ? indicato con il numero di riferimento SS1 e i source dei primi switch S2_j sono indicati con SS2_j. I source SS2_j dei primi switch S2_j sono elettricamente collegati agli anodi LDa_j dei rispettivi diodi laser LD_j tramite rispettive seconde metallizzazioni di source 534_j (figure 4A-4D, come meglio discusso nel seguito) e prime vie conduttive 508 (?conductive vias?, ad esempio di metallo quale rame o oro, estendentisi ortogonalmente alla prima superficie 504a del secondo corpo semiconduttore 504). Il source SS1 dello switch di controllo S1 ? elettricamente collegato, tramite una prima metallizzazione di source 532 (figure 4A-4D, come meglio discusso nel seguito) e seconde vie conduttive 510 (es., di rame o oro), ad uno strato conduttivo di riferimento 506 (nel seguito chiamato strato GND 506, e ad esempio di materiale metallico quale oro o rame) estendentesi nel corpo solido 500. I catodi LDc_j dei diodi laser LD_j sono anch?essi elettricamente collegati allo strato GND 506, ad esempio tramite un elettrodo o terze vie conduttive 512 (es., di rame o oro) che operano come catodo comune dei diodi laser LD_j (che ? qui indicato con LDCC). Di conseguenza, lo strato GND 506 opera come detto nodo di riferimento GND. Ad esempio, le prime vie conduttive 508 presentano una lunghezza massima, non mostrata e misurata lungo l?asse Z, minore di circa 500 ?m e, ad esempio, compresa fra circa 300 ?m e circa 500 ?m.

Secondo la presente invenzione, le seconde metallizzazioni di source (534_j) sono allineate fra loro lungo una prima direzione di allineamento 520 e sono sovrapposte, ortogonalmente alla prima direzione di allineamento 520, ai rispettivi source SS2_j dei primi switch S2_j. Inoltre, ciascuna seconda metallizzazione di source 534_j ?, almeno parzialmente, fisicamente allineata (lungo l?asse Z, e dunque ortogonalmente alla prima direzione di allineamento 520) al rispettivo diodo laser LD_j a cui ? elettricamente collegata. In particolare, ciascuna seconda metallizzazione di source 534_j ? affacciata alla cavit? 502 ed ?, pi? in dettaglio, verticalmente allineata con l?anodo LDa_j del rispettivo diodo laser LD_j.

Inoltre, secondo la presente invenzione almeno uno dei source SS2_j dei primi switch S2_j ? allineato, ortogonalmente alla direzione di allineamento 520, al rispettivo diodo laser LD_j (in altre parole, ? fisicamente sovrapposto, lungo l?asse Z, al rispettivo diodo laser LD_j). In particolare, almeno uno dei source SS2_j dei primi switch S2_j ? verticalmente allineato con l?anodo LDa_j del rispettivo diodo laser LD_j. Come meglio discusso nel seguito, le figure 3-4C mostrano forme di realizzazione in cui ciascuno dei source SS2_j dei primi switch S2_j ? fisicamente sovrapposto (lungo l?asse Z) al rispettivo diodo laser LD_j, mentre la figura 4D mostra una forma di realizzazione in cui solo una parte dei source SS2_j dei primi switch S2_j sono fisicamente sovrapposti (lungo l?asse Z) ai rispettivi diodi laser LD_j.

Considerando esemplificativamente le forme di realizzazione delle figure 3-4C, un baricentro (520_j in figura 4A) del source SS2_j di ciascun primo switch S2_j, calcolato nel piano XY e dunque parallelamente alla prima superficie 504a del secondo corpo semiconduttore 504 e/o alla prima superficie 500a del corpo solido 500, ? sostanzialmente sovrapposto lungo l?asse Z ad un baricentro (mostrato in figura 4D con il numero di riferimento 550) dell?anodo LDa_j del rispettivo diodo laser LD_j, calcolato nel piano XY. In maggior dettaglio, i baricentri 520_j dei source SS2_j di primi switch S2_j vicini fra loro (cio? immediatamente consecutivi fra loro nella schiera di switch) presentano una distanza relativa massima d1 fra loro che ? uguale ad una distanza relativa massima d2 fra i baricentri 550 degli anodi LDa_j dei rispettivi diodi laser LD_j (cio? dei diodi laser LD_j connessi ai primi switch S2_j considerati, e quindi anch?essi immediatamente consecutivi fra loro nella schiera di diodi laser). A scopo esemplificativo e non limitante, le distanze relative massime d1 e d2 sono comprese fra circa 200 ?m e circa 500 ?m e, pi? in generale, sono inferiori a 500 ?m. Opzionalmente, i source SS2_j dei primi switch S2_j vicini fra loro distano reciprocamente di circa 10 ?m.

