TW202243538A - 脈衝諧振雷射二極體陣列驅動器 - Google Patents

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史蒂芬 Ｅ 羅森保
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Abstract

一種脈衝雷射二極體陣列驅動器包括：一電感器，該電感器具有經組態以接收一源極電壓之一第一端子；一源極電容器，該源極電容器耦接在該電感器之該第一端子與接地之間；一旁路電容器，該旁路電容器連接在該電感器之一第二端子與接地之間；一旁路開關，該旁路開關連接在該電感器之該第二端子與接地之間；一雷射二極體陣列，該雷射二極體陣列具有一或多列雷射二極體；及一或多個雷射二極體開關，每一雷射二極體開關連接在該雷射二極體陣列之一相應列節點與接地之間。該等雷射二極體開關及該旁路開關經組態以控制通過該電感器之一電流以生成通過該雷射二極體陣列之每一列的相應高電流脈衝，該等高電流脈衝中之每一者對應於在該雷射二極體陣列之彼列處形成的一諧振波形之一峰值電流。

Description

脈衝諧振雷射二極體陣列驅動器
相關申請案
本申請案主張在2021年4月12日申請的美國臨時專利申請案第63/201,087號之優先權，該美國臨時專利申請案係以全文引用的方式併入本文中。
本發明係有關於脈衝諧振雷射二極體陣列驅動器。
諸如光達(Lidar)的基於雷射之測距系統經常使用脈衝雷射二極體驅動器電路以產生短的高電流脈衝，該電流脈衝通過雷射二極體以發射雷射光之對應脈衝。雷射光之反射脈衝將由光達系統接收且用於判定光達系統與反射點之間的距離。光達系統之空間解析度部分地由雷射光之脈衝的寬度判定。舉例而言，通常希望產生具有約5ns或更小之寬度的光之脈衝。然而，脈衝雷射二極體驅動器電路及雷射二極體之寄生電感通常必須要克服以達成所需的短脈衝寬度。舉例而言，許多雷射二極體具有可貢獻1nH電感之至少一條接合線，由此限制電流脈衝之迴轉率，除非存在極高的高電壓。因此，一些習知脈衝雷射二極體驅動器電路使用經常大於40V至100V之高源極電壓來達成所需的脈衝寬度。諸如GaN場效電晶體(FET)之開關裝置經常用於習知脈衝雷射二極體驅動器電路中，因此該等裝置能夠承受如此高的電壓。然而，使用GaN技術之脈衝雷射二極體驅動器電路可能更昂貴及/或可能更難以與基於矽之架構整合。
一些光達系統使用雷射二極體之陣列作為雷射光源。一些雷射二極體陣列包括多個邊緣發光雷射二極體(EEL)，而一些雷射二極體陣列包括多個垂直腔表面發射雷射(VCSEL)。不同於單邊緣發光雷射二極體，雷射二極體陣列含有組織成列及/或行的許多單獨雷射二極體，以減少對雷射二極體施加脈衝所需的連接之數目。舉例而言，配置為100列及100行之VCSEL陣列將含有10,000個雷射二極體。用於驅動此種VCSEL陣列之一典型方法涉及將VCSEL陣列之所有10,000個陽極連接至共陽極節點(例如，封裝插腳)且將每一列中之所有100個陰極連接至相應的陰極列節點(例如，相應的封裝插腳)以形成共陽極VCSEL陣列。在此實例中，將存在一個陽極節點及100個列陰極節點。用於驅動此種VCSEL陣列之另一典型方法涉及將VCSEL陣列之所有10,000個陰極連接至共陰極節點(例如，封裝插腳)且將每一列中之所有100個陽極連接至相應的陽極列節點(例如，相應的封裝插腳)以形成共陰極VCSEL陣列。在此實例中，將存在一個陰極節點及100個列陽極節點。
作為另一實例，配置成四列及四行之邊緣發光雷射二極體陣列將含有16個雷射二極體。用於驅動此種雷射二極體陣列之一典型方法涉及將雷射二極體陣列之所有16個陽極連接至共陽極節點(例如，封裝插腳)且將每一列中之所有四個陰極連接至相應的陰極列節點(例如，相應的封裝插腳)以形成共陽極雷射二極體陣列。在此實例中，將存在一個陽極節點及四個列陰極節點。用於驅動此種邊緣發光雷射二極體陣列之另一典型方法涉及將雷射二極體陣列之所有16個陰極連接至共陰極節點(例如，封裝插腳)且將每一列中之所有四個陽極連接至相應的陽極列節點(例如，相應的封裝插腳)以形成共陰極雷射二極體陣列。在此實例中，將存在一個陰極節點及四個列陽極節點。
在一些實施例中，一種脈衝雷射二極體陣列驅動器包括：一電感器，該電感器具有一第一端子及一第二端子，該第一端子經組態以接收一源極電壓；一源極電容器，該源極電容器具有直接電連接至該電感器之該第一端子以提供該源極電壓之一第一電容器端子及電耦接至接地之一第二電容器端子；一旁路電容器，該旁路電容器具有直接電連接至該電感器之該第二端子之一第一端子及直接電連接至接地之一第二端子；一旁路開關，該旁路開關具有直接電連接至該電感器之該第二端子之一第一節點及直接電連接至接地之一第二節點；一雷射二極體陣列，該雷射二極體陣列具有一或多個列，每一列包括兩個或更多個雷射二極體，每一相應雷射二極體之一第一節點共同連接至一單個共同節點，且該一或多個列中之每一列的每一相應雷射二極體之一第二節點共同連接至一相應列節點；及一或多個雷射二極體開關，每一雷射二極體開關具有直接電連接至一相應列節點之一相應第一節點及直接連接至接地之一相應第二節點。該一或多個雷射二極體開關及該旁路開關經組態以控制通過該電感器之一電流以生成通過該雷射二極體陣列之每一列的相應高電流脈衝，該等高電流脈衝中之每一者對應於在該雷射二極體陣列之彼列處形成的一諧振波形之一峰值電流。
在一些實施例中，一種脈衝雷射二極體陣列驅動器包括：一電感器，該電感器具有一第一端子及一第二端子，該第一端子經組態以接收一源極電壓；一源極電容器，該源極電容器具有直接電連接至該電感器之該第一端子以提供該源極電壓之一第一電容器端子及電耦接至接地之一第二電容器端子；一旁路電容器，該旁路電容器具有直接電連接至該電感器之該第二端子之一第一端子及直接電連接至接地之一第二端子；一旁路開關，該旁路開關具有直接電連接至該電感器之該第二端子之一第一節點及直接電連接至接地之一第二節點；一共陽極雷射二極體陣列，該共陽極雷射二極體陣列具有一或多個列，每一列包含兩個或更多個雷射二極體，所有該等雷射二極體之各自陽極共同連接至一單個共陽極節點，且該複數個列之每一列的該等雷射二極體中之每一者之各自陰極共同連接至一相應列陰極節點；及一或多個雷射二極體開關，每一雷射二極體開關具有直接電連接至一相應列陰極節點之一相應第一節點及直接連接至接地之一相應第二節點。該一或多個雷射二極體開關及該旁路開關經組態以控制通過該電感器之一電流以生成通過該共陽極雷射二極體陣列之每一列的相應高電流脈衝，該等高電流脈衝中之每一者對應於在該共陽極雷射二極體陣列之彼列處形成的一諧振波形之一峰值電流。
在一些實施例中，一種脈衝雷射二極體陣列驅動器包括：一電感器，該電感器具有一第一端子及一第二端子，該第一端子經組態以接收一源極電壓；一源極電容器，該源極電容器具有直接電連接至該電感器之該第一端子以提供該源極電壓之一第一電容器端子及電耦接至接地之一第二電容器端子；一旁路電容器，該旁路電容器具有直接電連接至該電感器之該第二端子之一第一端子及直接電連接至接地之一第二端子；一旁路開關，該旁路開關具有直接電連接至該電感器之該第二端子之一第一節點及直接電連接至接地之一第二節點；一共陰極雷射二極體陣列，該共陰極雷射二極體陣列具有一或多個列，每一列包括兩個或更多個雷射二極體，所有該等雷射二極體之各自陰極共同連接至一單個共陰極節點，且該一或多個列之每一列的該等雷射二極體中之每一者的各自陽極共同連接至一相應列陽極節點；及一或多個雷射二極體開關，每一雷射二極體開關具有直接電連接至一相應列陽極節點之一相應第一節點及直接連接至接地之一相應第二節點。該一或多個雷射二極體開關及該旁路開關經組態以控制通過該電感器之一電流以生成通過該共陰極雷射二極體陣列之每一列的相應高電流脈衝，該等高電流脈衝中之每一者對應於在該共陰極雷射二極體陣列之彼列處形成的一諧振波形之一峰值電流。
根據一些實施例，與依賴電路的固定且通常不可靠之寄生電容及電感的習知解決方法相比，本文中揭示的脈衝雷射二極體驅動器電路(「脈衝雷射二極體驅動器」)產生高電流(例如，40Amp)超短脈衝(例如，4ns)以使用可調諧振電路自雷射二極體發射雷射脈衝。可調諧振電路容易提供可調參數，該等參數控制脈衝雷射二極體驅動器之脈衝寬度、峰值電流、充電時間、恢復時間、延遲時間及其他可調參數。用於驅動本文中揭示的脈衝雷射二極體驅動器的開關順序之實例可操作以在雷射二極體之陽極處產生諧振波形，以生成通過雷射二極體之高電流脈衝，諧振波形之電壓位準有利地足以支撐高電流脈衝，而非超過產生高電流脈衝所需之電壓的電壓位準。
因此，此類脈衝雷射二極體驅動器之實施例可有利地使用低輸入電壓(例如，6V、9V、15V等)來產生高電流脈衝，且由此可使用基於矽之開關，而非使用許多習知解決方法所使用的基於GaN之開關。本文中揭示的脈衝雷射二極體驅動器中之任一者因此可整合至單個半導體晶粒中。本文中揭示的脈衝雷射二極體驅動器之實施例有利地使用有意添加至脈衝雷射二極體驅動器的分離電感器(例如，通孔或表面黏著組件)以產生諧振波形，而非依賴脈衝雷射二極體驅動器之(例如，雷射二極體、接合線或電路間連接的)寄生電感。因此，本文中揭示之雷射驅動器之實施例容易調諧且具有可再現之架構。相比之下，習知脈衝雷射二極體驅動器經常使用多種技術以克服脈衝雷射二極體驅動器之寄生電感及雷射二極體本身的效應，且因此與將額外電感有意地添加至脈衝雷射二極體驅動器的教導相反。與僅具有源極電容器或僅考慮脈衝雷射二極體驅動器之非可調寄生電容的習知解決方法相比，除了此等有意添加之電感器以外，本文中揭示的脈衝雷射二極體驅動器亦有利地包括旁路電容器，該旁路電容器可由設計者使用以容易地調諧由雷射二極體發射的所需脈衝寬度。再次地，此類習知解決方法與將額外電容添加至脈衝雷射二極體驅動器的教導相反。因為習知解決方法依賴習知雷射驅動器之寄生電容及電感，所以修改諸如脈衝寬度之參數可能需要習知解決方法的重新設計或重新佈局。相比之下，本文中揭示的脈衝雷射二極體驅動器的參數(諸如脈衝寬度)可藉由僅改變組件值來調諧。
有許多類型之雷射二極體封裝組態，跨度自容納單個雷射二極體之封裝，至四個雷射二極體(「四倍組」)，至在單個封裝中具有幾萬個雷射二極體之陣列。另外，封裝插腳輸出在各種雷射二極體組態之間(例如，在單或四邊緣發光雷射二極體組態的封裝插腳輸出對垂直腔表面發射雷射(VCSEL)雷射二極體組態的封裝插腳輸出之間)不相同。然而，各種組態之雷射二極體具有類似特性，諸如高臨限導通電壓及判定雷射二極體裝置之轉移函數的內部串聯電阻。如本文所揭示，可組態脈衝雷射二極體驅動器有利地可操作以控制廣泛多種雷射二極體封裝組態，該等組態在雷射二極體之數目、類型及分組上可能有變化。
一些雷射二極體封裝可含有一雷射二極體陣列，該雷射二極體陣列經組織為多個列及多個行以減少對雷射二極體施加脈衝所需的連接之數目。本文中揭示可操作以有利地使用本文中揭示之諧振架構順序地驅動此類雷射二極體陣列之個別列的電路。
圖1A至圖1C為根據一些實施例的具有第一普通拓撲之脈衝雷射二極體驅動器101至103之簡化電路示意圖，該第一普通拓撲使用低側開關來驅動雷射二極體。脈衝雷射二極體驅動器101至103各自通常包括源極電阻器R S、源極電容器C S、阻尼電阻器R Damp、電感器L S、旁路電容器C BP、雷射二極體D L、旁路開關M BP及雷射二極體開關M DL。雷射二極體開關M DL經組態為低側開關。亦展示可選控制器120、節點110、112、雷射二極體D L之寄生電感L DL、DC輸入電壓V in、源極電容器C S處之源極電壓V s、通過電感器L S之電流i LS、通過雷射二極體D L之電流i DL、旁路開關閘極驅動器信號GATE BP及雷射二極體開關閘極驅動器信號GATE DL。
脈衝雷射二極體驅動器101至103之拓撲關於旁路電容器C BP之置放改變。在脈衝雷射二極體驅動器101至103之拓撲中之每一者中，源極電阻器R S之第一端子經組態以直接電連接至DC輸入電壓V in。源極電容器C S之第一端子直接電連接至源極電阻器R S之第二端子，且源極電容C S之第二端子直接電連接至阻尼電阻器R Damp之第一端子。阻尼電阻器R Damp之第二端子直接電連接至偏壓電壓節點，諸如接地。電感器L S之第一端子直接電連接至源極電阻器R S之第二端子及源極電容器C S之第一端子。旁路開關M BP之汲極節點直接電連接至電感器L S之第二端子，且旁路開關M BP之源極節點直接電連接至偏壓電壓節點。雷射二極體D L之陽極直接電連接至電感器L S之第二端子，且雷射二極體D L之陰極直接電連接至雷射二極體開關M DL之汲極節點。雷射二極體開關M DL之源極節點直接電連接至偏壓電壓節點。
旁路開關M BP經組態以在閘極節點處接收旁路開關閘極驅動器信號GATE BP，旁路開關閘極驅動器信號GATE BP可操作以基於旁路開關閘極驅動器信號GATE BP之電壓位準而打開或關閉旁路開關M BP。類似地，雷射二極體開關M DL經組態以在閘極節點處接收雷射二極體開關閘極驅動器信號GATE DL，雷射二極體開關閘極驅動器信號GATE DL可操作以基於雷射二極體開關閘極驅動器信號GATE DL之電壓位準而打開或關閉雷射二極體開關M DL。在一些實施例中，本文中揭示的脈衝雷射二極體驅動器電路包括一或多個自舉電路或其他位準移位電路以驅動一或多個高側開關。旁路開關M BP及雷射二極體開關M DL中之任一者或兩者可實現為N型開關或P型開關。在一些實施例中，旁路開關M BP及雷射二極體開關M DL實現為基於矽或基於碳化矽之場效電晶體(FET)。本文中描述為具有直接電連接之端子或節點的兩個或更多個組件具有在該兩個或更多個組件之相應端子或節點之間的DC電流路徑。舉例而言，第一組件及第二組件並未經由串聯連接在第一組件與第二組件之間的電容器而直接電連接。
如圖1A之脈衝雷射二極體驅動器101之簡化電路示意圖所示，在一些實施例中，旁路電容器C BP之第一端子直接電連接至電感器L S之第二端子及雷射二極體D L之陽極。在此類實施例中，旁路電容器C BP之第二端子直接電連接至偏壓電壓節點。如圖1B之脈衝雷射二極體驅動器102之簡化電路示意圖所示，在一些實施例中，旁路電容器C BP之第一端子直接電連接至電感器L S之第二端子及雷射二極體D L之陽極。旁路電容器C BP之第二端子直接電連接至源極電容器C S之第二端子及阻尼電阻器R Damp之第一端子。如圖1C之脈衝雷射二極體驅動器103之簡化電路示意圖所示，在一些實施例中，旁路電容器C BP之第一端子直接電連接至電感器L S之第二端子及雷射二極體D L之陽極。在此類實施例中，旁路電容器C BP之第二端子直接電連接至雷射二極體開關M DL之汲極節點及雷射二極體D L之陰極。
