TW202023136A - 具有充電功能之多通道脈衝電流產生器 - Google Patents

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Abstract

一種用以驅動具有獨一的正端子和一個共享負端子之數個負載的多通道電流脈衝產生器。該脈衝產生器包含有一個脈衝控制電晶體以及，對於每個負載，一個負載電容器和一個充電控制電晶體。該脈衝控制電晶體允許或阻斷通過該等負載之電流脈衝，且具有一個連接至該共享負端子之汲極端子、一個連接於接地點之源極端子以及一個用以接收負載驅動器控制信號之閘極端子。該等負載電容器藉由通過對應的負載之電流脈衝來放電。該等充電控制電晶體允許或阻斷用於對應的負載電容器之充電電流。該脈衝控制電晶體優選地是一個增強模式GaN場效電晶體(FET)，且被選擇為能耐受通過要被同時驅動之一最大數目負載之電流脈衝。

Description

具有充電功能之多通道脈衝電流產生器
本發明一般地係有關於多通道電流脈衝產生器(multi-channel current pulse generator)，而且更特別是一種用於驅動具有一共用端子的負載之多通道電流脈衝產生器。
用於驅動具有一共用端子的負載之典型的多通道電流脈衝產生器係使用n型場效電晶體(n-type FET)來準確地控制導通和截止時間(turn-on and turn-off times)以及耐受高電流。該等n型FET通常被偏好，因為與電洞相比，電子通常具有更高的移動率(mobility)，以及當使用共同的優值(figures-of-merit)來予以測量時n型FET所形成之更佳的電氣性能。多通道電流脈衝產生器的某些實施態樣必須符合特定的大小和脈衝頻率限制。舉例來說，在一個光達(light detection and ranging, lidar)系統中，多個雷射二極體被整合在一個單一基體之上並且共享一個共用陰極，這允許該等雷射二極體在製造期間當中得以被更緊密地置放在一起並且被精確地對準、簡化諸如透鏡之光學組件的對準、以及減小整個系統尺寸。
共享一個共用陰極但具有個別的陽極，允許該等雷射二極體得以被個別地控制，使該光達系統一次能夠操作所有的雷射二極體[實現一個單一更強大的雷射]、個別地操作各個雷射二極體、或者操作一些而非全部的雷射二極體之一組合。但是，當該多通道電流脈衝產生器必須能夠個別地控制各個負載時，該等個別的n型FET必須與各該負載串聯置放，而浮閘驅動器必須被實現來驅動該等n型FET並且確保閘極電壓因應源極端子處之電壓增高而增高，俾以維持該等n型FET導通。
圖1舉例說明一個用於驅動具有一個共用端子之負載的傳統型多通道電流脈衝產生器之一示意圖。在圖1中，傳統型之多通道脈衝產生器100對於負載組190之中的各個負載195包括一個獨一的脈衝產生器120。該負載組190在接地110處共享一個共用端子。在這個示範例中，該負載組190包含4個負載195A-D，雖然任何適當數目的負載也可以使用。各個負載195被描繪為是一個雷射二極體，但是任何適當的負載也可以使用。脈衝產生器120A-D基本上是相同的，但為了圖解說明的方便，脈衝產生器120B-D係呈一簡化方塊圖形式來予以顯示。
用於負載195A的脈衝產生器120A包含一個可變位準偏移器125、一個電壓源130、一個閘極驅動器135、一個控制電晶體140、一個電阻器145以及一個電容器150。電阻器145用來將電容器150充電，該電容器150儲存能量，從該能量，用於負載195A的電流脈衝通過該控制電晶體140被汲取。可變位準偏移器125接收負載驅動器控制信號CTL 105並且增高電壓或適當地降低CTL 105的有效阻抗，將具有增高的電壓或電流之信號提供給閘極驅動器135。
閘極驅動器135根據來自可變位準偏移器125的信號而將一閘極驅動電壓提供給控制電晶體140的閘極端子。閘極驅動器135根據控制電晶體140之源極端子上的電壓來增高控制電晶體140之閘極端子上的電壓，在控制電晶體140的源極端子上的電壓即使因應通過負載195A的電流脈衝而增高之時，維持控制電晶體140導通。