Inoltre, opzionalmente i primi switch S2_j hanno un?area di estensione, in un piano XY definito dagli assi X e Y, che ? progettata in funzione della correnti rms e/o della corrente di picco che devono scorrere nei rispettivi diodi laser LD_j. Ad esempio, l?area di estensione di ciascun primo switch S2_j ? tale per cui una densit? di corrente rms da esso generata ? compresa fra circa 30 A/mm<2 >e circa 40 A/mm<2 >(valori misurati a circa 25? C) e, opzionalmente, la rispettiva resistenza di accensione RDSon ? compresa fra circa 15 m? e circa 30 m?.

La figura 4A mostra, nel piano XY, un layout del secondo corpo semiconduttore 504 (in particolare, della prima superficie 504a del secondo corpo semiconduttore 504), secondo una forma di realizzazione. A scopo esemplificativo, alcune parti del corpo semiconduttore 504 sono state rimosse e non verranno discusse nel seguito (es., terminali e metallizzazioni di gate, eventuali strati di passivazione, ecc.).

La figura 4A mostra lo switch di controllo S1 e i primi switch S2_j realizzati nel secondo corpo semiconduttore 504, in corrispondenza della prima superficie 504a del secondo corpo semiconduttore 504. In dettaglio, nella figura 4A il drain dello switch di controllo S1 ? indicato con il numero di riferimento DS1 e i drain dei primi switch S2_j sono indicati con DS2_j.

Lo switch di controllo S1 e i primi switch S2_j sono disposti a formare una schiera lungo l?asse Y. In particolare, i source SS2_j dei primi switch S2_j (e, opzionalmente, anche il source SS1 dello switch di controllo S1) sono allineati fra loro lungo la prima direzione di allineamento 520 parallela all?asse Y, e i drain DS2_j dei primi switch S2_j (e, opzionalmente, anche il drain DS1 dello switch di controllo S1) sono allineati fra loro lungo una seconda direzione di allineamento 522 parallela all?asse Y. Ad esempio, la prima e la seconda direzione di allineamento 520 e 522 congiungono i baricentri (indicati in figura 4A con i numeri di riferimento 520_j e, rispettivamente, 522_j) nel piano XY dei source SS2_j e, rispettivamente, dei drain DS2_j dei primi switch S2_j. In ciascun primo switch S2_j, il rispettivo drain DS2_j e il rispettivo source SS2_j sono allineati fra loro lungo una rispettiva direzione (non mostrata) perpendicolare alle direzioni di allineamento 520 e 522, e quindi parallela all?asse X. Inoltre, nella forma di realizzazione di figura 4A anche il drain DS1 e il source SS1 dello switch di controllo S1 sono allineati fra loro lungo una rispettiva direzione (non mostrata) parallela all?asse X.

Inoltre, una metallizzazione di drain 530 (es., uno strato di ridistribuzione, ?redistribution layer?, di materiale metallico quale rame) si estende sui drain DS1 e DS2_j dello switch di controllo S1 e dei primi switch S2_j, contattando fra loro elettricamente tali drain DS1 e DS2_j e operando come primo nodo 12. In modo non illustrato, la metallizzazione di drain 530 ? elettricamente collegata, tramite ulteriori vie conduttive (non mostrate), ad uno strato conduttivo di drain 507 (ad esempio di materiale metallico quale oro o rame) estendentesi nel corpo solido 500, ad esempio al di sotto dello strato GND 506.

La prima metallizzazione di source 532 si estende sul source SS1 dello switch di controllo S1 in modo da contattare elettricamente, anche tramite le seconde vie conduttive 510, il source SS1 con lo strato GND 506.

Inoltre, ciascuna seconda metallizzazione di source 534_j si estende sul source SS2_j del rispettivo primo switch S2_j a contatto elettrico con tale source SS2_j, in modo tale da porre, anche tramite la rispettiva prima via conduttiva 508 (oppure le vie conduttive 508 ad esso accoppiate), il rispettivo source SS2_j in contatto elettrico con l?anodo LDa_j del rispettivo diodo laser LD_j.

Opzionalmente, i contatti con le vie conduttive 508, 510 e con le vie conduttive elettricamente accoppiate alla metallizzazione di drain 530 avvengono tramite opportune piazzole (?pads?), indicate in figura 4A con i numeri di riferimento: 540S1 quando riferita al source SS1 dello switch di controllo S1 (in questo caso, utilizzata per fornire una tensione di riferimento al source SS1, quale la tensione del nodo di riferimento GND); 540G1 quando riferita al gate (qui non mostrato per semplicit?) dello switch di controllo S1; 540D quando riferita ai drain DS1 e DS2_j dello switch di controllo S1 e dei primi switch S2_j; 540S2_j quando riferite al source SS2_j dei primi switch S2_j (in questo caso, utilizzate per fornire la tensione di riferimento ai source SS2_j); e 540G2_j quando riferite al gate (qui non mostrato per semplicit?) dei primi switch S2_j.