在一些實施例中，脈衝雷射二極體驅動器101至103經組態以接收具有約10V至20V之電壓範圍的DC輸入電壓V in，其有利地低於許多習知脈衝雷射二極體驅動器所用之輸入電壓。電感器L S為添加至脈衝雷射二極體驅動器101至103之實體組件(即，與由組件或諸如接合線之互連件導致之寄生電感的表示相反)。類似地，旁路電容器C BP為添加至脈衝雷射二極體驅動器101至103之實體組件(即，與寄生電容之表示相反)。使用實體電感器及電容器組件而非使用寄生電感之一個優點為電感器L S及旁路電容器C BP之值可容易由設計者或甚至最終使用者修改。相比之下，依賴寄生電抗之習知設計可能需要重新設計及/或重新佈局以改變操作參數。
如本文所揭示，DC輸入電壓V in、電感器L S之電感、源極電容器C S之電容、阻尼電阻器R Damp之電阻及旁路電容器C BP之電容的值可有利地經選擇(「調諧」)以達成脈衝雷射二極體驅動器101至103之所需操作(例如，充電時間、脈衝寬度、脈衝電壓位準及/或脈衝電流振幅)。舉例而言，流過雷射二極體D L之電流i DL的脈衝寬度可藉由調整旁路電容器C BP之電容值來調諧。流過雷射二極體D L之電流i DL之脈衝的峰值電流位準可藉由調整供應電容器C S上之源極電壓V s來調諧。源極電容器C S之電容值可經調諧以調整電流脈衝之定時延遲及通過雷射二極體D L之電流i DL的上限。阻尼電阻器R Damp之電阻值取決於供電電容器C S之電容值且可在一值範圍內調諧，使得在較低電阻下，本文中揭示的脈衝雷射二極體驅動器的較低頻率諧振欠阻尼(例如，在約R Damp= 0.1歐姆下)，或臨界阻尼(例如，在約R Damp= 0.4歐姆下)。阻尼電阻器R Damp可操作以防止產生之諧振波形的電流變為負，如此可因此啟用旁路開關M BP或雷射二極體開關M DL之體二極體。儘管通過雷射二極體D L之電流i DL的所得最大電流位準對於臨界阻尼情況而言較低，但該電流位準能夠容易藉由升高DC輸入電壓V in之電壓位準來調整。在其他實施例中，阻尼電阻器R Damp完全自設計移除(即，源極電容器C S之第二端子直接電連接至偏壓電壓節點)。在另外其他實施例中，阻尼電阻器R Damp之電阻值經設定為零歐姆。
在一些實施例中，DC輸入電壓V in為約15 V，電感器L S之電感為約6 nH，源極電容器C S之電容為約100 nF，阻尼電阻器R Damp之電阻為約0.1歐姆，且旁路電容器C BP之電容為約1nF。在一些實施例中，阻尼電阻器R Damp之第一端子處的電壓由控制器120接收，以提供對通過阻尼電阻器R Damp之電流的指示。
控制器120可與本文中揭示的脈衝雷射二極體驅動器之任何實施例整合，或該控制器可為在本文中揭示的脈衝雷射二極體驅動器之任何實施例外部的電路或模組。控制器120可操作以產生一或多個閘極驅動信號，該一或多個閘極驅動信號具有足以控制一或多個雷射二極體開關M DL及一或多個旁路開關M BP之電壓位準。另外，控制器120可操作以感測節點110及112中之任一者處及與如本文所示的節點110及112類似或相同之節點處或本文中揭示的脈衝雷射二極體驅動器之另外其他節點處的電壓及/或電流。控制器120可包括一或多個定時電路、查找表、處理器、記憶體或其他模組以控制本文中揭示的脈衝雷射二極體驅動器。脈衝雷射二極體驅動器101至103之操作將關於圖2A至圖2D之簡化曲線圖201至207及圖3所示之實例開關順序300進行詳細解釋。
圖2A至圖2D根據一些實施例展示與圖1A所示的脈衝雷射二極體驅動器101之操作有關的信號之簡化曲線圖201至207。然而，與本文中揭示的其他脈衝雷射二極體驅動器之操作有關的信號與簡化曲線圖201至207所示之信號類似或相同。
簡化曲線圖201圖示旁路開關閘極驅動器信號GATE BP220之電壓曲線圖、雷射二極體開關閘極驅動器信號GATE DL221之電壓曲線圖、通過電感器L S之電流i LS222之電流曲線圖、通過雷射二極體D L之電流i DL223之電流曲線圖及源極電容器C S處之源極電壓V S224之電壓曲線圖，該等曲線圖全部在相同的持續時間上。此等信號之細節將在下文描述。旁路開關閘極驅動器信號GATE BP220及雷射二極體開關閘極驅動器信號GATE DL221之電壓曲線圖已位準移位以易於讀取，但實際上為低電壓輸入。另外，旁路開關閘極驅動器信號GATE BP220及雷射二極體開關閘極驅動器信號GATE DL221之電壓曲線圖之假設雷射二極體開關M DL及旁路開關M BP為NFET裝置。然而，若改為使用PFET裝置，則旁路開關閘極驅動器信號GATE BP220及雷射二極體開關閘極驅動器信號GATE DL221之極性反轉。
在(例如，自控制器120)在旁路開關M BP之閘極節點處接收到旁路開關閘極驅動器信號GATE BP220之宣告位準後，旁路開關M BP被啟用(即，轉換至開狀態)。類似地，在(例如，自控制器120)在雷射二極體開關M DL之閘極節點處接收到雷射二極體開關閘極驅動器信號GATE DL221之宣告位準後，雷射二極體開關M DL被啟用。如曲線圖202中所突出顯示，當旁路開關M BP被啟用時，上升電流i LS222開始流過電感器L S，由此在電感器L S處建立磁通。當電流i LS222已達到所需位準(例如，如控制器120使用感測到的電流、電壓、定時器電路所判定，或如設計約束所判定)時，(例如，自控制器120)在旁路開關M BP之閘極節點處接收到旁路開關閘極驅動器信號GATE BP220之解除宣告位準，由此停用旁路開關M BP(即，轉換至關狀態)。如曲線圖203中所突出顯示，當旁路開關M BP被停用時，沒有其他電流路徑的通過電感器L S已建立之電流i LS222經重新定向通過雷射二極體D L，從而導致短(例如，2ns至5ns)的高電流(例如，＞ 30A)脈衝流過雷射二極體D L，由此導致雷射二極體D L發射雷射光之脈衝。因為呈通量之形式的能量已儲存於電感器L S處，所以流過雷射二極體D L之高電流脈衝i DL可明顯大於流過通過電感器L S之電流i LS。本文中揭示之雷射二極體驅動器之無功組件的值可有利地經選擇以產生高電流脈衝i DL之所需電流振幅。
在自雷射二極體D L發射後，旁路開關將由旁路開關閘極驅動器信號GATE BP220之宣告位準重新啟用，且雷射二極體開關M DL由雷射二極體開關閘極驅動器信號GATE DL221之宣告位準維持在啟用狀態。如曲線圖204中所突出顯示，由於儲存於源極電容器C S處之源極電壓V S224放電，因此旁路開關M BP及雷射二極體開關M DL均有利地維持在啟用狀態。如曲線圖205中所突出顯示，當旁路開關M BP及雷射二極體開關M DL維持在啟用狀態時，通過雷射二極體D L(且重要地，通過雷射二極體D L之寄生電感L DL)的電流i DL223減小至零。此後，旁路開關M BP及雷射二極體開關M DL兩者由(例如，來自控制器120的)旁路開關閘極驅動器信號GATE BP220及雷射二極體開關閘極驅動器信號GATE DL221之解除宣告位準停用。因為雷射二極體開關M DL在通過雷射二極體D L之寄生電感L DL的電流已減小至零之前未被停用，所以高電壓突波並未在雷射二極體D L之陽極處有利地形成，此係因為通過寄生電感L DL之電流沒有急速變化。與習知解決方法相比，因為此等高電壓突波得到有利地減輕，所以雷射二極體開關M DL不必選擇為承受高電壓，由此簡化設計且降低本文中揭示的脈衝雷射二極體驅動器的成本。另外，與習知解決方法相比，因為此等高電壓突波得到減輕，所以本文中揭示的脈衝雷射二極體驅動器不需要在習知解決方法中常用的電壓緩衝(snubbing)電路，由此進一步簡化設計且降低本文中揭示的脈衝雷射二極體驅動器的成本。
高電流脈衝223為由脈衝雷射二極體驅動器電路之無功組件形成的諧振波形之第一且最大的尖峰。此等無功組件包括源極電容器C S、電感器L S、雷射二極體D L之寄生電感L DL及旁路電容器C BP。除上述優點外，旁路開關M BP亦減少高電流脈衝223產生之後的諧振波形的後續諧振波形「振鈴」。如曲線圖206所示，若旁路開關閘極驅動器信號GATE BP220’在高電流脈衝i DL223’產生後未宣告，則鈴振出現在通過電感器L S之電流i LS222’上、通過雷射二極體D L之電流i DL223’上及源極電容器C S處之源極電壓V S224’上。
如先前所描述，源極電容器C S、電感器L S及旁路電容器C BP之值可有利地由設計者來選擇或「調諧」以滿足本文中揭示的脈衝雷射二極體驅動器之所需性能。舉例而言，旁路電容器C BP之電容值可基於通過雷射二極體D L之電流i DL的所需脈衝寬度來選擇。曲線圖207展示當旁路電容器C BP之電容等於1nF時所產生的脈衝223，及當旁路電容器C BP之電容等於4nF時所產生的脈衝223”。在需要諸如脈衝223”之較寬脈衝的使用情況下，源極電壓V S可相應地升高。另外，在一些實施例中，旁路開關閘極驅動器信號GATE BP220之解除宣告部分之寬度經加寬以適應較寬脈衝。
根據一些實施例，且如參考圖2A至圖2C所描述，圖3說明用於操作圖1A至圖1B所示之脈衝雷射二極體驅動器101至103的實例開關順序300之一部分。然而，開關順序300與有關於本文中揭示的其他脈衝雷射二極體驅動器之操作之各別開關順序相同或類似。
在預充電步驟301，旁路開關M BP及雷射二極體開關M DL關閉(即，不導電)。在預充電步驟301期間，源極電容器C S經由源極電阻器R S充電。在預流通步驟302，旁路開關M BP及雷射二極體開關M DL轉換至開狀態，由此允許電流i LS流過電感器L S以將能量以磁通量之形式儲存在電感器L S處。即使開關(M DL、M BP)在預流通步驟302均處於開狀態，通過旁路開關M BP之旁路路徑仍將承載所有電流i LS，此係因為需要克服雷射二極體D L之帶隙電壓以允許電流流過雷射二極體D L。
在一些實施例中，雷射二極體開關M DL在旁路開關M BP轉換至開狀態後轉換至開狀態。在脈衝產生步驟303，旁路開關M BP轉換至關狀態，而雷射二極體開關M DL維持在開狀態，由此產生通過雷射二極體D L之高電流脈衝。當旁路開關M BP轉換至關狀態時，雷射二極體D L之陽極處的電壓快速地上升，直至雷射二極體D L之帶隙電壓被克服且雷射二極體D L開始傳導電流。由於諧振電路由旁路電容器C BP及雷射二極體D L之寄生電感L DL形成，因此在雷射二極體D L之陽極處形成的電壓將有利地上升足夠高以克服雷射二極體D L之帶隙電壓且通常比源極電壓V S高。
在放電步驟304，旁路開關M BP及雷射二極體開關M DL維持在開狀態以汲取儲存在源極電容器C S處之電荷，由此減小通過寄生電感L DL之電流i DL，以在雷射二極體開關M DL轉換至關狀態時有利地消除雷射二極體D L之陽極處的高電壓突波。在步驟305，旁路開關M BP及雷射二極體開關M DL轉換至關狀態，由此返回步驟301處之預充電狀態。因為源極電容器C S處之源極電壓V S在放電步驟304結束時完全放電，所以非常小的電流通過雷射二極體D L。因此，在開關M DL、M BP在步驟305轉換至關狀態時有利地存在非常小的過衝，由此防止損害雷射二極體D L及開關M DL、M BP。在一些實施例中，全部脈衝信號及旁路信號之時間間隔經選擇，使得源極電容器C S在開關M DL、M BP在步驟305轉換至關狀態之前完全放電。
在下文揭示具有與脈衝雷射二極體驅動器101至103之拓撲相同或類似的優點且具有類似操作的脈衝雷射驅動器之其他拓撲。本文中揭示的實例拓撲並非具有與脈衝雷射二極體驅動器101至103之拓撲相同或類似的優點及類似操作的可能拓撲之詳盡列表。舉例而言，熟習此項技術者將了解，能夠進行一些修改，同時仍遵守本文中揭示的操作之一般原理。此類修改包括旁路電容器C BP之置放、組件值及添加提供DC電流路徑之串聯組件。
圖4A至圖4D為根據一些實施例的具有第二普通拓撲之脈衝雷射二極體驅動器401至404之簡化電路示意圖，該第二普通拓撲經組態以驅動成共陽極配置之兩個或更多個雷射二極體。脈衝雷射二極體驅動器401至404各自通常包括源極電阻器R S、源極電容器C S、阻尼電阻器R Damp、電感器L S、旁路電容器C BP、兩個或更多個雷射二極體D L 1至D L n 及旁路開關M BP。脈衝雷射二極體驅動器401至402各自包括兩個或更多個雷射二極體開關M DL 1至M DL n ，而脈衝雷射二極體驅動器403至404包括單個雷射二極體開關M DL 1。
亦展示控制器120、節點410、412、雷射二極體D L 1至D L n 之相應寄生電感L DL 1至L DL n 、DC輸入電壓V in、源極電容器C S處之源極電壓V S、通過電感器L S之電流i LS、通過雷射二極體D L 1至D L n 之相應電流i DL 1至i DL n 及旁路開關閘極驅動器信號GATE BP。脈衝雷射二極體驅動器401至402各自利用相應的雷射二極體開關閘極驅動器信號GATE DL 1至GATE DL n ，而脈衝雷射二極體驅動器403至404使用單個的雷射二極體開關閘極驅動器信號GATE DL 1。脈衝雷射二極體驅動器401至404之電連接與關於脈衝雷射二極體驅動器101至103所描述之電連接類似或相同。脈衝雷射二極體驅動器401至404之拓撲關於旁路電容器C BP之置放改變。
如圖4A之脈衝雷射二極體驅動器401及圖4D之脈衝雷射二極體驅動器404的簡化電路示意圖所示，在一些實施例中，旁路電容器C BP之第一端子直接電連接至電感器L S之第二端子及雷射二極體D L 1至D L n 之陽極。在此類實施例中，旁路電容器C BP之第二端子直接電連接至偏壓電壓節點。如圖4B至圖4C之脈衝雷射二極體驅動器402至403的簡化電路示意圖所示，在一些實施例中，旁路電容器C BP之第一端子直接電連接至電感器L S之第二端子及雷射二極體D L 1至D L n 之相應陽極。在此類實施例中，旁路電容器C BP之第二端子直接電連接至源極電容器C S之第二端子及阻尼電阻器R Damp之第一端子。在一些實施例中，DC輸入電壓V in、電感器L S之電感、源極電容器C S之電容、阻尼電阻器R Damp之電阻及旁路電容器C BP之電容的值與如參考脈衝雷射二極體驅動器101至103所描述的彼等相應值類似或相同。然而，DC輸入電壓V in、電感器L S之電感、源極電容器C S之電容、阻尼電阻器R Damp之電阻及旁路電容器C BP之電容的值可有利地經選擇，以達成脈衝雷射二極體驅動器401至404之所需操作(例如，充電時間、脈衝寬度、脈衝電壓、脈衝電流位準)。脈衝雷射二極體驅動器401至404之操作與如關於圖2A至圖2D之簡化曲線圖201至206以及圖3所示之實例開關順序300詳細解釋的脈衝雷射二極體驅動器101至103之操作相同或類似。