圖2舉例說明另一個用於驅動具有一個共用端子之負載的傳統型多通道電流脈衝產生器之一示意圖。類似於圖1中所顯示的多通道脈衝產生器100，傳統型之多通道脈衝產生器200對於被顯示於負載組290之中的各個負載295包含一個獨一的脈衝產生器220，該負載組290在接地210處共享一個共用端子。用於負載295A的脈衝產生器220A被組配來根據一負載驅動器控制信號CTL 205而對一個自舉電容器(bootstrap capacitor) 255充電。
因應CTL 205指出沒有電流脈衝要被產生，脈衝控制電晶體250被截止，而電荷控制電晶體230被導通，它允許該自舉電容器255充電。因應CTL 205指出一個電流脈衝要被產生，脈衝控制電晶體250被導通，而電荷控制電晶體230被截止。自舉電容器255使閘極驅動器245能夠根據脈衝控制電晶體250之源極端子上的電壓來增高脈衝控制電晶體250之閘極端子上的電壓，在脈衝控制電晶體250的源極端子上的電壓即使因應通過負載295A的電流脈衝而增高之時，維持脈衝控制電晶體250導通。CTL 205由位準偏移器240提供給閘極驅動器245。
如圖1和圖2當中所顯示的傳統型多通道電流脈衝產生器所例示的，浮閘驅動器要比接地參考驅動器更加複雜、昂貴而且佔用更大面積。浮閘驅動器必須將控制信號與浮閘驅動信號隔離，或者實施某種位準偏移，諸如差分發訊，俾以確保在該負載被驅動之時，電壓的快速變化不會破壞該控制信號。浮閘驅動器也需要一個構件(means)來供應增高的電壓，諸如圖1中所示之附加的電壓源130或者圖2中所示之自舉電容器255，進一步增高該浮閘驅動器而且延伸來說是整個該多通道電流脈衝產生器之面積、複雜性和組件成本。
此外，如本文先前所討論的，多通道電流脈衝產生器的某些實施態樣，諸如在光達系統中，必須符合特定的大小和脈衝頻率限制。浮閘驅動器所需要之增加的面積，使得要為光達系統中的每個雷射二極體來將一個獨一的浮動雷射驅動器裝配至靠近雷射二極體的陣列是困難的。移動該等雷射驅動器進一步遠離該雷射陣列，則增高了電感並且降低了雷射驅動器性能，例如增加導通時間、限制一電流脈衝可以有多短、增加電力消耗、增高所需要的供應電壓等等。
本發明解決上面所討論的多通道電流脈衝產生器中的浮閘驅動器之缺點，藉由提供一具有一個單一接地參考脈衝控制電晶體之電路來達成。更特別地，如本文所描述的，本發明包含有一個單一脈衝控制電晶體以及，對於每個通道，一個負載電容器和一個充電控制電晶體。每個負載電容器由一個充電電路予以充電，並且藉由提供一個電流脈衝通過對應的負載而被放電。每個充電控制電晶體根據一充電控制信號來允許或阻斷一用於該負載電容器之充電電流。該脈衝控制電晶體優選地包含一個氮化鎵(GaN)場效電晶體(FET)，而且被選擇成能耐受通過要被同時驅動之最大數目M個負載之電流脈衝。
在一個第一具體例中，本發明對於每個通道包含一個獨一的充電電路，該充電電路對於對應的負載電容器產生充電電流。該等充電控制電晶體以及該脈衝控制電晶體包含GaN FET，而它們的源極端子連接到接地點。充電控制電晶體被選擇為能耐受一通過對應的負載之電流脈衝。
在要被同時驅動的負載之最大數目M低於通道的總數目之一個進一步具體例中，本發明包含M個充電電路，它們產生M個充電電流。該等充電控制電晶體引導該M個充電電流至適當的負載電容器，並且被選擇來耐受該充電電流而非一通過對應負載之電流脈衝。
本文所描述之上述以及其他較佳特點，包含一些元件的實施態樣以及組合之各種不同的新穎細節，將參照隨附的圖式來予以更特別地描述並予以指明於申請專利範圍中。應予以瞭解的是：特定的方法和裝置僅是作為例證而被顯示，而不是作為申請專利範圍的限制。如將為熟於此技者所瞭解的，本文的教示之原則與特點可以在不逸脫出申請專利範圍的範圍之前提下被採用於各種不同且眾多的具體例中。
在下面的詳細說明中，某些具體例被拿來參考。這些具體例係以足夠使熟於此技者來實施它們的細節來予以描述。要予以瞭解的是：其他具體例可以被採用，以及可以施以各種不同的結構、邏輯和電氣改變。下面的詳細說明中所揭示的特點之組合，最廣義而言，對於要實施此等教示內容，可能不是必需的，而相反地，僅是被教示來描述本案教示內容之特別的代表性示範例而已。