Inoltre, opzionalmente, i source SS2_j (e opzionalmente anche il source SS1) sono posti in corrispondenza di una superficie laterale 504c del secondo corpo semiconduttore 504, che unisce fra loro la prima e la seconda superficie 504a e 504b del secondo corpo semiconduttore 504 e che ? sovrapposta alla superficie laterale 500c del corpo solido 500. Ad esempio, sono affacciati alla prima superficie 504a del secondo corpo semiconduttore 504, in corrispondenza di un bordo di quest?ultima che si estende fra la prima superficie 504a e la superficie laterale 500c del secondo corpo semiconduttore 504.

La figura 4B mostra, nel piano XY, un differente layout del secondo corpo semiconduttore 504, secondo una differente forma di realizzazione.

Tale layout ? analogo a quello mostrato nella figura 4A. Tuttavia, nella figura 4B i source SS2_j dei primi switch S2_j (in dettaglio, i baricentri 520_j) sono allineati fra loro lungo una terza direzione di allineamento 540 parallela all?asse X, e i drain DS2_j dei primi switch S2_j (in dettaglio, i baricentri 522_j) sono allineati fra loro lungo una quarta direzione di allineamento 542 parallela all?asse X. Inoltre, il source SS1 e il drain DS1 dello switch di controllo S1 sono reciprocamente allineati lungo una rispettiva direzione (non mostrata) perpendicolare alle direzioni di allineamento 540 e 542, e dunque parallela all?asse Y. In altre parole, i primi switch SS2_j sono, solidalmente fra loro, ruotati di 90? in senso antiorario attorno all?asse Z rispetto alla loro posizione in figura 4A, e lo switch di controllo S1 ? ruotato di 90? in senso antiorario attorno all?asse Z rispetto alla sua posizione in figura 4A.

Opzionalmente, nella figura 4B lo switch di controllo S1 e i primi switch S2_j presentano i rispettivi drain DS1 e DS2_j affacciati fra loro, cos? da semplificare l?accoppiamento elettrico reciproco di questi ultimi tramite la metallizzazione di drain 530.

La figura 4C mostra, nel piano XY, un differente layout del secondo corpo semiconduttore 504, secondo una ulteriore forma di realizzazione.

Tale layout ? analogo a quello mostrato nella figura 4B. Tuttavia, nella figura 4C il drain DS1 dello switch di controllo S1 circonda lateralmente il source SS1 dello switch di controllo S1. Ad esempio, considerando una forma sostanzialmente rettangolare del source SS1 dello switch di controllo S1, il drain DS1 dello switch di controllo S1 ? affacciato a tre lati SS1a, SS1b, SS1c del source SS1 (opzionalmente, anche ad almeno una parte del quarto lato SS1d).

Opzionalmente, una porzione della prima metallizzazione di source 532 ? sovrapposta, lungo l?asse Z, ai primi switch S2_j, senza esser in contatto elettrico diretto con questi ultimi. In particolare, tale porzione della prima metallizzazione di source 532 si estende parallelamente alla prima direzione di allineamento 520 ed ? accoppiabile elettricamente, ad esempio tramite saldatura, ai catodi LDc_j dei diodi laser LD_j. In maggior dettaglio, tale porzione della prima metallizzazione di source 532 si estende in corrispondenza di rispettive porzioni dei primi switch S2_j che sono comprese fra i rispettivi drain DS2_j e i rispettivi source SS2_j. In questo modo, ? possibile accoppiare fisicamente ed elettricamente i diodi laser LD_j solamente al secondo corpo semiconduttore 504, e non anche al corpo solido 500. Infatti, gli anodi LDa_j dei diodi laser LD_j possono essere saldati direttamente alle rispettive seconde metallizzazioni di source 534_j, e i catodi LDc_j dei diodi laser LD_j possono essere saldati a tale porzione della prima metallizzazione di source 532: ci? riduce ulteriormente i percorsi di corrente e quindi le induttanze parassite.

La figura 4D mostra, nel piano XY, un differente layout del secondo corpo semiconduttore 504, secondo una ulteriore forma di realizzazione.

Tale layout ? analogo a quello mostrato nella figura 4A. Tuttavia, nella forma di realizzazione di figura 4D alcuni (oppure anche tutti) source SS2_j dei secondi switch S2_j sono lateralmente sfasati rispetto ai diodi laser LD_j. In altre parole, almeno uno dei source SS2_j dei secondi switch S2_j non ? verticalmente sovrapposto (lungo l?asse Z) al rispettivo diodo laser LD_j a cui ? accoppiato elettricamente.