在一些實施例中，控制器120經組態以判定有多少個雷射二極體D L 1至D L n 被同時啟用且根據彼判定來調整DC輸入電壓V in之電壓位準，以供應所需量的電流(例如，使用由來自控制器120之數位控制信號控制的數位可調電壓源(未示出))。
圖5A至圖5D為根據一些實施例的具有第三普通拓撲之脈衝雷射二極體驅動器501至504之簡化電路示意圖，該第三普通拓撲經組態以使用高側開關來驅動雷射二極體。脈衝雷射二極體驅動器501至504各自通常包括源極電阻器R S、源極電容器C S、阻尼電阻器R Damp、電感器L S、旁路電容器C BP、雷射二極體D L、旁路開關M BP及雷射二極體開關M DL。雷射二極體開關M DL經組態為高側開關。
亦展示控制器120、節點510、512、雷射二極體D L之寄生電感L DL、DC輸入電壓V in、源極電容器C S處之源極電壓V S、通過電感器L S之電流i LS、通過雷射二極體D L之電流i DL、旁路開關閘極驅動器信號GATE BP及雷射二極體開關閘極驅動器信號GATE DL。脈衝雷射二極體驅動器501至504之電氣連接的大部分與關於脈衝雷射二極體驅動器101至103所描述之電氣連接類似或相同。然而，與脈衝雷射二極體驅動器101至103之低側組態相反，雷射二極體開關M DL之汲極節點直接電連接至電感器L S之第二端子及旁路開關M BP之汲極節點。雷射二極體開關M DL之源極節點直接電連接至雷射二極體D L之陽極，且雷射二極體D L之陰極直接電連接至偏壓電壓節點。脈衝雷射二極體驅動器501至504之拓撲關於旁路電容器C BP之置放改變。
如圖5A之脈衝雷射二極體驅動器501的簡化電路示意圖所示，在一些實施例中，旁路電容器C BP之第一端子直接電連接至電感器L S之第二端子及雷射二極體開關M DL之汲極節點。在此類實施例中，旁路電容器C BP之第二端子直接電連接至偏壓電壓節點。如圖5B之脈衝雷射二極體驅動器502的簡化電路示意圖所示，在一些實施例中，旁路電容器CBP之第一端子直接電連接至雷射二極體開關M DL之源極節點及雷射二極體D L之陽極。在此類實施例中，旁路電容器C BP之第二端子直接電連接至偏壓電壓節點。如圖5C之脈衝雷射二極體驅動器503的簡化電路示意圖所示，在一些實施例中，旁路電容器C BP之第一端子直接電連接至電感器L S之第二端子、旁路開關M BP之汲極節點及雷射二極體開關M DL之汲極節點。在此類實施例中，旁路電容器C BP之第二端子直接電連接至源極電容器C S之第二端子及阻尼電阻器R Damp之第一端子。如圖5D之脈衝雷射二極體驅動器504的簡化電路示意圖所示，在一些實施例中，旁路電容器C BP之第一端子直接電連接至雷射二極體開關M DL之源極節點及之雷射二極體D L陽極。在此類實施例中，旁路電容器C BP之第二端子直接電連接至源極電容器C S之第二端子及阻尼電阻器R Damp之第一端子。
圖6A至圖6D為根據一些實施例的具有第四普通拓撲之脈衝雷射二極體驅動器601至604的簡化電路示意圖，該第四普通拓撲經組態以使用高側開關驅動成共陰極組態之兩個或更多個雷射二極體。脈衝雷射二極體驅動器601至604各自通常包括源極電阻器R S、源極電容器C S、阻尼電阻器R Damp、電感器L S、旁路電容器C BP、旁路開關M BP、兩個或更多個雷射二極體D L 1至D L n 及兩個或更多個相應的雷射二極體開關M DL 1至M DL n 。
亦展示控制器120、節點610、612、614、雷射二極體D L 1至D L n 之相應寄生電感L DL 1至L DL n 、DC輸入電壓V in、源極電容器C S處之源極電壓V S、通過電感器L S之電流i LS、通過雷射二極體D L 1至D L n 之相應電流i DL 1至i DL n 、旁路開關閘極驅動器信號GATE BP及雷射二極體開關M DL 1至M DL n 之相應雷射二極體開關閘極驅動器信號GATE DL 1至GATE DL n 。
脈衝雷射二極體驅動器601至604之電氣連接的大部分與關於脈衝雷射二極體驅動器501至504所描述之電氣連接類似或相同。然而，脈衝雷射二極體驅動器601至604之拓撲關於旁路電容器C BP之置放彼此改變。
如圖6A之脈衝雷射二極體驅動器601的簡化電路示意圖所示，在一些實施例中，旁路電容器C BP之第一端子直接電連接至電感器L S之第二端子及雷射二極體開關M DL 1至M DL n 及旁路開關M BP的相應汲極節點。在此類實施例中，旁路電容器C BP之第二端子直接電連接至偏壓電壓節點。如圖6B之脈衝雷射二極體驅動器602的簡化電路示意圖所示，在一些實施例中，旁路電容器C BP之第一端子直接電連接至雷射二極體開關中之任一者(展示出M DL n )的源極節點及耦接至彼雷射二極體開關(展示出D L n )的雷射二極體之陽極。在此類實施例中，旁路電容器C BP之第二端子直接電連接至偏壓電壓節點。在一些實施例中，使用多個旁路電容器C BP，旁路電容器中之每一者跨相應的雷射二極體而連接。然而，在具有單個旁路電容器C BP之實施例中，連接至單個旁路電容器C BP之雷射二極體開關在脈衝雷射二極體驅動器602之開關週期的全部或一部分期間必須保持打開。如圖6C之脈衝雷射二極體驅動器603的簡化電路示意圖所示，在一些實施例中，旁路電容器C BP之第一端子直接電連接至電感器L S之第二端子及雷射二極體開關M DL 1至M DL n 及旁路開關M BP之相應汲極節點。在此類實施例中，旁路電容器C BP之第二端子直接電連接至源極電容器C S之第二端子及阻尼電阻器R Damp之第一端子。如圖6D之脈衝雷射二極體驅動器604的簡化電路示意圖所示，在一些實施例中，旁路電容器C BP之第一端子直接電連接至雷射二極體開關中任一者之源極節點(展示出M DL 1)及耦接至彼雷射二極體開關之雷射二極體的陽極(展示出D L 1)。在此類實施例中，旁路電容器C BP之第二端子直接電連接至源極電容器C S之第二端子及阻尼電阻器R Damp之第一端子。在一些實施例中，使用多個旁路電容器C BP，旁路電容器C BP中之每一者具有直接電連接至每一雷射二極體之相應陽極的第一端子，及直接電連接至源極電容器C S之第二端子及阻尼電阻器R S之第一端子的第二端子。然而，在具有單個旁路電容器C BP之實施例中，連接至單個旁路電容器C BP之雷射二極體開關在脈衝雷射二極體驅動器604之開關週期的全部或一部分期間必須保持打開。
在一些實施例中，控制器120可操作以判定有多少個雷射二極體D L 1至D L n 被同時啟用且根據彼判定來調整DC輸入電壓V in之電壓位準以供應所需量的電流(例如，使用由來自控制器120之數位控制信號控制的數位可調電壓源(未示出))。
圖7A至圖7E為根據一些實施例的具有第五普通拓撲之脈衝雷射二極體驅動器701至705的簡化電路示意圖，該第五普通拓撲經組態以使用半橋組態來驅動雷射二極體。脈衝雷射二極體驅動器701至704各自通常包括源極電阻器R S、源極電容器C S、阻尼電阻器R Damp、電感器L S、旁路電容器C BP、旁路開關M BP、雷射二極體D L及雷射二極體開關M DL。脈衝雷射二極體驅動器705額外地包括兩個或更多個雷射二極體D L 1至D L n ，而非單個雷射二極體D L，兩個或更多個雷射二極體D L 1至D L n 中之每一者具有相應的寄生電感L DL 1至L DL n ，及相應的電流表示i DL 1至i DL n 。然而，脈衝雷射二極體驅動器705缺少對兩個或更多個雷射二極體D L 1至D L n 之獨立控制。
亦展示控制器120、節點710、712、雷射二極體D L之寄生電感L DL、DC輸入電壓V in、源極電容器C S處之源極電壓V S、通過電感器L S之電流i LS、通過雷射二極體D L之電流i DL、通過兩個或更多個雷射二極體D L 1至D L n 之電流i DL 1至i DL n 、旁路開關閘極驅動器信號GATE BP及雷射二極體開關M DL的雷射二極體開關閘極驅動器信號GATE DL。
脈衝雷射二極體驅動器701至704之電氣連接的大部分與關於脈衝雷射二極體驅動器501至503所描述之電氣連接類似或相同。然而，與脈衝雷射二極體驅動器501至503之高側組態相反，旁路開關M BP之汲極節點直接電連接至雷射二極體開關M DL之源極節點及雷射二極體D L之陽極。旁路開關M BP之源極節點直接電連接至偏壓電壓節點。因此，如脈衝雷射二極體驅動器701至704的簡化電路示意圖所示，雷射二極體D L可藉由旁路開關M BP及雷射二極體開關M DL之半橋組態來驅動。脈衝雷射二極體驅動器701至704之拓撲關於旁路電容器C BP之置放改變。
如圖7A之脈衝雷射二極體驅動器701的簡化電路示意圖所示，在一些實施例中，旁路電容器C BP之第一端子直接電連接至電感器L S之第二端子及雷射二極體開關M DL之汲極節點。在此類實施例中，旁路電容器C BP之第二端子電連接至偏壓電壓節點。如圖7B之脈衝雷射二極體驅動器702的簡化電路示意圖所示，在一些實施例中，旁路電容器C BP之第一端子直接電連接至雷射二極體開關M DL之源極節點、旁路開關M BP之汲極節點及雷射二極體D L之陽極。在此類實施例中，旁路電容器C BP之第二端子直接電連接至偏壓電壓節點。如圖7C之脈衝雷射二極體驅動器703的簡化電路示意圖所示，在一些實施例中，旁路電容器C BP之第一端子直接電連接至電感器L S之第二端子及雷射二極體開關M DL之汲極節點。在此類實施例中，旁路電容器C BP之第二端子直接電連接至源極電容器C S之第二端子及阻尼電阻器R Damp之第一端子。如圖7D之脈衝雷射二極體驅動器704的簡化電路示意圖所示，在一些實施例中，旁路電容器C BP之第一端子直接電連接至雷射二極體開關M DL之源極節點、旁路開關M BP之汲極節點及雷射二極體D L之陽極。在此類實施例中，旁路電容器C BP之第二端子直接電連接至源極電容器C S之第二端子及阻尼電阻器R Damp之第一端子。
如圖7E之脈衝雷射二極體驅動器705的簡化電路示意圖所示，兩個或更多個雷射二極體D L 1至D L n 可藉由旁路開關M BP及雷射二極體開關M DL之半橋組態同時驅動。在所示之實例中，旁路電容器C BP之第一端子直接電連接至電感器L S之第二端子，且旁路電容器C BP之第二端子直接電連接至源極電容器C S之第二端子及阻尼電阻器R Damp之第一端子。然而，可使用旁路電容器C BP之其他組態，諸如參考圖7A至圖7D所描述之組態。
圖8A至圖8B為根據一些實施例的具有第六普通拓撲之脈衝雷射二極體驅動器801至802之簡化電路示意圖，該第六普通拓撲經組態以使用高側開關來驅動雷射二極體。脈衝雷射二極體驅動器801至802通常包括源極電阻器R S、源極電容器C S、阻尼電阻器R Damp、電感器L S、旁路電容器C BP、雷射二極體D L、旁路開關M BP及雷射二極體開關M DL。亦展示控制器120、節點810、812、雷射二極體D L之相應寄生電感L DL、DC輸入電壓V in、源極電容器C S處之源極電壓V S、通過電感器L S之電流i LS、通過雷射二極體D L之電流i DL、旁路開關閘極驅動器信號GATE BP及雷射二極體開關閘極驅動器信號GATE DL。脈衝雷射二極體驅動器801之電氣連接與關於脈衝雷射二極體驅動器101所描述之電氣連接類似或相同。脈衝雷射二極體驅動器801至802的不同之處在於，雷射二極體開關M DL之汲極節點直接電連接至源極電阻器R S之第二端子及源極電容器C S之第一端子。雷射二極體開關M DL之源極節點直接電連接至電感器L S之第一端子。雷射二極體D L之陽極直接電連接至電感器L S之第二端子且雷射二極體D L之陰極直接電連接至偏壓電壓節點。如所示，脈衝雷射二極體驅動器801至802有利地經組態，使得雷射二極體開關M DL電連接在電感器L S與源極電容器C S之間。因此，當旁路開關M BP被停用以產生通過雷射二極體D L之高電流脈衝時，雷射二極體開關M DL之汲極節點不接收在電感器L S之第二端子處形成的高電壓突波。
脈衝雷射二極體驅動器801至802在旁路電容器C BP之置放上不相同。如圖8A所示，在一些實施例中，旁路電容器C BP之第一端子直接電連接至電感器L S之第二端子、雷射二極體D L之陽極及旁路開關M BP之汲極節點。在此類實施例中，旁路電容器C BP之第二端子直接電連接至偏壓電壓節點。如圖8B所示，在一些實施例中，旁路電容器C BP之第一端子直接電連接至電感器L S之第二端子、雷射二極體D L之陽極及旁路開關M BP之汲極節點。在此類實施例中，旁路電容器C BP之第二端子直接電連接至源極電容器C S之第二端子及阻尼電阻器R Damp之第一端子。
在其他實施例中，脈衝雷射二極體驅動器801至802之任一者中的電感器L S及雷射二極體開關M DL之相應部分可交換，使得電感器L S之第一端子直接電連接至源極電容器C S之第一端子，且雷射二極體開關M DL之汲極節點直接電連接至電感器L S之第二端子。
圖9A至圖9B為根據一些實施例的具有第七普通拓撲之脈衝雷射二極體驅動器901至902之簡化電路示意圖，該第七普通拓撲經組態以僅使用旁路開關來驅動雷射二極體。脈衝雷射二極體驅動器901至902通常包括源極電阻器R S、源極電容器C S、阻尼電阻器R Damp、電感器L S、旁路電容器C BP、雷射二極體D L及旁路開關M BP。亦展示節點910、912、雷射二極體D L之相應寄生電感L DL、DC輸入電壓V in、源極電容器C S處之源極電壓V S、通過電感器L S之電流i LS、通過雷射二極體D L之電流i DL及旁路開關閘極驅動器信號GATE BP。脈衝雷射二極體驅動器901至902之電氣連接與關於脈衝雷射二極體驅動器101所描述之電氣連接類似或相同。脈衝雷射二極體驅動器901至902的不同之處在於，雷射二極體開關M DL被除去。雷射二極體D L之陽極直接電連接至電感器L S之第二端子且雷射二極體D L之陰極直接電連接至偏壓電壓節點。在此類實施例中，DC輸入電壓V in之電壓位準限制為不超過雷射二極體D L之正向偏壓電壓的電壓位準，由此將雷射二極體D L維持在關狀態(即，不導電)，直至當通過旁路開關之電流被瞬間停用時，在電感器L S之第二端子處形成高於正向偏壓電壓的電壓。