圖3舉例說明一個根據本發明之一示範性第一具體例的多通道電流脈衝產生器300，併入有一個單一脈衝控制FET 385和電阻充電電路系統。脈衝產生器300供應電流脈衝給負載組390，它在這個示範例中包含了負載395A-D。如圖1-2中，負載395A-D被描繪為雷射二極體，但任何適當的負載都可被驅動。脈衝產生器300包含一個脈衝控制電晶體385，連接至該負載組390的共用端子與接地310，並且被組配來接收一負載驅動器控制信號CTL 305，該信號指出該負載組390之中的任何負載395是否要被驅動。因應CTL 305指出該負載組390之中沒有一個負載395要被驅動，脈衝控制電晶體385截止並且當作一個開斷開關，防止電流的流動通過該負載組390。
當沒有電流流動通過負載組390之時，充電控制電晶體組320導致電阻充電電路350將電容器組340充電。電阻充電電路350、電容器組340以及充電控制電晶體組320對於該負載組390之中的每個負載395，各自地包含一個獨一的電阻器355、一個獨一的電容器345以及一個獨一的充電控制電晶體325。每個電阻器355可具有一不同的電阻值(resistance value)俾為對應的電容器345設定一獨一的充電電流。不同的電阻值與不同的充電電流在對應的電容器345上儲存不同數量的能量，這使得從不同的電容器345所汲取的電流脈衝之量值也不同，而且它相較於所含有的全部電阻器具有一相同電阻值之一個電阻充電電路，允許對電流脈衝的量值作更精密的控制。
每個充電控制電晶體325接收一個獨一的充電控制信號 CTL 330，該信號指出在為要在下一個脈衝中被驅動之對應的負載395做準備之時對應的電容器345是否應被充電。舉例來說，如果CTL 330A指出雷射二極體395A應該在下一個脈衝中發射光，充電控制電晶體325A即導通並且當作一個閉合開關，導致電流通過電阻器355A來對電容器345A充電。在相同的時間下，如果CTL 330B指出雷射二極體395B不應在下一個脈衝中發射光，充電控制電晶體325B被截止並且當作一個開斷開關，防止通過電阻器355B的電流來對電容器345B充電。
因應CTL 305指出至少雷射二極體395A將要被驅動並且發射光，脈衝控制電晶體385當作一個閉合開關，導致一脈衝電流從儲存於電容器345A上的能量被汲取出並且流動通過雷射二極體395A和脈衝控制電晶體385。因為電容器345B沒有被充電，無脈衝電流從它被汲取出來通過雷射二極體395B。因此，儘管脈衝產生器300只有包含一個單一脈衝控制電晶體385，在該負載組390之中的每個負載395可被獨立地控制。充電控制電晶體325A-D和脈衝控制電晶體385優選地係為增強模式GaN場效電晶體半導體元件，它們與其各自的閘極驅動器(圖上未示出)被單石積體化(monolithically integrated)於一個單一半導體晶粒上。充電控制電晶體325A-D以及脈衝控制電晶體385有接地參考，消除了對浮閘驅動器的需求，而且與圖1和2中所顯示的脈衝產生器100和200相比較，這降低了脈衝產生器300的複雜性、面積和價格。
脈衝控制電晶體385的尺寸被選擇為能耐受預期要被同時地驅動之最大數目的通道之合併的電流脈衝。舉例來說，在所有的雷射二極體395A-D要在相同時間被起動的一個實施態樣中，脈衝控制電晶體385必須耐受一個單一電流脈衝之電流的4倍電流。在只有雷射二極體395A-D之中的兩個要在任何給定時間被起動的一個實施態樣中，脈衝控制電晶體385必須耐受一個單一電流脈衝之電流僅僅兩倍的電流。每個充電控制電晶體325必須耐受來自於它的對應的負載395之僅僅一個單一電流脈衝之電流。充電控制電晶體325A-D的尺寸因此可以被選擇，或者該等充電控制電晶體325A-D之中的每一者可以與一個單獨的大型二極體並行放置，而允許該等充電控制電晶體325A-D能更小。
脈衝控制電晶體385的導通和截止時間要比充電控制電晶體325A-D的導通和截止速度更為重要，因為相較於該等充電控制電晶體325A-D導致該電容器組340被充電之期間的更長充電週期，脈衝控制電晶體385係在一非常短的時間週期內控制通過該負載組390的電流脈衝之持續期間和形狀。
