[發明專利]一種硅基單光子探測器的淬滅與恢復電路及其控制方法

在審

• 申請號: 202210043656.6
• 申請日: 2022-01-14
• 公開（公告）號: CN114337631A
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 唐遵烈;馬華平;鄧光平;郭安然;黃建;張洪博
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第四十四研究所
• 主分類號: H03K17/687
• 分類號: H03K17/687;H03K17/042;G01J11/00
• 代理公司: 重慶樂泰知識產權代理事務所(普通合伙) 50221
• 代理人: 張麗楠

1.一種硅基單光子探測器的淬滅與恢復電路，具有一總輸入端和總輸出端，其特征在于，包括一偏壓電源、一高速驅動器、一負偏差鉗位子電路、一PMOS管和一NMOS管，所述高速驅動器的輸入端為所述總輸入端，所述負偏差鉗位子電路具有一與所述偏壓電源的輸出端電連接的第一端、一與所述高速驅動器的輸出端電連接的第二端以及一與所述PMOS管的柵極電連接的第三端，所述負偏差鉗位子電路的第一端還與所述PMOS管的源極電連接，所述PMOS管的漏極通過一第一電阻與所述NMOS管的漏極電連接，且所述總輸出端形成于所述NMOS管的漏極，所述負偏差鉗位子電路的第二端還與所述NMOS管的柵極電連接，所述NMOS管的柵極通過一第二電阻接地，所述NMOS管的源極接地。

2.根據權利要求1所述的一種硅基單光子探測器的淬滅與恢復電路，其特征在于，所述負偏差鉗位子電路包括一二極管、一第三電阻和一第一電容，所述二極管的負極與第三電阻的一端相連形成所述負偏差鉗位子電路的第一端與所述偏壓電源的輸出端電連接，所述二極管的正極與第三電阻的另一端相連形成所述負偏差鉗位子電路的第三端與所述PMOS管的柵極電連接，所述二極管的正極和第三電阻的另一端還與所述第一電容的一端電連接，所述第一電容的另一端形成所述負偏差鉗位子電路的第二端與所述高速驅動器的輸出端電連接。

3.根據權利要求1所述的一種硅基單光子探測器的淬滅與恢復電路，其特征在于，所述NMOS管的開啟電壓為正，且所述NMOS管的開啟條件為NMOS管的柵極對其源極的電壓大于NMOS管的開啟電壓；所述PMOS管的開啟電壓為負，且所述PMOS管的開啟條件為PMOS管的柵極對其源極的電壓的絕對值大于PMOS管開啟電壓的絕對值。

4.根據權利要求3所述的一種硅基單光子探測器的淬滅與恢復電路，其特征在于，所述高速驅動器具有輸出H電平和輸出L電平兩種狀態，當所述高速驅動器輸出H電平時，所述NMOS管的柵極對其源極的電壓大于NMOS管的開啟電壓，所述NMOS管導通，所述PMOS管的柵極對其源極的電壓的絕對值小于PMOS管開啟電壓的絕對值，所述PMOS管截止，所述總輸出端的輸出電壓為NMOS管漏極的對地電壓；當所述高速驅動器輸出L電平時，所述PMOS管的柵極對其源極的電壓的絕對值大于PMOS管開啟電壓的絕對值，所述PMOS管導通，所述NMOS管的柵極對其源極的電壓小于NMOS管的開啟電壓，所述NMOS管截止，所述總輸出端的輸出電壓等于偏壓電源的輸出電壓。

5.根據權利要求1-4任一項所述的一種硅基單光子探測器的淬滅與恢復電路，其特征在于，當所述硅基單光子探測器工作在門控模式時，還包括一高壓電源、一第二電容和一硅基單光子探測器，所述高壓電源、第四電阻、硅基單光子探測器和第五電阻依次電連接，所述硅基單光子探測器的N極通過第二電容與所述總輸出端電連接，以提供硅基單光子探測器產生雪崩信號及使兩端偏壓恢復而淬滅的大電壓門控信號，所述硅基單光子探測器的P極通過一第五電阻接地，實現所述雪崩信號的取樣。

6.根據權利要求5所述的一種硅基單光子探測器的淬滅與恢復電路，其特征在于，當所述硅基單光子探測器工作在門控模式時，還包括一信號源，所述信號源的輸出端與總輸入端電連接，用于提供一預設脈沖。

7.根據權利要求5所述的一種硅基單光子探測器的淬滅與恢復電路，其特征在于，當所述硅基單光子探測器工作在主動模式時，還包括一雪崩信號檢測與反饋子電路和一第三電容，所述雪崩信號檢測與反饋子電路的輸出端與總輸入端電連接，所述高壓電源的輸出端通過所述第四電阻與硅基單光子探測器的N極電連接，所述硅基單光子探測器的P極與總輸出端電連接，所述硅基單光子探測器的N極還通過所述第三電容與雪崩信號檢測與反饋子電路的輸入端電連接。