脈衝雷射二極體驅動器901至902在旁路電容器C BP之置放上不相同。如圖9A所示，在一些實施例中，旁路電容器C BP之第一端子直接電連接至電感器L S之第二端子、雷射二極體D L之陽極及旁路開關M BP之汲極節點。在此類實施例中，旁路電容器C BP之第二端子直接電連接至偏壓電壓節點。如圖9B所示，在一些實施例中，旁路電容器C BP之第一端子直接電連接至電感器L S之第二端子、雷射二極體D L之陽極及旁路開關M BP之汲極節點。在此類實施例中，旁路電容器C BP之第二端子直接電連接至源極電容器C S之第二端子及阻尼電阻器R Damp之第一端子。
本文中揭示的脈衝雷射二極體驅動器之實施例另外地或替代地可操作以將電流脈衝提供至除雷射二極體以外之裝置。舉例而言，本文中揭示的脈衝雷射二極體驅動器之實施例可操作以將電流脈衝提供至發光二極體(即，非雷射LED)。另外，本文中揭示的脈衝雷射二極體驅動器之實施例可操作以將電流脈衝提供至沒有雷射二極體之另一電路或裝置，該電路或裝置經組態以接收電流脈衝以用於除發光以外之目的。
在一些實施例中，本文中揭示之雷射二極體驅動器的兩個或更多個例子經組態以驅動相應雷射二極體。舉例而言，脈衝雷射二極體驅動器802之四個例子可用於驅動包括四個雷射二極體之雷射二極體封裝。在此類實施例中，雷射二極體封裝中之雷射二極體中的每一者由脈衝雷射二極體驅動器802之一例子驅動。
有許多類型之雷射二極體封裝組態，跨度自單個二極體至單個雷射二極體封裝中的幾萬個雷射二極體之陣列。另外，封裝插腳輸出在各種雷射二極體組態之間(例如，在單邊緣或四邊緣發光雷射二極體組態的封裝插腳輸出與VCSEL雷射二極體組態的封裝插腳輸出之間)不相同。
不管封裝多麼特殊，雷射二極體具有類似之基礎特性，諸如高臨限導通電壓及內部串聯電阻，該等基礎特性判定雷射二極體裝置之轉移函數。另外，不管裝置封裝如何，許多雷射二極體應用經常需要具有相對低重複率之極窄高電流脈衝，以限制雷射二極體中之功率耗散。本文中揭示之可組態脈衝雷射二極體驅動器有利地使用參考圖1A至圖9B所描述之旁路諧振驅動器架構，以驅動多種封裝雷射二極體裝置的許多不同插腳組態及雷射激發順序。
圖10A為根據一些實施例的可組態脈衝雷射二極體驅動器1002之簡化電路示意圖。通常，可組態脈衝雷射二極體驅動器1002包括輸入電壓端子vin、操作電壓端子vdd、偏壓電壓端子vss、時脈端子「clock」、充電端子cin 1至cin 4、驅動端子row 1至row n 、脈衝組態端子pw 0至pw 1，及包括輸出選擇組態端子s 0至s k 、模式組態端子m 0至m 1、分組組態端子e 0至e 1及充電組態端子c 0至 c 1的組態端子。可供充電端子、驅動端子、脈衝組態端子及組態端子中之每一者利用的端子之數目可視需要在設計時選擇。因此，在一些實施例中，可供充電端子、驅動端子、脈衝組態端子及組態端子中之每一者利用的位元之數目可為不同於圖10A所示的值。舉例而言，充電端子可實施為cin1至cin p，模式組態端子可實施為m 0至m q，分組組態端子可實施為e 0至e r，且充電組態端子可實施為c 0至c s，其中 k、 n、 p、 q、 r及 s為任何相應整數。
驅動端子row 1至row n 包括第一組可程式化驅動端子(例如，16個端子、64個端子、128個端子或另一數目個端子)及第二組非可程式化驅動端子(例如，一個端子、四個端子或另一數目個端子)。舉例而言，在一些實施例中，可組態脈衝雷射二極體驅動器1002具有16個可程式化驅動端子及一個非可程式化驅動端子。在其他實施例中，可組態脈衝雷射二極體驅動器1002具有64個可程式化驅動端子及四個非可程式化驅動端子(例如，16-1比率)。
可程式化驅動端子row 1至row n 之組態係基於使用可組態脈衝雷射二極體驅動器1002之組態端子的組態資料集來判定。組態資料之值判定可組態脈衝雷射二極體驅動器1002之輸出類型、分組及計時方案。對於可組態脈衝雷射二極體驅動器1002的16通道實施之一實例，16個通道將根據組態資料集使用脈衝組態端子pw 0至pw 1、四個輸出選擇組態端子s 0至s 3、模式組態端子m 0至m 1、分組組態端子e 0至e 1及充電組態端子c 0至c 1來控制。在此實例中，驅動端子row 1至row n 中的16個係可程式化的，且驅動端子row 1至row n 中的一個係非可程式化的。該非可程式化端子經組態以始終生成旁路信號，如下文所論述。對於可組態脈衝雷射二極體驅動器1002的64通道實施之一實例，64個通道將根據組態資料集使用脈衝組態端子pw 0至pw 1、六個輸出選擇組態端子s 0至s 5、模式組態端子m 0至m 1、分組組態端子e 0至e 1及充電組態端子c 0至c 1來控制。在此實例中，驅動端子row 1至row n 中的64個係可程式化的，且驅動端子row 1至row n 中的四個係非可程式化的，該等非可程式化驅動端子經組態以始終生成旁路信號，如下文所論述。
在可組態脈衝雷射二極體驅動器1002之任一種實例實施中，用以激發如參考圖1A至圖9B所描述之一或多個雷射二極體的諧振旁路架構係由藉由可組態脈衝雷射二極體驅動器1002控制的兩種類型之信號，脈衝(Pulse)信號及旁路(Bypass)信號，來驅動。參考圖2A至圖2D，雷射二極體開關閘極驅動器信號GATE DL221為脈衝信號之一實例，且旁路開關閘極驅動器信號GATE BP220為旁路信號之一實例。脈衝信號通常藉由將控制信號提供至電連接至雷射二極體之陰極的電路(例如，諸如NFET之開關)來控制通過雷射二極體之電流。旁路信號通常控制諧振電路對激發雷射二極體之高電流脈衝(例如，圖2A至圖2D所示之223、223’、223’’)的生成。旁路信號與脈衝信號非常相似，不同之處為旁路信號含有跟隨時脈信號之負邊緣的極短間隔，其負責創建使雷射二極體導通極短持續時間(1至5ns)以生成高電流脈衝的諧振過衝。
可組態脈衝雷射二極體驅動器1002之模式組態端子m 0至m 1判定與可程式化驅動端子row 1至row n 中之每一者相關聯的信號之「類型」，意味著脈衝信號或旁路信號。非可程式化驅動端子row 1至row n 經組態，使得該等端子始終生成相應的旁路信號。作為一簡化實例，當可組態脈衝雷射二極體驅動器1002實現16通道驅動器時，參考圖15之表1500，如由模式組態端子m 0至m 1判定的組合模式組態值M = 0組態可程式化驅動端子row 1至row 16(‘1’至‘16’)，使得每一端子可操作以生成脈衝信號(‘P’)。非可程式化驅動端子row 17(‘17’)經組態以始終生成旁路信號(‘B’)。
在表1500內，‘P’指示脈衝信號且‘B’表示旁路信號。另外，‘CX’指示電荷在每一時脈週期之正部分期間輸送至充電端子cin 1至cin 4中之每一者，‘C1’指示電荷在每一時脈週期期間輸送至充電端子cin 1，‘C2’指示電荷在每一時脈週期期間輸送至充電端子cin 2，諸如此類。
參考圖10A，輸出選擇組態端子s 0至s k 係用在可組態脈衝雷射二極體驅動器1002之時脈端子處接收到的時脈信號來同步。輸出選擇組態端子s 0至s k 基於組合模式組態值來判定針對每一時脈週期，脈衝信號及旁路信號會出現在可程式化驅動端子row 1至row n 中的哪些端子上。作為一簡化實例，將輸出選擇組態端子s 0設定為邏輯高且將輸出選擇組態端子s 1至s k 之所有其他端子設定為邏輯低將導致脈衝信號或旁路信號在每一時脈週期僅在row 1出現。類似地，將輸出選擇組態端子s 1設定為邏輯高且將輸出選擇組態端子s 0、s 2至s k 之所有其他端子設定為邏輯低將導致脈衝信號或旁路信號在每一時脈週期僅在row 2出現。然而，可組態脈衝雷射二極體驅動器1002之組態資料之剩餘部分的值可進一步修改此行為。旁路信號在每一時脈週期一直出現在非可程式化輸出驅動器端子(例如，row 17)上。
分組組態端子e 0至e 1判定輸出選擇組態端子s 0至s k如何分組。作為一簡化實例，當可組態脈衝雷射二極體驅動器1002實現16通道驅動器時，參考圖15之表1500，如由分組組態端子e 0至e 1判定的組合分組組態值E = 0組態輸出選擇組態端子s 1至s k ，使得row 1至row n 中之每一可程式化驅動端子可根據接收到的輸出選擇組態資料來獨立地選擇。因此，row 1至row n 中之每一可程式化驅動端子可選擇性地在同一時脈週期上激發以驅動相應的連接之雷射二極體。類似地，如由分組組態端子e 0至e 1判定的組合分組組態值E = 1組態輸出選擇組態端子s 1至s k ，使得row 1至row n 中僅一對可程式化驅動端子可根據接收到的輸出選擇組態資料來獨立地選擇(即，忽略輸出選擇組態端子s 1至s k 之最低有效位元(LSB))。因此，row 1至row n 中僅一對可程式化驅動端子可選擇性地在同一時脈週期上激發以驅動連接之雷射二極體。作為又一實例，如由分組組態端子e 0至e 1判定的組合分組組態值E = 2組態輸出選擇組態端子s 1至s k ，使得row 1至row n 中僅四倍組的可程式化驅動端子可根據接收到的輸出選擇組態資料來獨立地選擇(即，忽略輸出選擇組態端子s 1至s k 之兩個LSB)。
參考圖10A，充電組態端子c 0至c 1判定充電端子cin 1至cin 4中的哪些端子相對於輸出選擇組態端子s 1至s k 的值定時。連接至充電端子cin 1至cin 4中之一或多個的諧振電路之電容器(即，類似於上述之源極電容器C s)可組態以在時脈週期之正部分期間充電至輸入電壓端子vin處之電壓位準。在輸入電壓端子vin處接收到的電壓類似於上述之源極電壓Vs。
作為一簡化實例，當組態脈衝雷射二極體驅動器1002實現16通道驅動器時，參考圖15之表1500，如由充電組態端子c 0至c 3判定的組合充電組態值C = 0組態充電端子cin 1至cin 4，使得不管輸出選擇組態端子s 1至s k 之值如何，該等端子各自在每一時脈週期被定時。類似地，如由充電組態端子c 0至c 3判定的組合充電組態值C = 1組態充電端子cin 1至cin 4，使得充電端子cin 1(「C1」)在輸出選擇端子s 1、s 5、s 9或s 13經設定為邏輯高時在每一時脈週期被定時，充電端子cin 2(「C2」)在輸出選擇組態端子s 2、s 6、s 10或s 14經設定為邏輯高時在每一時脈週期被定時，諸如此類。作為另一實例，如由充電組態端子c 0至c 3判定的組合充電組態值C = 2組態充電端子cin 1至cin 4，使得充電端子cin 1在輸出選擇組態端子s 1、s 2、s 9或s 10中之任一者經設定為邏輯高時在每一時脈週期被定時，諸如此類。
參考圖10A，脈衝組態端子pw 0及pw 1用於判定在每一時脈週期期間用於啟動每一雷射二極體的脈衝偏移及脈衝寬度。耦接在脈衝組態端子pw 0與接地之間的第一電阻器值組態與在可組態脈衝雷射二極體驅動器1002之時脈端子處接收到的時脈信號之負時脈邊緣的脈衝偏移。耦接在脈衝組態端子pw 1與接地之間的第二電阻器值判定啟動相應雷射二極體之每一高電流脈衝的寬度。舉例而言，圖2D說明具有變化之寬度及與信號220之負邊緣的偏移的兩個脈衝223、223’’。
在可組態脈衝雷射二極體驅動器1002內執行之開關可用NFET裝置或PFET裝置來實現。有利地，此開關可使用習知的基於矽或基於碳化矽之開關而非高電壓GAN裝置來實現。在可組態脈衝雷射二極體驅動器1002內執行的信號選路、邏輯及定時功能可使用如熟習此項技術者所了解的恰當信號選路、邏輯及定時電路來執行。
圖10B根據一些實施例展示與圖10A所示的可組態脈衝雷射二極體驅動器1002一起使用的電路之簡化電路示意圖。如上所述，雷射二極體電路1022’通常包括具有陽極及陰極之一或多個雷射二極體D L。雷射二極體D L之陽極之寄生電感表示為電感器L DL。雷射二極體電路1022’之簡化示意表示1022可在本文中使用以簡化圖式。諧振電路1024’通常包括電感器L S、源極電容器C S、旁路電容器C BP及可選阻尼電阻器R Damp，如參考圖1A至圖9B所描述。電感器L S之第一端子直接電連接至源極電容器C S之第一端子。在一些實施例中，源極電容器C S之第二端子經由阻尼電阻器R Damp電耦接至一偏壓電壓(例如，接地)。在其他實施例中，源極電容器C S之第二端子直接電連接至該偏壓電壓。電感器L S之第二端子(「旁路」)直接電連接至旁路電容器C BP之第一端子。旁路電容器C BP之第二端子直接電連接至源極電容器C S之第二端子。諧振電路1024’之充電端子(「充電」)直接電連接至源極電容器C S之第一端子。如所指示，諧振電路1024’之簡化示意表示1024可在本文中使用以簡化圖式。
圖11根據一些實施例展示涉及當圖10A之可組態脈衝雷射二極體驅動器1002在其經組態為16通道驅動器1102以驅動兩個四倍組雷射二極體封裝(各自成共陰極組態)時的簡化電路示意圖1100之一實例。通常，電路1100包括作為圖10A之可組態脈衝雷射二極體驅動器1002的16通道實施之可組態脈衝雷射二極體驅動器(「驅動器」) 1102、四個雷射二極體電路1122a至1122d之第一分組(即，第一「四倍組」)、四個雷射二極體電路1122e至1122h之第二分組(即，第二四倍組)、組態電阻器R1、R2、可選控制器1120及四個LCR電路1124a至1124d，前述各者如所示地連接。可選控制器1120類似於上述的控制器120。亦展示出時脈信號及/或控制信號(指示為抽象的方形波信號)、高電壓偏壓位準Vdd、低電壓偏壓位準Vss、輸入電壓信號Vin及信號選路Cin1至Cin4、Anode 1至Anode 4及Cathode 1至Cathode 2的指示。
可選控制器1120可操作以將諸如邏輯狀態及時脈信號之數位信號提供至驅動器1102 (例如，如時脈及s 0-s 3端子處之抽象的方形波信號、Vdd及Vss所指示)。在一些實施例中，可選控制器1120可為或可包括可程式化記憶體裝置或計數器電路。在一些此類實施例中，可選控制器1120為經組態以將組態資料提供至驅動器1102之可程式化記憶體裝置，且由驅動器1102接收之時脈信號係提供自除可選控制器1120以外的來源(例如，來自未示出的時脈產生電路或振盪器)。電路1100之一些元件已自圖11省略以簡化描述，但應理解為存在。
雷射二極體電路1122a至1122h中之每一者與圖10B所示之雷射二極體電路1022’相同。類似地，LCR電路1124a至1124d中之每一者與圖10B所示之諧振電路1024’相同。
驅動器1102控制雷射二極體電路1122a至1122h之原理類似於參考圖1B所展示及描述的原理。即，每一LCR電路1124a至1124d具有與脈衝雷射二極體驅動器102之諧振電路類似的功能性，該諧振電路包括電感器L S、旁路電容器C BP、源極電容器C S及阻尼電阻器R Damp。類似地，每一雷射二極體四倍組1122a至1122d及1122e至1122h類似於脈衝雷射二極體驅動器102之雷射二極體D L。