圖4舉例說明一個根據圖3中所顯示的本發明之第一具體例但是具有一個不同型式之快速充電電路系統的多通道電流脈衝產生器400。類似於圖3中所顯示的脈衝產生器300，脈衝產生器400包含一充電控制電晶體組420以及一電容器組460，它們對於負載組490之中的每個負載495各自地包含一個獨一的充電控制電晶體425以及一個獨一的電容器465。該等負載495共享一個連接至脈衝控制電晶體485的共用端子。然而相對於脈衝產生器300，脈衝產生器400亦包含一電感器組440以及一二極體組450，它們對於每個負載495也各自地包含一個獨一的電感器445以及一個獨一的二極體455。
該充電控制電晶體組420、該電感器組440以及該電容器組460實現一快速充電電路，其中在對應的充電控制電晶體425被導通之時儲存在一電感器445中的能量，因應充電控制電晶體425被截止，而被轉移至對應的電容器465。每個電感器445可具有一不同的電感值，俾設定儲存於該電感器445以及延伸來說該對應的電容器465中之一獨一數量的能量。二極體組450連接於在一側的該電感器組440與該充電控制電晶體組420、以及在另一側的該電容器組460與該負載組490之間，而使得該電容器組460之中的一個電容器465，於對應的充電控制電晶體425被導通並且當作一個閉合開關時，不會被完全地放電。
類似於圖3的電路之操作，因應負載驅動器控制信號CTL 405指出至少一個負載495將要被驅動，脈衝控制電晶體485作動成為一個閉合開關，導致一脈衝電流從儲存於對應的電容器465A上的能量被汲取出並且流經負載495A和脈衝控制電晶體485。
圖5舉例說明一個根據圖3與4中所顯示的本發明之第一具體例但是併入有另外一種型式之快速充電電路系統的多通道電流脈衝產生器500。類似於圖4中所顯示的脈衝產生器400，脈衝產生器500包含一充電控制電晶體組520、一電感器組540、一二極體組550以及一電容器組560，它們對於負載組590之中的每個負載595各自地包含一個獨一的充電控制電晶體525、一個獨一的電感器545、一個獨一的二極體555以及一個獨一的電容器565。該等負載595共享一個連接至脈衝控制電晶體585的共用端子。類似於脈衝產生器400，該充電控制電晶體組520、該電感器組540以及該電容器組560實現一快速充電電路。
在圖5的充電電路中，該二極體組550連接於在一側的該電感器組540、以及在另一側的該充電控制電晶體組520、該電容器組560與該負載組590之間，使得該電容器組560之中的一個電容器565在對應的充電控制電晶體525被導通並且當作一個閉合開關時被放電，而確保該電容器組560之中的每個電容器565係從一相同的初始狀況被充電。
讓能量儲存在一電容器中之任何合適的接地參考充電電路系統，可以被用來代替脈衝產生器300之中的電阻充電電路系統、脈衝產生器400之中的快速充電電路系統或脈衝產生器500之中的快速充電電路系統。同樣地，任何數目的通道可以被實施於根據本發明之第一具體例的多通道脈衝產生器之內，其可用來驅動具有一共享的低電位端子之任何種類的多通道負載。
根據本發明之第一具體例的多通道脈衝產生器能夠個別地控制用於每個通道的脈衝能量。充電控制電晶體、脈衝控制電晶體、用於充電控制電晶體與脈衝控制電晶體的閘極驅動器、以及其他的充電電路系統組件，可被單石積體化於一個單一半導體晶粒上。在要被同時地放電的通道之最大數目M係少於多通道脈衝產生器中的通道之總數目的實施態樣之中，脈衝控制電晶體的尺寸可以被選擇為能耐受一個單一電流脈衝僅僅M倍的電流，而非所有的電流脈衝之總電流，而且半導體晶粒被電晶體佔據的總面積可以減少。
根據本發明之第一具體例的多通道脈衝產生器對於每個通道包含一個獨一的充電電路。但是，當要被同時地放電的通道之最大數目M係少於通道之總數目時，藉由併入有充電引導電路以從該M個充電電路來引導M個充電電流對合適的電容器充電，該多通道脈衝產生器的面積和成本可以被進一步地減低。該M個充電電路會被再利用，並且對與多通道有關聯的負載電容器充電，而非對僅僅一個單一負載電容器充電。
圖6舉例說明一個根據本發明之一示範性第二具體例的電流脈衝產生器600，併入有一個充電引導電路630。為方便於舉例說明，脈衝產生器600驅動一個單一負載695並且包含一個單一充電引導電路630。一個能夠驅動多個通道並且包含多個充電引導電路的多通道脈衝產生器，會參照圖7進一步在本文中描述。
