[發明專利]一種窄脈寬高重復頻率脈沖電流源的電路結構

在審

• 申請號: 201410324657.3
• 申請日: 2014-07-09
• 公開（公告）號: CN104135253A
• 公開（公告）日: 2014-11-05
• 發明（設計）人: 周海兵;魯華祥;陳剛;邊昳
• 申請（專利權）人: 中國科學院半導體研究所
• 主分類號: H03K7/08
• 分類號: H03K7/08
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 宋焰琴

技術領域

本發明涉及半導體激光器驅動源技術領域，更具體的說，涉及一種窄脈寬高重復頻率大電流低過沖的脈沖電流源電路結構。

背景技術

隨著半導體激光器制造工藝和設計水平的發展，重復頻率高、前沿快、脈寬窄、峰值功率高的半導體激光器在工業、軍事、科研等領域獲得了廣泛應用，特別是在激光測距、激光雷達、激光通信等領域。高功率半導體激光器要獲得一個大能量、窄脈寬的光脈沖，就需要一個能提供良好驅動的脈沖電流源，其不僅要求輸出的電流脈沖有高的重復頻率、快的上升沿、窄的脈沖寬度、一定的幅值，而且輸出的電流脈沖的波形一定要平滑、穩定。

在國內，雖然有采用雪崩晶體管、閘流管或功率MOS管的窄脈沖電流源，其輸出脈寬可達納秒級，但其輸出脈沖信號的前沿、脈寬、頻率、峰值電流等都受限于晶體管本身的參數特性，不能隨意調節。也有采用基于深度電流負反饋的脈沖電流源實現脈沖電流的輸出，但是僅限于微秒級的脈寬和響應時間，無法滿足窄脈寬、高重復頻率的特性

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，針對現有技術的上述脈沖電流源電路脈寬不夠窄，重復頻率不夠高，脈沖高度不夠大，前沿不夠陡峭，過沖過大的缺陷，提供了一種脈沖電流源電路結構，能夠調節脈沖寬度、電流大小以及脈沖頻率，并且具有脈寬窄，重復頻率高，電流大，過沖小，前沿陡峭的特點。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：(不用管)

實施本發明的脈沖電流源電路，具有以下有益效果：

1、使用數模轉換芯片提供基準電壓，通過深度負反饋電路實現了輸出電流大小的數字化控制和調節；

2、使用脈沖生成和整形電路，結合電流鏡結構，實現了對電流脈沖寬度以及脈沖重復頻率的數字化控制和調節；

3、利用專門的基于運放的深度負反饋電路產生恒流源，利用電流鏡電路來復制電流，基本隔絕了輸出負載對反饋恒流電路的影響，從而使電流源模塊輸出電流更穩定，進一步使得電流脈沖更穩定，前沿更陡峭，過沖更?。?!-- SIPO -->

4、通過對變形的電流鏡電路的控制，使脈沖的開關特性作用在MOS管的控制端，而不是直接作用在電流回路上，從而使脈沖電流的頻率更大，脈寬更窄，前沿更陡峭，電流變化范圍更大。

附圖說明

圖1是本發明窄脈寬高重復頻率大電流低過沖的脈沖電流源電路的系統結構示意圖；

圖2是本發明窄脈寬高重復頻率大電流低過沖的脈沖電流源電路的可調基準電壓輸入模塊的結構示意圖；

圖3是本發明窄脈寬高重復頻率大電流低過沖的脈沖電流源電路的電流源模塊的原理示意圖；

圖4是本發明窄脈寬高重復頻率大電流低過沖的脈沖電流源電路的可調脈沖產生和整形模塊的結構示意圖；

圖5是本發明窄脈寬高重復頻率大電流低過沖的脈沖電流源電路的高速選擇模塊和電流鏡模塊的原理示意圖。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，以下結合具體實施例，并參照附圖，對本發明作進一步的詳細說明。

需要說明的是，在附圖或說明書描述中，相似或相同的部分都使用相同的圖號。且在附圖中，以簡化或是方便標示。再者，附圖中未繪示或描述的實現方式，為所屬技術領域中普通技術人員所知的形式。另外，雖然本文可提供包含特定值的參數的示范，但應了解，參數無需確切等于相應的值，而是可在可接受的誤差容限或設計約束內近似于相應的值。

請參閱圖1所示，本發明提供一種窄脈寬高重復頻率大電流低過沖的脈沖電流源的電路結構，包括：

可調基準電壓輸入模塊1，電流源模塊2，可調脈沖產生和整形模塊3，高速選擇模塊4，電流鏡模塊5。其中，所述的可調基準電壓輸入模塊1、電流源模塊2、電流鏡模塊5依次電連接，所述的可調脈沖產生和整形模塊3、高速選擇模塊4、電流鏡模塊5依次電連接。

下面對本發明的一種窄脈寬高重復頻率大電流低過沖的脈沖電流源的各個裝置做進一步說明。

可調基準電壓輸入模塊1是脈沖電流源的輸入接口電路，其功能是將外部輸入的指定電流大小的數字量轉化為電壓模擬量，以驅動后級的電流源模塊2。

電流源模塊2在基準電壓輸入模塊1所產生的基準電壓量控制下，通過深度負反饋原理，產生穩定的、電流大小確定的恒定電流，其電流幅值與基準電壓輸入模塊1的輸出值一一對應。

可調脈沖產生和整形模塊3也是脈沖電流源的輸入接口電路，其功能是將外部輸入的指定電流脈沖寬度和脈沖頻率的數字量轉化為具體的脈沖波形，并且保證邊沿陡峭，以驅動后級的高速選擇模塊4。