根據在驅動器1102之時脈端子處接收到的時脈信號，雷射二極體電路1122a至1122h的開關類似於藉由如參考圖1B所展示及描述的雷射二極體開關M DL實現的雷射二極體D L之開關。LCR電路1124a至1124d的開關類似於藉由圖1B之旁路開關M BP實現的圖1B所示之諧振電路之開關。
組態電阻器R1、R2之值組態所發射的雷射脈衝之所需脈衝寬度及所發射的雷射脈衝與在驅動器1102之時脈端子處接收到的時脈信號之下降時脈邊緣之偏移。組態位元m 0至m 1、e 0至e 1及c 0至c 1被拉(例如，「硬接線」或由控制器1120動態地控制)至邏輯高值(例如，使用高偏壓電壓Vdd)或邏輯低值(例如，使用低偏壓電壓Vss)，使得驅動器1102以M = 2，E =3，C = 0之所需組態設定操作，如圖11所示，其中模式組態值M為由模式組態端子m 0至m 1設定之十進位值，分組組態值E為由分組組態端子e 0至e 1設定之十進位值，且充電組態值C為由充電組態端子c 0至c 1設定之十進位值。
圖15所示之表1500關於組態值之每一組合規定16通道驅動器1102之各種組態。如圖11所示，參考表1500，模式組態值M = 2將驅動器1102組態如下：驅動端子row 1及row 9將雷射二極體電路1122a、1122e之相應陽極(Anode 1)電耦接至LCR電路1124a之旁路端子以接收旁路信號；驅動端子row 2及row 10將雷射二極體電路1122b、1122f之相應陽極(Anode 2)電耦接至LCR電路1124b之旁路端子以接收旁路信號；驅動端子row 7及row 15將雷射二極體電路1122c、1122g之相應陽極(Anode 3)電耦接至LCR電路1124c之旁路端子以接收旁路信號；驅動端子row 8及row 16將雷射二極體電路1122d、1122h之相應陽極(Anode 4)電耦接至LCR電路1124d之旁路端子以接收旁路信號；包含row 3至row 6之驅動端子將雷射二極體電路1122a至1122d之相應陰極(Cathode 1)選擇性地(即，根據脈衝信號)耦接至接地(即，Vss)；且包含row 11至row 14之驅動端子將雷射二極體電路1122e至1122h之相應陰極(Cathode 2)選擇性地(即，根據脈衝信號)電耦接至接地。因此，類似於圖1B之脈衝雷射二極體驅動器102，可組態脈衝雷射二極體驅動器1102藉由控制雷射二極體電路1122a至1122h之相應陰極處的時脈信號來阻斷或允許通過雷射二極體電路1122a至1122h之相應電流。
參考圖15之表1500，充電組態值C = 0將驅動器1102組態如下：充電端子cin 1控制在每一時脈週期期間輸送至LCR電路1124a之充電端子的電流(Cin1)；充電端子cin 2控制在每一時脈週期期間輸送至LCR電路1124b之充電端子的電流(Cin2)；充電端子cin 3控制在每一時脈週期期間輸送至LCR電路1124c之充電端子的電流(Cin3)；且充電端子cin 4控制在每一時脈週期期間輸送至LCR電路1124d之充電端子的電流(Cin4)。在每一時脈週期期間，LCR電路1124a至1124d之相應電容器根據輸入電壓端子vin處的輸入電壓Vin被充電。
參考圖15之表1500，分組組態值E = 3組態驅動器1102，使得每八個鄰近的驅動端子(例如，row 1至row 8及row 9至row 16)由在輸出選擇端子s 0至s 3處接收到的輸出選擇信號一起驅動。即，對於雷射二極體電路1122a至1122d與1122e至1122h之間的輸出選擇，輸出選擇端子s 3變為LSB。
圖12根據一些實施例展示涉及圖11之可組態16通道雷射二極體驅動器1102在其經組態以驅動包含八個雷射二極體(成共陽極組態)之單個陣列時的簡化電路示意圖1200之另一實例。通常，電路1200包括可組態脈衝雷射二極體驅動器1102、具八個雷射二極體之單個雷射二極體陣列1222、組態電阻器R1、R2、可選控制器1120及單個LCR電路1224，前述各者如所示地連接。亦展示時脈信號及/或控制信號(指示為抽象的方形波信號)、高電壓偏壓位準Vdd、低電壓偏壓位準Vss、輸入電壓信號Vin及信號選路Cin1、Anode 1及Cathode 1至Cathode 8之指示。電路1200之一些元件已自圖12省略以簡化描述，但應理解為存在。
雷射二極體陣列1222之每一雷射二極體電路與圖10B所示之雷射二極體電路1022’相同。類似地，LCR電路1224與圖10B所示之諧振電路1024’相同。
驅動器1102對雷射二極體陣列1222之雷射二極體的控制類似於參考圖1B及/或圖4B所展示及描述的控制。即，LCR電路1224具有與脈衝雷射二極體驅動器102之諧振電路類似的功能性，該諧振電路包括電感器L S、旁路電容器C BP、源極電容器C S及阻尼電阻器R Damp。雷射二極體陣列1222之雷射二極體中之每一者類似於脈衝雷射二極體驅動器102之雷射二極體D L及寄生電感L DL。根據在驅動器1102之時脈端子處接收到的時脈信號，藉由如參考圖1B所展示及描述的開關雷射二極體開關M DL，與雷射二極體D L類似地對雷射二極體陣列1222之雷射二極體進行控制。藉由圖1B之開關旁路開關M BP，與圖1B所示之諧振電路類似地對LCR電路1224進行控制。
組態電阻器R1、R2之值組態所發射的雷射脈衝之所需脈衝寬度及所發射的雷射脈衝與在驅動器1102之時脈端子處接收到的時脈信號之下降時脈邊緣之偏移。在所示之實例中，驅動器1102以M = 1，E =1，C = 3之所要組態設定操作，其中模式組態值M為由模式組態端子m 0至m 1設定之十進位值，分組組態值E為由分組組態端子e 0至e 1設定之十進位值，且充電組態值C為由充電組態端子c 0至c 1設定之十進位值。
如圖12所示，參考圖15之表1500，模式組態值M = 1將驅動器1102組態如下：驅動端子row 2、row 4、row 6、row 8、row 10、row 12、row 14及row 16將雷射二極體陣列1222之雷射二極體之相應陽極電耦接至LCR電路1224之旁路端子以提供旁路信號；且包含row 1、row 3、row 5、row 7、row 9、row 11、row 13及row 15之驅動端子控制雷射二極體陣列1222之相應陰極Cathode 1至Cathode 8。驅動端子row 17連結至接地(Vss)。
參考圖15之表1500，充電組態值C = 3組態驅動器1102，使得充電端子cin 1至cin 4共同地控制輸送至LCR電路1224之充電端子的電流。因此，對於輸出選擇端子s 0至s 3之任何值，電荷將被供應至LCR電路1224之充電端子。
參考圖15之表1500，分組組態值E = 1組態驅動器1102，使得每兩個鄰近的驅動端子(例如，row 1及row 2、row 3及row 4等)被一起選擇。因此，達成對雷射二極體陣列之每一雷射二極體1222之單獨控制。即，若輸出選擇端子s 0經設定為邏輯高值且所有其他輸出選擇端子s 1至s 3經設定為邏輯低值，則脈衝信號及旁路信號將分別地且根據時脈週期而僅出現在驅動端子row 1及row 2上。
圖13根據一些實施例展示涉及圖11之可組態脈衝雷射二極體驅動器1102在其經組態以驅動包含十六個雷射二極體(成共陽極組態)之單個陣列時的簡化電路示意圖1300之另一實例。通常，電路1300包括可組態脈衝雷射二極體驅動器1102、具十六個雷射二極體之單個雷射二極體陣列1322、組態電阻器R1、R2、可選控制器1120及單個LCR電路1324，前述各者如所示地連接。亦展示時脈信號及/或控制信號(指示為抽象的方形波信號)、高電壓偏壓位準Vdd、低電壓偏壓位準Vss、輸入電壓信號Vin及信號選路Cin1、Anode 1及Cathode 1至Cathode 16之指示。電路1300之一些元件已自圖13省略以簡化描述，但應理解為存在。雷射二極體電路1322之每一雷射二極體電路與圖10B所示之雷射二極體電路1022’相同。類似地，LCR電路1324與圖10B所示之諧振電路1024’相同。
驅動器1102對雷射二極體電路1322之雷射二極體的控制類似於參考圖12關於雷射二極體陣列1222所展示及描述的控制。
在所示之實例中，驅動器1102以M = 0，E = 0，C = 0之所要組態設定操作，其中模式組態值M為由模式組態端子m 0至m 1設定之十進位值，分組組態值E為由分組組態端子e 0至e 1設定之十進位值，且充電組態值C為由充電組態端子c 0至c 1設定之十進位值。
如圖13所示，參考圖15之表1500，模式組態值M = 0將驅動器1102組態如下：驅動端子row 17將雷射二極體電路1322之雷射二極體之相應陽極電耦接至LCR電路1324之旁路端子；且驅動端子row 1至row 16控制雷射二極體電路1322之相應陰極Cathode 1至Cathode 16。
參考圖15之表1500，充電組態值C = 0組態驅動器1102，使得充電端子cin 1至cin 4共同控制輸送至LCR電路1324之充電端子的電流。因此，對於輸出選擇端子s 0至s 3之任何值，電荷將被供應至LCR電路1324之充電端子。
參考圖15之表1500，分組組態值E = 0組態驅動器1102，使得每一驅動端子(例如，row 1、row 2、row 3等)被單獨地驅動。然而，對於驅動器1102之每一時脈週期，旁路信號出現在驅動端子row 17處。因此，對雷射二極體電路1322之每一雷射二極體的單獨控制係基於對驅動端子row 1至row 16的控制來達成。
圖14根據一些實施例展示涉及圖10A之可組態脈衝雷射二極體驅動器1002在其經組態以驅動64列VCSEL雷射二極體陣列(成共陽極組態)時的簡化電路示意圖1400之一實例。通常，電路1400包括作為圖10A之可組態脈衝雷射二極體驅動器1002之實施的可組態脈衝雷射二極體驅動器1402、64列VCSEL雷射二極體陣列1452、組態電阻器R1、R2、可選控制器1120及LCR電路1424，前述各者如所示地連接。可選控制器1120類似於上述的控制器120。可選控制器1120可操作以將諸如邏輯狀態及時脈信號之數位信號提供至驅動器1402。在一些實施例中，可選控制器1120可為或可包括可程式化記憶體裝置。在一些此類實施例中，該可選控制器為經組態以將組態資料提供至驅動器1402之可程式化記憶體裝置，且由驅動器1402接收之時脈信號係提供自除可選控制器1120以外的來源(例如，來自未示出的時脈產生電路或振盪器)。亦展示時脈信號及/或控制信號(指示為抽象的方形波信號)、高電壓偏壓位準Vdd、低電壓偏壓位準Vss、輸入電壓信號Vin及信號選路Cin1、Anode 1及Cathode 1至Cathode 64之指示。電路1400之一些元件已自圖14省略以簡化描述，但應理解為存在。
雷射二極體陣列1452之每一雷射二極體表示VCSEL陣列之一列雷射二極體(其可具有幾百個發射體)，但操作大體上類似於圖10B所示之雷射二極體電路1022。類似地，LCR電路1424與圖10B所示之諧振電路1024’相同。因此，驅動器1402對雷射二極體陣列1452之雷射二極體的控制類似於參考圖1B及/或圖4B所展示及描述的控制。即，LCR電路1324具有與脈衝雷射二極體驅動器102之諧振電路類似的功能性，該諧振電路包括電感器L S、旁路電容器C BP、源極電容器C S及阻尼電阻器R Damp。類似地，雷射二極體陣列1452之每一列雷射二極體類似於脈衝雷射二極體驅動器102之雷射二極體D L。
驅動器1402對雷射二極體陣列1452之多列雷射二極體的控制類似於參考圖12關於雷射二極體陣列1222所展示及描述的控制。
組態電阻器R1、R2之值組態所發射的雷射脈衝之所需脈衝寬度及所發射的雷射脈衝與在驅動器1402之時脈端子處接收到的時脈信號之下降時脈邊緣之偏移。在所示之實例中，驅動器1402以M = 0，E =0，C = 0之所要組態設定操作，其中模式組態值M為由模式組態端子m 0至m 1設定之十進位值，分組組態值E為由分組組態端子e 0至e 1設定之十進位值，且充電組態值C為由充電組態端子c 0至c 1設定之十進位值。
圖16A至圖16B所示之表1600關於組態值之每一組合規定驅動器1402之各種組態。在表1600內，‘P’指示脈衝信號且‘B’表示旁路信號。另外，‘CX’指示電荷在每一時脈週期期間(例如，在正部分期間)輸送至充電端子cin 1至cin 4中之每一者，‘C1’指示電荷在每一時脈週期期間輸送至充電端子cin 1，‘C2’指示電荷在每一時脈週期期間輸送至充電端子cin 2，諸如此類。
如圖14所示，參考圖16A至圖16B之表1600，模式組態值M = 0如下所述地組態驅動器1402：包含row 65至row 68之驅動端子將雷射二極體陣列1452之相應陽極電耦接至LCR電路1424之旁路端子以接收旁路信號；且包含row 1至row 64之驅動端子控制VCSEL雷射二極體陣列1452之相應陰極Cathode 1至Cathode 64以接收脈衝信號。
參考圖16A至圖16B之表1600，充電組態值C = 0組態驅動器1402，使得充電端子cin 1至cin 4共同地控制輸送至LCR電路1424之充電端子的電流。
參考圖16A至圖16B之表1600，分組組態值E = 0組態驅動器1402，使得每一驅動接腳(例如，row 1、row 2、row 3等)被單獨地驅動。因此，對VCSEL雷射二極體陣列1452之每一列雷射二極體的單獨控制係根據在選擇端子s 0至s 5處接收到的信號來驅動。然而，基於驅動器1402之凸塊圖案，可組合多個具有四個通道之分組，使得每一四通道分組與相應凸塊相關聯。舉例而言，驅動端子row 1至row 4可電連接至Bump1，驅動端子row 5至row 8可電連接至Bump2，諸如此類。
圖17為根據一些實施例的圖14所示之可組態脈衝雷射二極體驅動器1402之實現的一部分之照片1700。圖14之可組態脈衝雷射二極體驅動器1402有利地經設計以直接接合墊至接合墊地連接至具有80µm間距接合墊之VCSEL雷射二極體陣列。在一些實施例中，針對可組態脈衝雷射二極體驅動器1002/1102/1402之最終後端處理利用再分佈層(RDL)以實現CMOS金屬處理層與接合墊之間的最終連接。藉由改變此最終後端RDL層，具有320µm凸塊間距的完全不同凸塊的晶圓級晶片尺寸封裝(WLCSP)可藉由例如將64個輸出端子按四個成一組來有利地組態，從而得到能夠生成40 Amp 1至5ns脈衝之16通道邊緣發光二極體驅動器。因為在此類實施例中，僅有17個輸出端(16個可程式化，一個非程式化)，所以RDL映射使輸出選擇組態位元s 0-s 5向左移位，從而產生四個輸出選擇組態端子s 0-s 3，該等端子判定16個驅動端子row 1至row 16中之哪些端子被選擇。在一些實施例中，一或多個額外的組態端子經設定為作為RDL映射之一部分的各種組態值，以將可組態脈衝雷射二極體驅動器1002/1102/1402組態成16通道、64通道或其他通道數目模式。