脈衝產生器600包含一個充電電路620、充電引導電路630以及脈衝控制電晶體685。充電電路620可為任何適當的充電電路，諸如脈衝產生器300之中的電阻充電電路或脈衝產生器400和500之中的快速充電電路。充電引導電路630包含一個邏輯控制器與位準偏移器635、一個二極體640、一個閘極驅動器645、一個自舉控制電晶體650、一個自舉電容器655、一個充電控制電晶體660以及一個負載電容器665。在某些具體例中，充電控制電晶體660是一個p型電晶體，在那樣的情況下，自舉電容器655和自舉控制電晶體650可以省略。該邏輯控制器與位準偏移器635接收指出負載695是否要在下一個脈衝中被驅動的控制信號605，並且輸出一個指出負載電容器665是否要充電的控制信號，而使得負載695可以在下一個脈衝中被驅動。閘極驅動器645和自舉控制電晶體650接收來自該邏輯控制器與位準偏移器635的控制信號。
因應來自該邏輯控制器與位準偏移器635之指出該負載電容器665不需要充電的控制信號，閘極驅動器645導致該充電控制電晶體660截止並且當作一個開斷開關，這使負載電容器665與充電電流ICHG 625斷開。自舉控制電晶體650導通並且當作一個閉合開關，這導致自舉電容器655通過二極體640而從供應電壓源615來充電。因應來自該邏輯控制器與位準偏移器635之指出該負載電容器665需要充電的控制信號，自舉控制電晶體650截止並且當作一個開斷開關，這停止自舉電容器655充電。充電控制電晶體660導通並且當作一個閉合開關，這導致充電電流ICHG 625流經充電控制電晶體660來對負載電容器665充電。
當負載電容器665被充電至適當的電壓，充電控制電晶體660可以被截止。該自舉控制電晶體650也維持截止，而負載電容器665保持它的電荷直到負載驅動器控制信號CTL 605指出負載695將要被驅動以及一電流脈衝從儲存的能量被汲取為止。在某些具體例中，該充電電路620可以在負載電容器665被充電至適當的電壓之時被截止，俾減低電力消耗。在充電電路620包含有一個電阻充電電路的具體例中，充電控制電晶體660可以被維持導通，而來自供應電壓源615的供應電壓Vsupply 決定跨於負載電容器665上的電壓。
圖7舉例說明一個根據本發明之第二具體例的多通道電流脈衝產生器700，併入有一個單一脈衝控制FET 785、一個單一充電電路720以及兩個充電引導電路730A和730B。每次只有負載795A-B之中的一個被驅動，因此該單一充電電路720交替地對用於負載795A的負載電容器765A以及用於負載795B的負載電容器765B充電，藉由對這兩者重複利用相同的充電電路720，而非對每個通道包含一個獨一的充電電路，便節省了半導體晶粒上的空間。充電引導電路730A和730B與脈衝產生器600之中的充電引導電路630基本上是相同的，而且為方便舉例說明而被部分地顯示於圖7中。充電電路720可以是任何適當的充電電路，諸如脈衝產生器300之中的電阻充電電路或脈衝產生器400和500之中的快速充電電路。
因應指出負載795B而非負載795A將要在下一個脈衝中被驅動的負載驅動器控制信號CTL 705，充電控制電晶體760A截止並且當作一個開斷開關，而充電控制電晶體760B導通並且當作一個閉合開關。來自充電電路720的充電電流ICHG 725被充電控制電晶體760A之開斷開關防止對負載電容器765A充電，反而是通過充電控制電晶體760B來對負載電容器765B充電。因應指出負載795B而非負載795A將要被驅動(亦即脈衝產生器700應產生一個電流脈衝)的負載驅動器控制信號CTL 705，脈衝控制電晶體785導通並且當作一個閉合開關，嘗試從負載電容器765A-B這兩者來汲取一電流脈衝。
因為只有負載電容器765B被充電，只有一個電流脈衝從負載電容器765B被汲取來驅動負載795B。負載795A維持關閉。在一個光達系統中，舉例來說，未充電的負載電容器765A防止雷射二極體795A發射光，減低該光達系統的總光發射量和電力消耗，並且幫助該光達系統遵守對眼睛安全等等之類目的而制定的任何最大光發射量限制。