Ci? avviene perch?, al fine di poter generare correnti di source maggiori, i secondi switch S2_j di figura 4A sono progettati in modo da presentare dimensioni maggiori (in dettaglio, maggiori aree di estensione nel piano XY) rispetto a quanto mostrato nelle figure 4A-4C. In altre parole, la distanza relativa massima d1 fra i baricentri 520_j dei source SS2_j di primi switch S2_j vicini fra loro ? maggiore in figura 4D rispetto a quella mostrata nelle figure 3-4C.

Tuttavia, la distanza relativa massima d2 fra i baricentri 550 degli anodi LDa_j dei diodi laser LD_j vicini fra loro presenta un valore fisso e costante, in quanto ? generalmente stabilita dai fornitori delle schiere di diodi laser LD_j, e non ? adattabile a piacere dall?utente/cliente finale che accoppia i laser LD_j al dispositivo elettronico 1000.

Conseguentemente, in figura 4D la distanza relativa massima d1 fra i baricentri 520_j dei source SS2_j ? maggiore della distanza relativa massima d2 fra i baricentri 550 degli anodi LDa_j dei diodi laser LD_j, e ci? fa s? che almeno alcuni dei source SS2_j dei secondi switch S2_j siano lateralmente sfasati rispetto ai diodi laser LD_j. Ad esempio, ci? avviene quando la corrente di source generata da ciascuno dei primi switch S2_j deve esser maggiore di circa 10 A.

Nella figura 4D, le seconde metallizzazioni di source 534_j possono estendersi, parzialmente, anche sopra a source SS2_j di primi switch S2_j a cui esse non sono direttamente collegate elettricamente. In altre parole, oltre ad esser verticalmente sovrapposte (lungo l?asse Z) ai source SS2_j dei rispettivi primi switch S2_j a cui esse sono collegate elettricamente, alcune delle seconde metallizzazioni di source 534_j possono anche esser verticalmente sovrapposte (lungo l?asse Z), in parte, a source SS2_j di primi switch S2_j a cui esse non sono collegate elettricamente (es., sono galvanicamente isolate da essi tramite uno strato di ossido). In questo modo ? possibile contattare elettricamente ciascuno dei source SS2_j dei primi switch S2_j con gli anodi LDa_j dei rispettivi diodi laser LD_j, nonostante d1>d2.

A differenza di quanto mostrato nella figura 4A, nella figura 4D il source SS1 e il drain DS1 dello switch di controllo S1 sono reciprocamente allineati lungo una rispettiva direzione (non mostrata) parallela all?asse Y. In altre parole, lo switch di controllo S1 ? ruotato di 90? in senso antiorario attorno all?asse Z rispetto alla sua posizione in figura 4A.

Inoltre, opzionalmente uno dei primi switch S2_j pu? esser disposto, lateralmente allo switch di controllo S1, in maniera analoga a quanto descritto per lo switch di controllo S1 (e dunque esser ruotato di 90? in senso orario attorno all?asse Z rispetto alla posizione degli altri primi switch S2_j).

Opzionalmente, analogamente a quanto precedentemente discusso con riferimento alla figura 4C, una porzione della prima metallizzazione di source 532 ? sovrapposta, lungo l?asse Z, ai primi switch S2_j per permettere il collegamento elettrico dei catodi LDc_j dei diodi laser LD_j a tale porzione della prima metallizzazione di source 532.

La figura 5 ? un esempio del possibile uso del modulo di illuminazione laser 100 (pi? in dettaglio, del dispositivo elettronico 1000) in applicazione LIDAR. In particolare, la figura 5 mostra un veicolo V (es., un?automobile) comprendente l?apparecchiatura LIDAR 1.

L?apparecchiatura LIDAR 1 definisce un percorso dell?emettitore EP e un percorso del ricevitore RP.

Il percorso dell?emettitore EP comprende: il modulo di illuminazione laser 100 comprendente, a sua volta, i diodi laser (qui indicati con LD) e il dispositivo elettronico 1000 che opera come sistema di pilotaggio dei diodi laser LD, come discusso in precedenza; e un modulo a specchio LIDAR 1002 (un modulo a specchio MEMS, per esempio) che riceve segnali di attuazione A da, e che fornisce segnali di rilevamento (?sensing?) S a, un dispositivo di pilotaggio a specchio (?mirror driver?) (un ASIC, per esempio) 1003, per esempio con la capacit? di illuminare un ambiente circostante con un fascio laser verticale e di effettuare in senso orizzontale una scansione come desiderabile al fine di rilevare, in modo affidabile, un pedone entro una distanza di qualche metro.