另外，許多四倍組雷射二極體封裝具有在封裝之任一側上的兩個陽極連接，及在封裝中心的大共陰極連接。因此，例如，與RDL映射之凸塊組態結合的模式組態值M=2有利地創建與此等雷射二極體封裝之信號及實體對應。
圖18A為先前技術共陽極雷射二極體2-D陣列(「共陽極雷射二極體陣列」) 1820之簡化示意表示。共陽極雷射二極體陣列1820包括 n個列Row 1至Row n ，每一列具有 m個雷射二極體1822。在一些實施例中，雷射二極體1822中之每一者為垂直腔表面發射雷射。在其他實施例中，雷射二極體1822中之每一者為邊緣發光雷射。對於共陽極雷射二極體陣列1820之每一列，每一列Row 1至Row n 之 m個雷射二極體1822具有共陰極連接(如圖18C所示且在下文所論述)。即，Row 1之 m個雷射二極體1822之每一陰極共同連接至第一列陰極節點1824a，Row 2之 m個雷射二極體1822之每一陰極共同連接至第二列陰極節點1824b，且Row n 之 m個雷射二極體1822之每一陰極連接至第 n列陰極節點1824 n。共陽極雷射二極體陣列1820之 m× n個雷射二極體1822的陽極中之每一者連接至共陽極節點1828。在一些實施例中，列數目 n等於1、2、4、8、16、32、64、100、128或另一列數目，且每列的雷射二極體1822之數目 m等於1、2、4、8、16、32、64、100、128或另一雷射二極體數目。共陽極雷射二極體陣列1820之細節將參考圖18C來展示及描述。
圖18B為先前技術共陰極雷射二極體2-D陣列(「共陰極雷射二極體陣列」) 1830之簡化示意表示。共陰極雷射二極體陣列1830包括 n個列Row 1至Row n ，每一列具有 m個雷射二極體1822。對於共陰極雷射二極體陣列1830之每一列，每一列Row 1至Row n 之 m個雷射二極體1822具有共陽極連接(如圖18D所示及下文所論述)。即，Row 1之 m個雷射二極體1822之每一陽極共同連接至第一列陽極節點1834a，Row 2之 m個雷射二極體1822之每一陽極共同連接至第二列陽極節點1834b，且Row n 之 m個雷射二極體1822之每一陽極連接至第 n列陽極節點1834 n。共陰極雷射二極體陣列1830之 m× n個雷射二極體1822的陰極中之每一者連接至共陰極節點1838。在一些實施例中，列數目 n等於1、2、4、8、16、32、64、100、128或另一列數目，且每列的雷射二極體1822之數目 m等於1、2、4、8、16、32、64、100、128或另一雷射二極體數目。共陰極雷射二極體陣列1830之細節將參考圖18D來展示及描述。
圖18C為圖18A所示的先前技術共陽極VCSEL陣列1820之簡化電路示意圖。如所示， n個列Row 1至Row n 中之每一者包括 m個雷射二極體。舉例而言，Row 1包括 m個雷射二極體1822a 1至1822a m ，Row 2包括 m個雷射二極體1822b 1至1822b m ，且Row n 包括 m個雷射二極體1822 n 1至1822 n m 。Row 1之 m個雷射二極體的陰極中之每一者共同連接在列陰極節點1824a，Row 2之 m個雷射二極體的陰極中之每一者共同連接在列陰極節點1824b，諸如此類。共陽極雷射二極體陣列1820之 m× n個雷射二極體1822的陽極中之每一者連接至共陽極節點1828。亦展示對應於雷射二極體陣列1820之每一列Row 1至Row n 之接合線電感的表示L DL 1至L DL n 。
圖18D為圖18B所示的先前技術共陰極雷射二極體陣列1830之電路示意圖。如所示， n個列Row 1至Row n 中之每一者包括 m個雷射二極體。舉例而言，Row 1包括 m個雷射二極體1822a 1至1822a m ，Row 2包括 m個雷射二極體1822b 1至1822b m ，且Row n 包括 m個雷射二極體1822 n 1至1822 n m 。Row 1之 m個雷射二極體1822的陽極中之每一者共同連接在列陽極節點1834a，Row 2之 m個雷射二極體1822的陽極中之每一者共同連接在列陽極節點1834b，諸如此類。共陰極雷射二極體陣列1830之 m× n個雷射二極體1822的陰極中之每一者連接至共陰極節點1838。亦展示對應於雷射二極體陣列1830之每一列Row 1至Row n 之接合線電感的表示L DL 1至L DL n 。
圖19為根據一些實施例的脈衝諧振共陽極雷射二極體驅動器1902之簡化電路示意圖。如所示，脈衝共陽極雷射二極體陣列驅動器1902包括參考圖18A及圖18C所描述之共陽極VCSEL雷射二極體陣列1820、電感器L S、源極電容器C S、旁路電容器C BP、源極電容器充電開關M S、旁路開關M BP及 n個雷射二極體開關M DL 1至M DL n 。亦展示節點110、1824 a至1824 n 及1828、可選控制器120及閘極驅動信號，該等閘極驅動信號包括源極開關閘極驅動器信號GATE S、旁路開關閘極驅動器信號GATE BP及雷射二極體開關閘極驅動器信號GATE DL 1至GATE DL n 。共陽極雷射二極體陣列1820包括 n個列Row 1至Row n ，每一列具有 m個雷射二極體1822。 n個列中之每一者中的 m個雷射二極體之陰極共同連接至用於彼列之相應列陰極節點(即，1824 a至1824 n )。共陽極雷射二極體陣列1820之 m× n個雷射二極體1822之所有陽極連接至共陽極節點1828。在一些實施例中，源極開關M S由一電阻器替換，該電阻器與圖1A所示之電阻器R S相同或類似。與使用電阻器R S之實施例相比，主動控制式源極開關M S可操作以有利地對源極電容器C S快速充電以提高脈衝共陽極雷射二極體陣列驅動器1902之重複率。在一些實施例中，主動控制式源極開關M S經實施為有利地不需要自舉電路之P型開關。主動控制式源極開關M S僅在預充電步驟期間(即，在如參考圖3所描述之步驟301期間)且因此在預流通步驟(即，在如參考圖3所描述之步驟302之前)啟動。
在一些實施例中，雷射二極體開關M DL 1至M DL n 及旁路開關M BP使用N型開關來實施，且源極電容器充電開關M S經實施為P型開關，但可使用滿足雷射二極體陣列驅動器1902之開關速度及電流要求的任何類型之開關。
如所示，源極開關M S之第一節點直接電連接至DC輸入電壓Vin。源極開關M S之第二節點直接電連接至源極電容器C S及電感器L S之第一端子。電感器L S之第二端子直接電連接至旁路電容器C BP之第一端子、旁路開關M BP之汲極節點及共陽極雷射二極體陣列1820之共陽極節點1828 (且由此連接至共陽極雷射二極體陣列1820之 m× n個雷射二極體1822的陽極中之每一者)。源極電容器 C S之第二端子經由一直接電連接或經由一可選的阻尼電阻器R Damp耦接至接地。旁路電容器C BP之第二端子直接連接至接地，且旁路開關M BP之源極節點直接連接至接地。Row 1之 m個雷射二極體1822的陰極中之每一者直接電連接至雷射二極體開關M DL 1之汲極節點。Row 2之 m個雷射二極體1822的陰極中之每一者直接電連接至雷射二極體開關M DL 2之汲極節點。類似地，Row n 之 m個雷射二極體1822的陰極中之每一者直接電連接至雷射二極體開關M DL n 之汲極節點。雷射二極體開關M DL 1至M DL n 之每一源極節點直接電連接至接地。
圖20A至圖20C根據一些實施例展示與圖19所示之脈衝共陽極雷射二極體陣列驅動器1902之操作有關的信號之簡化曲線圖2002、2020及2040。在所示之實例中，脈衝共陽極雷射二極體陣列驅動器1902經組態以控制四列陣列(即， n等於4)。曲線圖2002包括時脈信號2004、旁路開關閘極驅動器信號GATE BP2006、第一雷射二極體開關閘極驅動器信號(例如，GATE DL 1) 2008、第二雷射二極體開關閘極驅動器信號(例如，GATE DL 2) 2010、第三雷射二極體開關閘極驅動器信號2012及第四雷射二極體開關閘極驅動器信號(例如，GATE DL n ) 2014。
曲線圖2020包括(例如，列Row 1之)第一電流脈衝2022、(例如，列Row 2之)第二電流脈衝2024、(例如，雷射二極體陣列1820之第三列的)第三電流脈衝2026及雷射二極體陣列1820之(例如，第四列Row n 的)第四電流脈衝2028。每一電流脈衝2022、2024、2026及2028為9 Amp電流脈衝，其使雷射二極體陣列1820之對應列之每一雷射二極體1822發射5ns雷射脈衝。亦展示在0 V至Vin之範圍內的在源極電容器C S處形成之電壓2030、旁路開關閘極驅動器信號GATE BP2006及在圖20C之簡化圖2040中更詳細地展示的感興趣區域2034。
參考圖19，在時脈信號2004之高相期間，源極電容器C S經充電至供電電壓(例如，DC輸入電壓V in)，類似於如參考圖3所描述之步驟301。源極電容器C S所充電至的電壓位準判定後續電流脈衝之振幅。緊接在充電狀態之後，選定列的旁路開關M BP及雷射驅動器開關M DL 1至M DL n 之雷射驅動器開關均被啟用，類似於如參考圖3所描述之步驟302，且電流開始流過電感器L S。此為預流通時間間隔(例如，如參考圖3之步驟302所描述)，在該時間間隔期間，通過電感器L S之電流增大至所需值。下一個時間間隔為類似於如參考圖3所描述之步驟303的脈衝產生步驟，在該步驟期間，旁路開關M BP短時間地斷開，此允許儲存於電感器L S中之能量藉由使共陽極節點1828處之電壓升高而轉移至旁路電容器C BP，由此允許電流脈衝流過選定列中之每一二極體。在電流脈衝間隔後，旁路開關M BP再一次導通以使源極電容器C S中剩餘之能量放電，因此旁路開關M BP及啟用之雷射驅動器開關M DL 1- n 均可安全地斷開(例如，類似於如參考圖3所描述之步驟304)。該循環接著對於時脈信號2004之下一個時脈週期重複，在下一個時脈週期期間，選擇雷射二極體陣列1820之下一列。開關週期(即，如參考圖3所描述)繼續，直至已選擇雷射二極體陣列1820之所有行為止，由此定義雷射二極體陣列1820之順序掃描之框速率。
圖21為根據一些實施例的脈衝共陰極雷射二極體陣列驅動器2102之簡化電路示意圖。如所示，脈衝共陰極雷射二極體陣列驅動器2102包括參考圖18B及圖18D所描述之共陰極雷射二極體陣列1830、電感器L S、源極電容器C S、旁路電容器C BP、源極電容器充電開關M S、旁路開關M BP及 n個雷射二極體開關M DL 1至M DL n 。亦展示節點110、1834 a至1834 n 及1838、可選控制器120及閘極驅動信號，該等閘極驅動信號包括源極開關閘極驅動器信號GATE S、旁路開關閘極驅動器信號GATE BP及雷射二極體開關閘極驅動器信號GATE DL 1至GATE DL n 。
在一些實施例中，雷射二極體開關M DL 1至M DL n 及旁路開關M BP使用P型開關來實施，且源極電容器充電開關M S經實施為N型開關，但可使用滿足雷射二極體陣列驅動器2102之開關速度及電流要求的任何類型之開關。為簡單起見，開關信號極性使得當開關啟用信號為正時，開關接通，或處於低電阻。然而，若使用P型裝置，則開關信號極性可反轉。諸如雷射二極體陣列1830之共陰極雷射二極體陣列需要陰極電壓脈衝相對於每一雷射二極體1822之陽極電壓為負。因此，若雷射二極體陣列1830之每一列選擇性地連接至接地或0伏特，則共陰極節點1838必須在負方向上施加脈衝以發射雷射脈衝。
共陰極雷射二極體陣列1830包括各自具有 m個雷射二極體1822之 n個列Row 1至Row n 。 n個列中之每一列中的 m個雷射二極體之陽極共同連接至彼列之相應列陽極節點(即，1834 a至1834 n )。共陰極雷射二極體陣列1830之 m× n個雷射二極體1822的陰極中之每一者連接至共陰極節點1838。在一些實施例中，源極開關M S由與圖1A所示之電阻器R S相同或類似的電阻器替換。與使用電阻器R S之實施例相比，主動控制式源極開關M S可操作以有利地對源極電容器C S快速充電以提高脈衝共陰極雷射二極體陣列驅動器2102之重複率。在一些實施例中，主動控制式源極開關M S經實施為有利地不需要自舉電路之P型開關。主動控制式源極開關M S僅在預充電步驟期間(即，在如參考圖3所描述之步驟301期間)且因此在預流通步驟之前(即，在如參考圖3所描述之步驟302之前)啟動。
如所示，源極開關M S之第一節點直接電連接至負DC輸入電壓Vin。源極開關M S之第二節點直接電連接至源極電容器C S及電感器L S之第一端子。電感器L S之第二端子直接電連接至旁路電容器C BP之第一端子、旁路開關M BP之第一節點及共陰極雷射二極體陣列1830之共陰極節點1838 (且由此連接至共陰極雷射二極體陣列1830之 m× n個雷射二極體1822的陰極中之每一者)。源極電容器C S之第二端子經由直接電連接或經由可選的阻尼電阻器R Damp耦接至接地。旁路電容器C BP之第二端子直接連接至接地，且旁路開關M BP之第二節點直接連接至接地。Row 1之 m個雷射二極體1822的陽極中之每一者直接電連接至雷射二極體開關M DL 1之第一節點。Row 2之 m個雷射二極體1822的陽極中之每一者直接電連接至雷射二極體開關M DL 2之第一節點。類似地，Row n 之 m個雷射二極體1822的陽極中之每一者直接電連接至雷射二極體開關M DL n 之第一節點。雷射二極體開關M DL 1至M DL n 之每一第二節點直接電連接至接地。
圖22A至圖22C根據一些實施例展示與圖21之脈衝共陰極雷射二極體陣列驅動器2102之操作有關的信號的簡化曲線圖2202、2220及2240。在所示之實例中，脈衝共陰極雷射二極體陣列驅動器2102經組態以控制四列雷射二極體陣列(即， n等於4)。曲線圖2202包括時脈信號2204、旁路開關閘極驅動器信號GATE BP2206、雷射二極體陣列驅動器2102之第一雷射二極體開關閘極驅動器信號(例如，GATE DL 1) 2208、第二雷射二極體開關閘極驅動器信號(例如，GATE DL 2) 2210、第三雷射二極體開關閘極驅動器信號2212，及第四雷射二極體開關閘極驅動器信號(例如，GATE DL n ) 2214。