自舉控制電晶體750A-B和充電控制電晶體760A-B沒有位在較高的負載驅動電流脈衝之電流路徑上，並且被選擇為能耐受充電電流ICHG 725，相較於根據本發明之第一具體例的脈衝產生器節省了半導體晶粒上的空間。只有負載電容器765A-B、負載795A-B以及脈衝控制電晶體785會經受較高的負載驅動電流脈衝。脈衝控制電晶體785在任何給定的時間下經受M個負載驅動電流脈衝，非為通道的數目個負載驅動電流脈衝，且依此被尺寸化。
在要被同時驅動之通道最大數目M以及通道總數目的基礎上，任何數目的通道可以被併入以從一個單一充電電路來操作。舉例來說，一個多通道脈衝產生器能驅動總共8個負載，但每次只驅動兩個負載。該多通道脈衝產生器對於其中8個通道可以包含8個充電引導電路以及一個單一充電電路。該單一充電電路可以產生為用於一個單一負載電容器之一充電電流的量值兩倍的一個充電電流，該8個充電引導電路將之根據提供給該多通道脈衝產生器的一個外部控制信號予以引導至適當的負載電容器。或者，因應介於電流脈衝之間的時間週期足夠長而得以依序地而非同時地來將多個負載電容器充電，該單一充電電路可以產生與用於一個單一負載電容器之一充電電流相同量值的一個充電電流，該8個充電引導電路將之使用來依序地將多個適當的負載電容器充電。
上面的描述以及圖式僅被認為是達成本文所描述的特點和優點之特定具體例的例證。對於特定的程序條件(process conditions)，尚可施以多種修改和替代。因此，本發明的具體例不應視為是被上面的描述以及圖式所限制。
100、200:多通道脈衝產生器、脈衝產生器 CTL 105、CTL 205、CTL 305、CTL 405、CTL 605、CTL 705:負載驅動器控制信號 110、210、310:接地 120、120A-D、220、220A-D:脈衝產生器 125:可變位準偏移器 130:電壓源 135、245、645:閘極驅動器 140:控制電晶體 145、355、355A-D:電阻器 150、345、345A-D、465、465A-D、565、565A-D:電容器 190、290、390、490、590:負載組 195、195A-D、295、295A-D、395、495、495A-D、595、595A-D、695、795B:負載 230:電荷控制電晶體 240:位準偏移器 250、485、585、685:脈衝控制電晶體 255、655:自舉電容器 300、400、500、700:多通道電流脈衝產生器、脈衝產生器 320、420、520:充電控制電晶體組 325、325A-D、425、425A-D、525、525A-D、660、760A-B:充電控制電晶體 CTL 330、CTL 330A-D:充電控制信號 340、460、560:電容器組 350:電阻充電電路 385、785:脈衝控制FET、脈衝控制電晶體 395A-D、795A:負載、雷射二極體 440、540:電感器組 445、445A-D、545、545A-D:電感器 450、550:二極體組 455、455A-D、555、555A-D、640:二極體 600:電流脈衝產生器、脈衝產生器 605:控制信號 615:供應電壓源 620、720:充電電路 ICHG625、ICHG725:充電電流 630、730A、730B:充電引導電路 635:邏輯控制器與位準偏移器 650、750A、750B:自舉控制電晶體 665、765A、765B:負載電容器
本案揭露內容的特點、目的與優點，從下面闡述的詳細說明，當結合圖式審視時，將變得更加明顯，而圖式中的類似參考字符從頭至尾作對應的元件標示，以及其中：
圖1是一個傳統型多通道電流脈衝產生器之一示意圖。
圖2是另一個傳統型多通道電流脈衝產生器之一示意圖。
圖3例示一個根據本發明之一示範性第一具體例的多通道電流脈衝產生器，併入有一個單一脈衝控制FET以及電阻充電電路系統。
圖4例示一個根據本發明之第一具體例的多通道電流脈衝產生器，併入有一個單一脈衝控制FET以及一個第一類型的快速充電電路系統(boost charge circuitry)。