Il percorso del ricevitore RP comprende: un modulo fotodiodo 1004 sensibile al segnale riflesso prodotto come risultato di una riflessione della radiazione emessa dal percorso di emettitore EP su oggetti illuminati da tale radiazione; e una circuiteria ricevitrice 1005 accoppiata al modulo fotodiodo 1004.

Il riferimento 1006 nella figura 5 indica un controllore (un?architettura di microcontrollore multi-core, per esempio, comprendente eventualmente FPGA/acceleratori hardware LIDAR dedicati 1006A) configurato per: emettere segnali di innesco e di impostazione della potenza del laser TPS al dispositivo elettronico 1000 per l?illuminazione laser; scambiare informazioni di pilotaggio DI con il dispositivo di pilotaggio 1003 del modulo a specchi LIDAR 1002; e ricevere dati non elaborati (?raw?) RD dalla, e inviare informazioni di innesco e di impostazione di guadagno TGS alla, circuiteria ricevitrice 1005 accoppiata al modulo fotodiodo 1004.

Si nota che, ad eccezione del modulo di illuminazione laser 100 e pi? in particolare del dispositivo elettronico 1000, l?architettura illustrata nella figura 5 ? convenzionale nello stato della tecnica, il che rende superfluo fornirne una descrizione di maggior dettaglio. Questo si applica, per esempio, con riferimento al coordinamento del funzionamento dell?apparecchiatura LIDAR 1 con il funzionamento dei veicolo V (per esempio, in vista dei dati di configurazione ricevuti nel controllore 1006 e di informazioni cloud di punti di stato come emesse dal controllore 1006).

Da un esame delle caratteristiche del trovato realizzato secondo la presente invenzione sono evidenti i vantaggi che esso consente di ottenere.

In particolare, il dispositivo elettronico 1000 permette una commutazione veloce dei diodi laser LD_j, con tempi di salita e di discesa dei rispettivi segnali di controllo nell?ordine dei 100 ps. Di conseguenza, il modulo di illuminazione laser 100 permette una generazione controllata degli impulsi nel range di 1 ns con ampiezze della corrente nel range delle decine di ampere, nonch? un controllo facilitato dell?ampiezza della corrente a impulsi. Inoltre, l?utilizzo di una configurazione a catodo comune dei diodi laser LD_j multicanale impedisce l?attivazione spuria dei diodi laser LD_j inattivi.

Inoltre, le induttanze parassite (in particolare, la ?stray inductance?) nel dispositivo elettronico 100 sono ridotte grazie alla disposizione relativa fra i primi switch S2_j e i diodi laser LD_j. In particolare, la disposizione in figura 3 del primo e del secondo corpo semiconduttore 500, 504 riduce al minimo il percorso della corrente uscente dal rispettivo primo switch S2_j e che polarizza il diodo laser LD_j da attivare, e ci? riduce la relativa induttanza parassita percepita. In maggior dettaglio, le induttanze parassite sono ridotte (al di sotto di 0,1 nH, per esempio) grazie alla presenza di un singolo switch comune, come lo switch di controllo S1, e di interconnessioni molto brevi ai diodi laser LD_j. Al contrario, i circuiti convenzionali comprendono un condensatore aggiuntivo (condensatore di immagazzinamento) nell?anello di commutazione, e le relative interconnessioni possono presentare induttanze parassite che superano 1 nH come risultato della lunghezza di connessione relativa anche a detto condensatore. Infatti, mentre nei circuiti tradizionali la polarizzazione dei diodi laser avviene tramite scarica del condensatore di immagazzinamento, e dunque la corrente pu? dipendere da vari parametri (valori di capacit?, impedenza del condensatore di immagazzinamento pi? il diodo laser pi? le interconnessioni) che sono difficilmente controllabili, nel modulo di illuminazione laser 100 i diodi laser LD_j sono pilotati da un generatore di corrente usando l?energia induttiva immagazzinata nel tank risonante LC.

Inoltre, la disposizione in figura 3 del primo e del secondo corpo semiconduttore 500, 504 permette un passaggio di corrente pi? elevato dai primi switch S2_j ai diodi laser LD_j.

Gli switch, quali lo switch di controllo S1 e i primi switch S2_j, possono essere implementati da transistori GaN a drain comune monolitico, facilitandone l?integrazione. I secondi switch S3_j possono essere invece integrati in una tecnologia IC standard, in quanto sono dispositivi di bassa potenza che servono a contrastare l?attivazione spuria dei diodi laser LD_j (nella misura in cui le correnti spurie vengono limitate in ampiezza e durata) e a generare una opportuna differenza di potenziale (es., compresa fra circa 5 V e circa 6 V) fra il gate e il source SS2_j del rispettivo primo switch S2_j quando quest?ultimo deve esser attivato per consentire l?emissione di radiazione dal rispettivo diodo laser LD_j.