曲線圖2220包括(例如，列Row 1的)第一電流脈衝2222、(例如，列Row 2的)第二電流脈衝2224、(例如，雷射二極體陣列1830之第三列的)第三電流脈衝2226及雷射二極體陣列1830之(例如，第四列Row n 的)第四電流脈衝2228。每一電流脈衝2222、2224、2226及2228為9 Amp電流脈衝，該電流脈衝使雷射二極體陣列1830之對應列之每一雷射二極體1822發射5ns雷射脈衝。亦展示旁路開關閘極驅動器信號GATE BP2206、在-Vin至0 V之範圍內的源極電容器C S處之電壓2230及感興趣區域2234，該感興趣區域更詳細地展示於圖22C之圖2240中。
參考圖21，在時脈信號2204之高相期間，源極電容器C S經充電至供電電壓(例如，負DC輸入電壓-V in)，類似於如參考圖3所描述之步驟301。源極電容器C S所充電至的電壓位準判定後續電流脈衝之振幅。緊接在充電狀態後，旁路開關M BP及所選列之雷射驅動器開關M DL 1至M DL n 的雷射驅動器開關兩者被啟用，類似於如參考圖3所描述之步驟302，且電流開始流過電感器L S。此為預流通時間間隔(例如，如參考圖3之步驟302所描述)，在該時間間隔期間，通過電感器L S之電流增大至所需值。下一個時間間隔為脈衝產生步驟，類似於如參考圖3所描述之步驟303，在該時間間隔期間，旁路開關M BP短時間地斷開，此允許儲存於電感器L S中之能量藉由使共陽極節點1838處之負電壓升高而轉移至旁路電容器C BP，由此允許電流脈衝流過所選列中之每一二極體。在電流脈衝間隔後，旁路開關M BP再一次導通以使源極電容器C S中剩餘之能量放電，因此旁路開關M BP及啟用之雷射驅動器開關M DL 1- n 均可安全地斷開(例如，類似於如參考圖3所描述之步驟304)。該循環接著對於時脈信號2204之下一個時脈週期重複，在下一個時脈週期期間，選擇雷射二極體陣列1830之下一列。開關週期(即，如參考圖3所描述)繼續，直至已選擇雷射二極體陣列1830之所有行為止，由此定義雷射二極體陣列1830之順序掃描之框速率。
已經詳細地參考所揭示發明之實施例，該等實施例之一或多個實例已在附圖中圖示。每一實例已藉由解釋發明技術之方式提供，而非對發明技術之限制。實際上，儘管本說明書已經關於本發明之特定實施例進行詳細描述，但將了解，熟習此項技術者在理解前述內容之後可容易地想到此等實施例之替代、變化及等效物。舉例而言，圖示或描述為一個實施例之部分的特徵可與另一實施例一起使用以得到又一個實施例。因此，希望發明標的覆蓋在隨附技術方案及其等效物之範疇內的所有此類修改及變化。在不背離更特別地在隨附申請專利範圍中闡述的本發明之範疇的情況下，本發明之此等及其他修改及變化可由一般熟習此項技術者實踐。此外，一般熟習此項技術者將了解，先前描述僅以舉例方式說明，且不欲限制本發明。
101:脈衝雷射二極體驅動器 102:脈衝雷射二極體驅動器 103:脈衝雷射二極體驅動器 110:節點 112:節點 120:控制器 201:簡化曲線圖 202:簡化曲線圖 203:簡化曲線圖 204:簡化曲線圖 205:簡化曲線圖 206:簡化曲線圖 207:簡化曲線圖 220:旁路開關閘極驅動器信號GATE BP220’:旁路開關閘極驅動器信號GATE BP221:雷射二極體開關閘極驅動器信號GATE DL222:電流i LS222’:電流i LS223:電流i DL/高電流脈衝 223’:高電流脈衝 223’’:高電流脈衝 224:源極電壓V S224’:源極電壓V S300:實例開關順序 301:預充電步驟 302:預流通步驟 303:脈衝產生步驟 304:放電步驟 305:步驟 401:脈衝雷射二極體驅動器 402:脈衝雷射二極體驅動器 403:脈衝雷射二極體驅動器 404:脈衝雷射二極體驅動器 410:節點 412:節點 501:脈衝雷射二極體驅動器 502:脈衝雷射二極體驅動器 503:脈衝雷射二極體驅動器 504:脈衝雷射二極體驅動器 510:節點 512:節點 601:脈衝雷射二極體驅動器 602:脈衝雷射二極體驅動器 603:脈衝雷射二極體驅動器 604:脈衝雷射二極體驅動器 610:節點 612:節點 614:節點 701:脈衝雷射二極體驅動器 702:脈衝雷射二極體驅動器 703:脈衝雷射二極體驅動器 704:脈衝雷射二極體驅動器 705:脈衝雷射二極體驅動器 710:節點 712:節點 801:脈衝雷射二極體驅動器 802:脈衝雷射二極體驅動器 810:節點 812:節點 901:脈衝雷射二極體驅動器 902:脈衝雷射二極體驅動器 910:節點 912:節點 1002:可組態脈衝雷射二極體驅動器 1022:簡化示意表示 1022’:雷射二極體電路 1024:簡化示意表示 1024’:諧振電路 1100:電路/簡化電路示意圖 1102:可組態脈衝雷射二極體驅動器 1120:可選控制器 1122a:雷射二極體電路 1122b:雷射二極體電路 1122c:雷射二極體電路 1122d:雷射二極體電路 1122e:雷射二極體電路 1122f:雷射二極體電路 1122g:雷射二極體電路 1122h:雷射二極體電路 1124a:LCR電路 1124b:LCR電路 1124c:LCR電路 1124d:LCR電路 1200:簡化電路示意圖/電路 1222:單個雷射二極體陣列 1224:單個LCR電路 1300:簡化電路示意圖/電路 1322:單個雷射二極體陣列 1324:單個LCR電路 1400:簡化電路示意圖/電路 1402:可組態脈衝雷射二極體驅動器 1424:LCR電路 1452:64列VCSEL雷射二極體陣列 1500:表 1600:表 1700:照片 1820:先前技術共陽極雷射二極體2-D陣列(「共陽極雷射二極體陣列」) 1822:雷射二極體 1822a 1~1822a m:雷射二極體 1822b 1~1822b m:雷射二極體 1822n 1~1822n m:雷射二極體 1824a:第一列陰極節點 1824b:第二列陰極節點 1824n:第n列陰極節點 1828:共陽極節點 1830:共陰極雷射二極體陣列 1834a:第一列陽極節點 1834b:第二列陽極節點 1834n:第n列陽極節點 1838:共陰極節點 1902:脈衝共陽極雷射二極體陣列驅動器 2002:簡化曲線圖 2004:時脈信號 2006:旁路開關閘極驅動器信號GATE BP2008:第一雷射二極體開關閘極驅動器信號 2010:第二雷射二極體開關閘極驅動器信號 2012:第三雷射二極體開關閘極驅動器信號 2014:第四雷射二極體開關閘極驅動器信號 2020:簡化曲線圖 2022:第一電流脈衝 2024:第二電流脈衝 2026:第三電流脈衝 2028:第四電流脈衝 2030:電壓 2034:感興趣區域 2040:簡化曲線圖 2102:脈衝共陰極雷射二極體陣列驅動器 2202:簡化曲線圖 2204:時脈信號 2206:旁路開關閘極驅動器信號GATE BP2208:第一雷射二極體開關閘極驅動器信號(例如，GATE DL 1) 2210:第二雷射二極體開關閘極驅動器信號(例如，GATE DL 2) 2212:第三雷射二極體開關閘極驅動器信號 2214:第四雷射二極體開關閘極驅動器信號(例如，GATEDLn) 2220:簡化曲線圖 2222:第一電流脈衝 2224:第二電流脈衝 2226:第三電流脈衝 2228:第四電流脈衝 2230:源極電容器C S處之電壓 2234:感興趣區域 2240:簡化曲線圖 Anode 1:陽極 Anode 2:陽極 Anode 3:陽極 Anode 4:陽極 Cathode 1～Cathode 64:陰極 C BP:旁路電容器 Cin1:信號選路 Cin2:信號選路 Cin3:信號選路 Cin4:信號選路 C S:源極電容器 clock:時脈端子 cin 1:充電端子 cin 2:充電端子 cin 3:充電端子 cin 4:充電端子 c 0:充電組態端子 c 1:充電組態端子 D L:雷射二極體 D L 1～D L n:雷射二極體 e 0,e 1:分組組態端子 GATE BP:旁路開關閘極驅動器信號 GATE DL:雷射二極體開關閘極驅動器信號 GATE DL 1～GATE DL n:雷射二極體開關閘極驅動器信號 GATE S:源極開關閘極驅動器信號 i DL:電流 i DL 1～i DL n:電流 i LS:電流 L DL:寄生電感 L DL 1～L DL n:寄生電感 L S:電感器 M BP:旁路開關 M DL:雷射二極體開關 M DL 1～M DL n:雷射二極體開關 M S:源極開關/源極電容器充電開關 m 0:模式組態端子 m 1:模式組態端子 pw 0:脈衝組態端子 pw 1:脈衝組態端子 R Damp:阻尼電阻器 Row 1～Row n:列 R S:源極電阻器 R1:組態電阻器 R2:組態電阻器 row 1~row n:驅動端子 s 0～s k:輸出選擇組態端子 vdd:操作電壓端子 vin:輸入電壓端子 V in:DC輸入電壓 -Vin:負DC輸入電壓 V S:源極電壓 vss:偏壓電壓端子
圖1A至圖1C為根據一些實施例的具有第一普通拓撲之脈衝雷射二極體驅動器之簡化電路示意圖。 圖2A至圖2D根據一些實施例展示與圖1A所示的脈衝雷射二極體驅動器之操作有關的信號之簡化曲線圖。 圖3為根據一些實施例的用於操作圖1A至圖1C所示的脈衝雷射二極體驅動器之實例開關順序之一部分。 圖4A至圖4D為根據一些實施例的具有第二普通拓撲之脈衝雷射二極體驅動器之簡化電路示意圖。 圖5A至圖5D為根據一些實施例的具有第三普通拓撲之脈衝雷射二極體驅動器之簡化電路示意圖。 圖6A至圖6D為根據一些實施例的具有第四普通拓撲之脈衝雷射二極體驅動器之簡化電路示意圖。 圖7A至圖7E為根據一些實施例的具有第五普通拓撲之脈衝雷射二極體驅動器之簡化電路示意圖。 圖8A至圖8B為根據一些實施例的具有第六普通拓撲之脈衝雷射二極體驅動器之簡化電路示意圖。 圖9A至圖9B為根據一些實施例的具有第七普通拓撲之脈衝雷射二極體驅動器之簡化電路示意圖。 圖10A為根據一些實施例的可組態脈衝雷射二極體驅動器之簡化電路示意圖。 圖10B根據一些實施例展示與圖10A所示的可組態脈衝雷射二極體驅動器一起使用之電路之簡化電路示意圖。 圖11根據一些實施例展示圖10A之可組態脈衝雷射二極體驅動器在其經組態以驅動兩個四倍組(quad-pack)雷射二極體封裝時的簡化電路示意圖。 圖12根據一些實施例展示圖10A之可組態脈衝雷射二極體驅動器在其經組態以驅動具八個雷射二極體之單個陣列時的簡化電路示意圖。 圖13根據一些實施例展示圖10A之可組態脈衝雷射二極體驅動器在其經組態以驅動具16個雷射二極體之單個陣列時的簡化電路示意圖。 圖14為根據一些實施例的經組態以驅動64列VCSEL雷射二極體陣列之另一可組態脈衝雷射二極體驅動器之簡化電路示意圖。 圖15為根據一些實施例的圖10A之可組態脈衝雷射二極體驅動器之實例組態的表。 圖16A至圖16B為根據一些實施例的圖10A之可組態脈衝雷射二極體驅動器之實例組態之表的部分視圖。 圖17為根據一些實施例的圖14所示之可組態脈衝雷射二極體驅動器之實現的一部分之照片。 圖18A為先前技術共陽極雷射二極體陣列之簡化示意表示。 圖18B為先前技術共陰極雷射二極體陣列之簡化示意表示。 圖18C為圖18A所示的共陽極雷射二極體陣列之簡化電路示意圖。 圖18D為圖18B所示的共陰極雷射二極體陣列之簡化電路示意圖。 圖19為根據一些實施例的脈衝諧振共陽極驅動器之簡化電路示意圖。 圖20A至圖20C根據一些實施例展示與圖19所示之脈衝諧振共陽極驅動器之操作有關的信號之簡化曲線圖。 圖21為根據一些實施例的脈衝諧振共陰極驅動器之簡化電路示意圖。 圖22A至圖22C根據一些實施例展示與圖21所示之脈衝諧振共陰極驅動器之操作有關的信號之簡化曲線圖。
110:節點
120:控制器
1820:先前技術共陽極雷射二極體2-D陣列(「共陽極雷射二極體陣列」)
1822:雷射二極體
1824a:第一列陰極節點
1824b:第二列陰極節點
1824n:第n列陰極節點
1828:共陽極節點
1902:脈衝共陽極雷射二極體陣列驅動器
CBP:旁路電容器
CS:源極電容器
GATEBP:旁路開關閘極驅動器信號
GATEDL 1~GATEDL n:雷射二極體開關閘極驅動器信號
GATES:源極開關閘極驅動器信號
LS:電感器
MBP:旁路開關
MDL 1~MDL n:雷射二極體開關
MS:源極開關/源極電容器充電開關
RDamp:阻尼電阻器
Row1~Rown:列
VS:源極電壓
Vin:DC輸入電壓

Claims (23)

  1. 一種脈衝雷射二極體陣列驅動器，該脈衝雷射二極體陣列驅動器包含： 一電感器，該電感器具有一第一端子及一第二端子，該第一端子經組態以接收一源極電壓； 一源極電容器，該源極電容器具有直接電連接至該電感器之該第一端子以提供該源極電壓之一第一電容器端子及電耦接至接地之一第二電容器端子； 一旁路電容器，該旁路電容器具有直接電連接至該電感器之該第二端子之一第一端子及直接電連接至接地之一第二端子； 一旁路開關，該旁路開關具有直接電連接至該電感器之該第二端子之一第一節點及直接電連接至接地之一第二節點； 一雷射二極體陣列，該雷射二極體陣列包含一或多個列，每一列包含複數個雷射二極體，每一相應雷射二極體之一第一節點共同連接至一單個共同節點，且該一或多個列中之每一列的每一相應雷射二極體之一第二節點共同連接至一相應列節點；及 一或多個雷射二極體開關，每一雷射二極體開關具有直接電連接至一相應列節點之一相應第一節點及直接連接至接地之一相應第二節點； 其中，該一或多個雷射二極體開關及該旁路開關經組態以控制通過該電感器之一電流以生成通過該雷射二極體陣列之每一列的相應高電流脈衝，該等高電流脈衝中之每一者對應於在該雷射二極體陣列之彼列處形成的一諧振波形之一峰值電流。
  2. 如請求項1之脈衝雷射二極體陣列驅動器，其中： 共同連接至該單個共同節點的每一相應雷射二極體之該第一節點為彼雷射二極體之一陽極；且 該一或多個列中之每一列的每一相應雷射二極體之該第二節點為彼雷射二極體之一陰極。
  3. 如請求項2之脈衝雷射二極體陣列驅動器，其中： 該源極電壓為一正電壓。
  4. 如請求項1之脈衝雷射二極體陣列驅動器，其中： 共同連接至該單個共同節點的每一相應雷射二極體之該第一節點為彼雷射二極體之一陰極；且 該一或多個列中之每一列的每一相應雷射二極體之該第二節點為彼雷射二極體之一陽極。