圖5例示一個根據本發明之第一具體例的多通道電流脈衝產生器，併入有一個單一脈衝控制FET以及一個第二類型的快速充電電路系統。
圖6例示一個根據本發明之一示範性第二具體例的電流脈衝產生器，併入有一個充電引導電路(charge steering circuit)。
圖7例示一個根據本發明之第二具體例的多通道電流脈衝產生器，併入有一個單一脈衝控制FET、一個單一充電電路以及多個充電引導電路。
300:多通道電流脈衝產生器、脈衝產生器
310:接地
320:充電控制電晶體組
325A-D:充電控制電晶體
340:電容器組
345A-D:電容器
350:電阻充電電路
355A-D:電阻器
385:脈衝控制FET、脈衝控制電晶體
390:負載組
395:負載
395A-D:負載、雷射二極體
CTL 305:負載驅動器控制信號
CTL 330A-D:充電控制信號

Claims (17)

  1. 一種多通道電流脈衝產生器，用以驅動具有獨一的正端子和一共享的負端子之數個負載，該多通道電流脈衝產生器包含： 一脈衝控制電晶體，用以根據一負載驅動器控制信號來允許或阻斷電流脈衝通過該數個負載，並且具有一連接至該共享的負端子之汲極端子、一連接於接地點之源極端子、以及一用以接收該負載驅動器控制信號之閘極端子；以及 用於該等數個負載中的每個負載之： 一負載電容器，組配成由一充電電路來予以充電並且藉由提供一電流脈衝給各別的負載而被放電；以及 一充電控制電晶體，用以根據一充電控制信號來允許或阻斷從該充電電路至該負載電容器之一充電電流。
  2. 如請求項1的多通道電流脈衝產生器，其中該脈衝控制電晶體包含有一個氮化鎵(GaN)場效電晶體(FET)。
  3. 如請求項2的多通道電流脈衝產生器，其中該脈衝控制電晶體包含有一個增強模式GaN FET。
  4. 如請求項1的多通道電流脈衝產生器，其中該充電電路包含有一個電阻充電電路。
  5. 如請求項1的多通道電流脈衝產生器，其中該充電電路包含一個快速充電電路，該快速充電電路包含有一個電感器以及一個二極體。
  6. 如請求項1的多通道電流脈衝產生器，其中對於該等數個負載中的每個負載，該多通道電流脈衝產生器包含有： 一個獨一的充電電路，用以產生該充電電流給各別的負載電容器。
  7. 如請求項6的多通道電流脈衝產生器，其中用於該等數個負載的該等獨一的充電電路組配成根據各別的負載來產生不同的充電電流。
  8. 如請求項1的多通道電流脈衝產生器，其中該等充電控制電晶體被選擇為能耐受通過對應的負載之一電流脈衝。
  9. 如請求項1的多通道電流脈衝產生器，其中該脈衝控制電晶體被選擇為能耐受通過該等數個負載之電流脈衝。
  10. 如請求項1的多通道電流脈衝產生器，其中該等充電控制電晶體包含有GaN FET。
  11. 如請求項10的多通道電流脈衝產生器，其中該等充電控制電晶體包含有增強模式GaN FET。
  12. 如請求項1的多通道電流脈衝產生器，其中要被同時地驅動的負載之一最大數目M係少於該等數個負載，以及其中該多通道電流脈衝產生器包含有用以產生M個充電電流之M個充電電路。
  13. 如請求項12的多通道電流脈衝產生器，其中該等M個充電電路之中的至少一者包含有一個電阻充電電路。
  14. 如請求項12的多通道電流脈衝產生器，其中該等M個充電電路之中的至少一者包含有一個快速充電電路。
  15. 如請求項12的多通道電流脈衝產生器，其中該脈衝控制電晶體被選擇為能耐受通過M個負載之M個電流脈衝。
  16. 如請求項12的多通道電流脈衝產生器，其中該等充電控制電晶體包含有GaN FET，以及其中對於該等數個負載中的每個負載，該多通道電流脈衝產生器包含有： 一自舉電容器，用以提供附加電壓給該充電控制電晶體的閘極端子；以及 一自舉控制電晶體，用以根據一自舉控制信號來允許或阻斷一用於該自舉電容器的自舉充電電流， 其中該自舉控制電晶體以及該充電控制電晶體未在相同的時間下導通。
  17. 如請求項16的多通道電流脈衝產生器，其中該等充電控制電晶體包含有增強模式GaN FET。
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