Inoltre, la tensione sullo switch di controllo S1 ? limitata alla caduta massima di tensione sui diodi laser LD_j, e ci? contribuisce a ridurre il ritardo di commutazione dovuto alla carica della capacit? parassita dello switch di controllo S1.

Il dispositivo elettronico 1000 pu? esser realizzato utilizzando le tecnologie di ?Wafer Level Chip Scale Package? (WLCSP), minimizzando cos? le induttanze parassite e le dimensioni complessive, ed ottimizzando le prestazioni termiche, l?affidabilit? e i costi complessivi.

Per applicazioni LIDAR a lungo raggio, l?utilizzo di diodi laser LD_j di tipo edge-emitting (EEL) ? ottimale, grazie alla loro elevata efficienza elettro-ottica, alle loro dimensioni e costi ridotti e alla capacit? di produrre livelli di potenza ottica di picco di uscita di centinaia di watt. Il fatto che la luce viene emessa lateralmente (cio? dalla parete laterale del diodo laser LD_j) semplifica la scelta di posizionamento del diodo laser LD_j nel corpo solido 500 e garantisce una migliore interfaccia con eventuali lenti ottiche di collimazione della radiazione emessa. Inoltre, gli EEL presentano, a lunghezze d'onda di lavoro pari a circa 905 nm, stabilit? pari o superiore a quella dei VCSEL (?Vertical Cavity Surface Emitting Lasers?) a temperature di esercizio che arrivano fino a circa 125? C e che sono tipiche delle applicazioni automobilistiche, garantendo cos? una maggiore potenza ottica d?uscita (?optical output power?) relativamente a questi ultimi.

Risulta infine chiaro che al trovato qui descritto ed illustrato possono essere apportate modifiche e varianti senza per questo uscire dall?ambito protettivo della presente invenzione, come definito nelle rivendicazioni allegate.

In particolare, pu? esser presente un solo diodo laser LD_1, e dunque un solo semi-ponte S2_1, S3_1.

Inoltre, secondo una differente forma di realizzazione il corpo solido 500 ? formato da una PCB (?printed circuit board?) comprendente una o pi? piste conduttive (es., di metallo quale rame) estendentisi sulla prima superficie 500a. In questo caso, i diodi laser LD_j, quando accoppiati al corpo solido 500, si estendono sulla prima superficie 500a e sono in contatto elettrico con una di tali piste conduttive, la quale contatta elettricamente anche le seconde vie conduttive 510 e opera come nodo di riferimento GND. Inoltre, una ulteriore pista conduttiva fra tali piste conduttive contatta elettricamente la metallizzazione di drain 530 e opera come primo nodo o linea 12. Al corpo solido 500 sono anche accoppiati elettricamente (ad esempio, saldati sulla prima superficie 500a) la circuiteria di controllo 18, i secondi switch S3_j, il tank risonante LC e il regolatore 16.

Inoltre, secondo una diversa forma di realizzazione, i diodi laser LD_j vengono accoppiati solamente al secondo corpo semiconduttore 504 in corrispondenza della sua prima superficie 504a, e non sono interposti lungo l?asse Z fra il secondo corpo semiconduttore 504 e il corpo solido 500 (che viene quindi utilizzato solo per permettere la connessione elettrica del secondo corpo semiconduttore 504 con altri circuiti, quali la circuiteria di controllo 18). In questo caso, i catodi LDc_j dei diodi laser LD_j vengono contattati elettricamente, ad esempio tramite tecniche di ?wire bonding?, alla piazzola 540D che ? connessa ai drain DS1 e DS2_j dello switch di controllo S1 e dei primi switch S2_j.

La porzione della prima metallizzazione di source 532 che ? sovrapposta, lungo l?asse Z, ai primi switch S2_j per permettere il collegamento elettrico dei catodi LDc_j dei diodi laser LD_j a tale porzione della prima metallizzazione di source 532 pu? esser utilizzata in qualunque forma di realizzazione precedentemente discussa.

Analogamente, l?utilizzo delle seconde metallizzazioni di source 534_j verticalmente sovrapposte (lungo l?asse Z), in parte, anche a source SS2_j di primi switch S2_j a cui esse non sono collegate elettricamente pu? esser esteso a ciascuno dei layout precedentemente descritti.