  5. 如請求項4之脈衝雷射二極體陣列驅動器，其中： 該源極電壓為一負電壓。
  6. 如請求項1之脈衝雷射二極體陣列驅動器，其中： 該雷射二極體陣列之每一雷射二極體為一垂直腔表面發射雷射二極體。
  7. 如請求項1之脈衝雷射二極體陣列驅動器，其中： 該雷射二極體陣列之每一雷射二極體為一側面發射雷射二極體。
  8. 如請求項1之脈衝雷射二極體陣列驅動器，其中： 該源極電容器之該第二電容器端子經由一阻尼電阻器電耦接至接地。
  9. 如請求項1之脈衝雷射二極體陣列驅動器，其中： 該源極電容器之該第二電容器端子經由至接地之一直接電連接電耦接至接地。
  10. 如請求項1之脈衝雷射二極體陣列驅動器，該脈衝雷射二極體陣列驅動器進一步包含： 一源極開關，該源極開關具有經組態以接收一DC輸入電壓之一第一節點及直接電連接至該第一電容器端子之一第二節點，該源極開關可操作以在該源極開關已啟用時使用該DC輸入電壓對該源極電容器充電。
  11. 如請求項1之脈衝雷射二極體陣列驅動器，其中： 該一或多個雷射二極體開關為基於矽之場效電晶體。
  12. 一種脈衝雷射二極體陣列驅動器，該脈衝雷射二極體陣列驅動器包含： 一電感器，該電感器具有一第一端子及一第二端子，該第一端子經組態以接收一源極電壓； 一源極電容器，該源極電容器具有直接電連接至該電感器之該第一端子以提供該源極電壓之一第一電容器端子及電耦接至接地之一第二電容器端子； 一旁路電容器，該旁路電容器具有直接電連接至該電感器之該第二端子之一第一端子及直接電連接至接地之一第二端子； 一旁路開關，該旁路開關具有直接電連接至該電感器之該第二端子之一第一節點及直接電連接至接地之一第二節點； 一共陽極雷射二極體陣列，該共陽極雷射二極體陣列包含一或多個列，每一列包含複數個雷射二極體，所有該等雷射二極體之各自陽極共同連接至一單個共陽極節點，且該一或多個列中之每一列的該等雷射二極體中之每一者之各自陰極共同連接至一相應列陰極節點；及 一或多個雷射二極體開關，每一雷射二極體開關具有直接電連接至一相應列陰極節點之一相應第一節點及直接連接至接地之一相應第二節點； 其中，該一或多個雷射二極體開關及該旁路開關經組態以控制通過該電感器之一電流以生成通過該共陽極雷射二極體陣列之每一列的相應高電流脈衝，該等高電流脈衝中之每一者對應於在該共陽極雷射二極體陣列之彼列處形成的一諧振波形之一峰值電流。
  13. 如請求項12之脈衝雷射二極體陣列驅動器，該脈衝雷射二極體陣列驅動器進一步包含： 一源極開關，該源極開關具有經組態以接收一DC輸入電壓之一第一節點及直接電連接至該第一電容器端子之一第二節點，該源極開關可操作以在該源極開關已啟用時使用該DC輸入電壓對該源極電容器充電。
  14. 如請求項12之脈衝雷射二極體陣列驅動器，其中： 該源極電容器之該第二電容器端子經由一阻尼電阻器電耦接至接地。
  15. 如請求項12之脈衝雷射二極體陣列驅動器，其中： 該源極電容器之該第二電容器端子經由至接地之一直接電連接電耦接至接地。
  16. 如請求項12之脈衝雷射二極體陣列驅動器，其中： 該共陽極雷射二極體陣列之每一雷射二極體為一垂直腔表面發射雷射二極體。
  17. 如請求項12之脈衝雷射二極體陣列驅動器，其中： 該共陽極雷射二極體陣列之每一雷射二極體為一側面發射雷射二極體。
  18. 一種脈衝雷射二極體陣列驅動器，該脈衝雷射二極體陣列驅動器包含： 一電感器，該電感器具有一第一端子及一第二端子，該第一端子經組態以接收一源極電壓； 一源極電容器，該源極電容器具有直接電連接至該電感器之該第一端子以提供該源極電壓之一第一電容器端子及電耦接至接地之一第二電容器端子； 一旁路電容器，該旁路電容器具有直接電連接至該電感器之該第二端子之一第一端子及直接電連接至接地之一第二端子； 一旁路開關，該旁路開關具有直接電連接至該電感器之該第二端子之一第一節點及直接電連接至接地之一第二節點； 一共陰極雷射二極體陣列，該共陰極雷射二極體陣列包含一或多個列，每一列包含複數個雷射二極體，所有該等雷射二極體之各自陰極共同連接至一單個共陰極節點，且該一或多個列之每一列的該等雷射二極體中之每一者的各自陽極共同連接至一相應列陽極節點；及 一或多個雷射二極體開關，每一雷射二極體開關具有直接電連接至一相應列陽極節點之一相應第一節點及直接連接至接地之一相應第二節點； 其中， 該一或多個雷射二極體開關及該旁路開關經組態以控制通過該電感器之一電流以生成通過該共陰極雷射二極體陣列之每一列之相應高電流脈衝，該等高電流脈衝中之每一者對應於在該共陰極雷射二極體陣列之彼列處形成的一諧振波形之一峰值電流。
  19. 如請求項18之脈衝雷射二極體陣列驅動器，其中： 該源極電壓為一負電壓。
  20. 如請求項18之脈衝雷射二極體陣列驅動器，其中： 該源極電容器之該第二電容器端子經由一阻尼電阻器電耦接至接地。
  21. 如請求項18之脈衝雷射二極體陣列驅動器，其中： 該源極電容器之該第二電容器端子經由至接地之一直接電連接電耦接至接地。
  22. 如請求項18之脈衝雷射二極體陣列驅動器，其中： 該共陰極雷射二極體陣列之每一雷射二極體為一垂直腔表面發射雷射二極體。
  23. 如請求項18之脈衝雷射二極體陣列驅動器，其中： 該共陰極雷射二極體陣列之每一雷射二極體為一側面發射雷射二極體。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Family Cites Families (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2364301A1 (de) 1973-12-22 1975-06-26 Itt Ind Gmbh Deutsche Mit einer spule geschaltete leuchtdiode
GB1578332A (en) 1976-03-09 1980-11-05 Chloride Group Ltd Automatic electric battery charging apparatus
US4075536A (en) 1976-07-28 1978-02-21 Stevens Carlile R Capacitor charging system
JPH05244097A (ja) 1992-02-12 1993-09-21 Nec Corp Ｅ／ｏアレイの駆動方式
DE19546563C2 (de) 1995-12-13 1997-09-18 Leica Ag Spannungsversorgung für eine Impulsendstufe
US5978393A (en) 1997-08-25 1999-11-02 Digital Optics Corporation Laser diode power output controller and method thereof
US6697402B2 (en) 2001-07-19 2004-02-24 Analog Modules, Inc. High-power pulsed laser diode driver
JP2004253444A (ja) 2003-02-18 2004-09-09 Murata Mfg Co Ltd レーザダイオード駆動用高周波重畳モジュール
US7106769B2 (en) 2003-04-09 2006-09-12 Elantec Semiconductor, Inc. Adjustable power control for laser drivers and laser diodes
US7262584B2 (en) 2004-02-19 2007-08-28 Analog Modules, Inc Efficient fast pulsed laser or light-emitting diode driver
US7372882B2 (en) 2004-04-28 2008-05-13 Renesas Technology Corp. Driving circuit for and semiconductor device for driving laser diode
JP2007266493A (ja) 2006-03-29 2007-10-11 Sumitomo Electric Ind Ltd レーザモジュール
US7889771B2 (en) 2006-07-19 2011-02-15 Asia Optical Co., Inc. Driving device and method
US8564252B2 (en) 2006-11-10 2013-10-22 Cypress Semiconductor Corporation Boost buffer aid for reference buffer
US7711018B2 (en) 2007-12-21 2010-05-04 Microvision, Inc. Method and apparatus for laser diode compensation
US8564155B2 (en) 2009-05-06 2013-10-22 Polar Semiconductor, Inc. Multiple output power supply
US8184670B2 (en) 2009-10-09 2012-05-22 Analog Modules, Inc. Smart linear pulsed laser diode driver, and method
US8299715B2 (en) 2010-05-28 2012-10-30 Omnipulse Technology Corporation Temperature compensated driver for pulsed diode light source
US9214783B2 (en) 2011-03-15 2015-12-15 Sharp Kabushiki Kaisha Light emitting device, lighting system, headlight, and vehicle
TWI565185B (zh) 2012-01-12 2017-01-01 茂達電子股份有限公司 電容之充電電路
US9368936B1 (en) 2013-09-30 2016-06-14 Google Inc. Laser diode firing system
KR101557218B1 (ko) 2014-03-10 2015-10-02 성균관대학교산학협력단 수직 공진 표면 방출 레이저 다이오드 구동 장치 및 구동 방법
JP2016021458A (ja) 2014-07-14 2016-02-04 住友電気工業株式会社 駆動回路及びそれを含む光通信装置
US9667022B1 (en) 2014-08-01 2017-05-30 Nlight, Inc. Distributed laser power architecture for laser diode arrays
JP2016096221A (ja) 2014-11-13 2016-05-26 住友電気工業株式会社 駆動回路
US10246742B2 (en) 2015-05-20 2019-04-02 Quantum-Si Incorporated Pulsed laser and bioanalytic system
US10158211B2 (en) 2015-09-22 2018-12-18 Analog Devices, Inc. Pulsed laser diode driver
US9924568B2 (en) 2016-02-01 2018-03-20 Microsoft Technology Licensing, Llc Diode light source driver
US10673204B2 (en) 2017-03-07 2020-06-02 Sensl Technologies Ltd. Laser driver
US10574026B2 (en) 2017-03-23 2020-02-25 Infineon Technologies Ag Circuit and method for driving a laser diode
US10511142B2 (en) 2017-05-03 2019-12-17 Analog Modules, Inc. Pulsed laser diode drivers and methods
US11769987B2 (en) 2018-08-21 2023-09-26 Semiconductor Components Industries, Llc Methods and systems of driving arrays of diodes
CN112868148A (zh) 2019-03-01 2021-05-28 Gan系统公司 快速脉冲、高电流激光驱动器
US11075502B2 (en) 2019-08-29 2021-07-27 Analog Devices, Inc. Laser diode driver circuit techniques
EP4128455A1 (en) * 2020-03-25 2023-02-08 Silanna Asia Pte Ltd Pulsed laser diode driver
US11444433B2 (en) * 2020-09-08 2022-09-13 Silanna Asia Pte Ltd Configurable pulsed laser diode driver
WO2022219479A1 (en) * 2021-04-12 2022-10-20 Silanna Asia Pte Ltd Pulsed resonant laser diode array driver

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Publication number Publication date
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KR20230170011A (ko) 2023-12-18
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