Claims (18)

RIVENDICAZIONI

1. Dispositivo elettronico (1000) accoppiabile ad una pluralit? di diodi laser (LD_j), il dispositivo elettronico (1000) comprendendo un corpo semiconduttore (504) avente una prima superficie (504a) e includente:

- uno switch di controllo (S1) avente un drain (DS1) accoppiato elettricamente ad una metallizzazione di drain (530) e avente un source (SS1) accoppiato elettricamente ad una prima metallizzazione di source (532) configurata per esser accoppiata elettricamente a catodi (LDc_j) dei diodi laser (LD_j);

- una rispettiva pluralit? di primi switch (S2_j), ciascun primo switch (S2_j) avendo un rispettivo drain (DS2_j) accoppiato elettricamente alla metallizzazione di drain (530) e avendo un rispettivo source (SS2_j) accoppiato elettricamente ad una rispettiva seconda metallizzazione di source (534_j) configurata per essere accoppiata ad un anodo (LDa_j) di un rispettivo diodo laser (LD_j) della pluralit? di diodi laser (LD_j),

in cui la metallizzazione di drain (530), la prima metallizzazione di source (532) e le seconde metallizzazioni di source (534_j) sono affacciate alla prima superficie (504a) del corpo semiconduttore (504), che ? anche configurata per esser affacciata ai diodi laser (LD_j), in cui le seconde metallizzazioni di source (534_j) sono allineate fra loro lungo una direzione di allineamento (520), sono sovrapposte, ortogonalmente alla direzione di allineamento (520), ai rispettivi source (SS2_j) dei primi switch (S2_j), e sono configurate per essere allineate, ortogonalmente alla direzione di allineamento (520), ai rispettivi diodi laser (LD_j), e

in cui almeno uno dei source (SS2_j) dei primi switch (S2_j) ? configurato per essere allineato, ortogonalmente alla direzione di allineamento (520), al rispettivo diodo laser (LD_j).

2. Dispositivo elettronico (1000) secondo la rivendicazione 1, comprendente inoltre un corpo solido (500) accoppiato fisicamente ed elettricamente al corpo semiconduttore (504) ed avente una rispettiva prima superficie (500a) affacciata alla prima superficie (504a) del corpo semiconduttore (504),

in cui un elemento di connessione elettrica (506) si estende in, o su, il corpo solido (500), ? accoppiato elettricamente alla prima metallizzazione di source (532), ? affacciato alle seconde metallizzazioni di source (534_j) ed ? configurato per esser accoppiato elettricamente ai catodi (LDc_j) dei diodi laser (LD_j).

3. Dispositivo elettronico (1000) secondo la rivendicazione 2, in cui il corpo solido (500) ? formato da un ulteriore corpo semiconduttore e presenta una cavit? (502) che si estende nel corpo solido (500) e che ? affacciata alle seconde metallizzazioni di source (534_j), la cavit? (502) essendo configurata per alloggiare i diodi laser (LD_j), e

in cui l?elemento di connessione elettrica (506) ? formato da uno strato conduttivo.

4. Dispositivo elettronico (1000) secondo la rivendicazione 3, in cui il corpo solido (500) presenta inoltre una seconda superficie (500b) e una superficie laterale (500c), la seconda superficie (500b) essendo opposta alla prima superficie (500a) del corpo solido (500) rispetto al corpo solido (500), e la superficie laterale (500c) unendo fra loro la seconda superficie (500b) e la prima superficie (500a) del corpo solido (500),

in cui la cavit? (502) ? ulteriormente affacciata alla superficie laterale (500c).

5. Dispositivo elettronico (1000) secondo la rivendicazione 2, in cui il corpo solido (500) ? formato da una PCB, e

in cui l?elemento di connessione elettrica (506) ? formato da una pista conduttiva sulla prima superficie (500a) del corpo solido (500).

6. Dispositivo elettronico (1000) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il source (SS2_j) di ciascun primo switch (S2_j) ? configurato per esser sovrapposto, ortogonalmente alla direzione di allineamento (520), all?anodo (LDa_j) del rispettivo diodo laser (LD_j) con cui ? in contatto elettrico.

7. Dispositivo elettronico (1000) secondo la rivendicazione 6, in cui un baricentro (520_j), misurato parallelamente alla prima superficie (504a) del corpo semiconduttore (504), del source (SS2_j) di ciascun primo switch (S2_j) ? configurato per esser sovrapposto, ortogonalmente alla prima superficie (504a) del corpo semiconduttore (504), ad un baricentro (550), misurato parallelamente alla prima superficie (500a) del corpo solido (500), dell?anodo (LDa_j) del rispettivo diodo laser (LD_j).

8. Dispositivo elettronico (1000) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui i primi switch (S2_j) sono disposti a schiera e i source (SS2_j) dei primi switch (S2_j) sono allineati fra loro lungo la direzione di allineamento (520).

9. Dispositivo elettronico (1000) secondo le rivendicazioni 7 e 8, in cui i baricentri (520_j) dei source (SS2_j) di primi switch (S2_j) immediatamente consecutivi fra loro in detta schiera presentano fra loro una distanza relativa massima (d1) minore di 500 ?m.

10. Dispositivo elettronico (1000) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui i source (SS2_j) dei primi switch (S2_j) sono fisicamente ed elettricamente accoppiabili ai rispettivi anodi (LDa_j) dei diodi laser (LD_j) tramite vie conduttive (508) estendentisi ortogonalmente alla prima superficie (504a) del corpo semiconduttore (504) e presentanti lunghezza massima, misurata ortogonalmente alla prima superficie (504a) del corpo semiconduttore (504), minore di 500 ?m.

11. Dispositivo elettronico (1000) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui lo switch di controllo (S1) e i primi switch (S2_j) sono dispositivi al GaN.

12. Dispositivo elettronico (1000) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui almeno una delle seconde metallizzazioni di source (534_j) ? ulteriormente sovrapposta, ortogonalmente alla direzione di allineamento (520), ad uno o pi? dei source (SS2_j) dei primi switch (S2_j) dai quali detta almeno una seconda metallizzazione di source (534_j) ? elettricamente disaccoppiata.

13. Dispositivo elettronico (1000) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui una porzione della prima metallizzazione di source (532) si estende parallelamente alla direzione di allineamento (520) ed ? configurata per esser accoppiata elettricamente, tramite saldatura, ai catodi (LDc_j) dei diodi laser (LD_j).

14. Modulo di pilotaggio laser comprendente:

- un dispositivo elettronico (1000) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-13, in cui la metallizzazione di drain (530) forma un primo nodo (12), la prima metallizzazione di source (532) forma un nodo di riferimento (GND) e ciascuna delle seconde metallizzazioni di source (534_j) forma un rispettivo nodo di pilotaggio (12j);

- un circuito risonante (LC) che comprende una connessione serie di un?induttanza (Lr) e di una capacit? (Cr) aventi un nodo intermedio (14) tra loro, il circuito risonante (LC) essendo accoppiato tra il primo nodo (12) e il nodo di riferimento (GND);

- una circuiteria di carica (16) accoppiata tra un nodo di alimentazione (VCC) e il nodo intermedio (14) nel circuito risonante (LC) per caricare la capacit? (Cr) nel circuito risonante (LC), e

- una circuiteria di pilotaggio (18, 182_j, 201, 202, 203) dello switch di controllo (S1) e dei primi switch (S2_j), la circuiteria di pilotaggio (18, 182_j, 201, 202, 203) essendo configurata per ripetere cicli di generazione degli impulsi comprendenti:

chiudere lo switch di controllo (S1), il circuito risonante (LC) essendo dunque abilitato a oscillare con una corrente crescente che scorre nell?induttanza (Lr) del circuito risonante (LC),

in risposta al fatto che la corrente che scorre nell?induttanza (Lr) del circuito risonante (LC) raggiunge un valore di soglia, aprire lo switch di controllo (S1) e, come risultato del fatto che uno dei primi switch (S2_j) ? chiuso per un rispettivo tempo di durata di impulso (Ton_S2_j), la corrente che scorre nell?induttanza (Lr) del circuito risonante (LC) ? commutata verso l?uno dei primi switch (S2_j) e il rispettivo nodo di pilotaggio (12j), e aprire l?uno dei primi switch (S2_j) allo scadere di detto rispettivo tempo di durata di impulso (Ton_S2_j).

15. Modulo di pilotaggio laser secondo la rivendicazione 14, in cui ciascun primo switch (S2_j) ha associato un rispettivo secondo switch (S3_j) accoppiato tra il rispettivo nodo di pilotaggio (12j) e il nodo di riferimento (GND), e

in cui la circuiteria di pilotaggio (18, 182_j, 201, 202, 203) ? configurata per chiudere selettivamente detto secondo switch (S3_j) per accoppiare il rispettivo nodo di pilotaggio (12j) al nodo di riferimento (GND).

16. Modulo di illuminazione laser (100) comprendente un modulo di pilotaggio laser, secondo la rivendicazione 14 o la rivendicazione 15, e detti diodi laser (LD_j).

17. Modulo di illuminazione laser (100) secondo la rivendicazione 16, in cui i diodi laser (LD_j) sono laser ad emissione laterale (?edge-emitting?).

18. Apparecchiatura LIDAR (1) comprendente un modulo di illuminazione laser (100) secondo la rivendicazione 16 o 17.