一种SPAD等效电路制造技术

本实用新型专利技术提供了一种SPAD等效电路，包括模拟阳极、模拟阴极、单光子雪崩二极管等效电路，所述单光子雪崩二极管等效电路的一端连接所述模拟阳极，另一端连接模拟阴极，还包括：第一电压控制开关、第一电阻、第一电压源；第一电压控制开关的电感第一端与模拟阳极相连、第二端与模拟阴极相连，第一电压控制开关的触点第一端与模拟阳极相连、第二端与所述第一电压源的第一端相连，第一电阻的第一端与第一电压源相连、第二端与模拟阴极相连，基于本实用新型专利技术，在单光子雪崩二极管等效电路中增加支路，模拟出单光子雪崩二极管的二次击穿，在电路中反接电压源，高于二次击穿时，将电路断开，减少电路中其他部分对于仿真结果的影响。

A SPAD Equivalent Circuit

【技术实现步骤摘要】
一种SPAD等效电路
本技术涉及单光子雪崩二极管领域，特别涉及一种SPAD等效电路。
技术介绍
单光子雪崩光电二极管的研究，需要对二极管进行建模，然后对其进行本身的直流仿真来和实际的SPAD器件电流-电压特性进行对比，保证模型本身的合理性和可行性，最后将模型置于相关的淬灭电路中进行仿真，观察雪崩过程，不断调整器件参数拟合实际曲线。为了能够正确的设计淬灭电路和复位电路，需要建立一种准确的SPAD等效电路模型，从而能够准确地仿真SPAD探测器的触发、淬灭和复位过程。对于SPAD等效模型的建立，早期的国内外已经比较成熟的方法是等效电路法，但是在利用等效电路法建立模型的时候，通常只是考虑了器件在雪崩时的直流特性，仿真精度比较低，不能满足实际应用时候的需求。后来早期的等效电路模型被不断地进行改进完善，通过对SPAD探测器工作在盖革模式的电流-电压曲线采用分段线性近似的方法实现了自我保持，但是仍不能很好地模拟SPAD工作在线性区的静态特性并有效解决收敛性问题。
技术实现思路
本技术公开了一种SPAD等效电路，通过在单光子雪崩二极管等效电路中增加支路，可模拟出单光子雪崩二极管的二次击穿，且在电路中反接电压源，在高于二次击穿的情况下，将电路断开，减少电路中其他部分对于仿真结果的影响。本技术实施例提供了一种SPAD等效电路，包括模拟阳极、模拟阴极、单光子雪崩二极管等效电路，所述单光子雪崩二极管等效电路的一端连接所述模拟阳极，另一端连接模拟阴极，还包括：第一电压控制开关、第一电阻、第一电压源；所述第一电压控制开关的电感第一端与所述模拟阳极相连，所述第一电压控制开关的电感第二端与所述模拟阴极相连，所述第一电压控制开关的触点第一端与所述模拟阳极相连，所述第一电压控制开关的触点第二端与所述第一电压源的第一端相连，所述第一电压源的第二端与所述第一电阻的第一端相连，所述第一电阻的第二端与所述模拟阴极相连。优选地：还包括：第二电压源、第二电阻、第二电压控制开关；所述第二电压控制开关的电感第一端与所述模拟阳极相连，所述第二电压控制开关的电感第二端与所述模拟阴极相连，所述第二电压控制开关的触点第一端与所述模拟阳极相连，所述第二电压控制开关的触点第二端与所述第二电压源的第一端相连，所述第二电压源的第二端与所述第二电阻的第一端相连，所述第二电阻的第二端与所述模拟阴极相连。优选地，所述单光子雪崩二极管等效电路包括：第三电压感应开关、第四电压感应开关、第三电阻、第四电阻；所述第三电压控制开关的电感第一端与所述模拟阳极相连，所述第三电压控制开关的电感第二端与所述模拟阴极相连，所述第三电压控制开关的触点并联在所述第三电阻两端，所述第四电压感应开关的电感并联于所述第三电压感应开关的电感两端，所述第四电压感应开关的触点并联在所述第三电阻两端，所述第三电阻与第四电阻相连。优选地，所述单光子雪崩二极管等效电路还包括：单光子雪崩二极管，第五电压感应开关、第六电压感应开关、第七电压感应开关及第五电阻；所述单光子雪崩二极管的第一端和所述模拟阳级相连，所述单光子雪崩二极管第二端与所述第五电阻的第一端相连，所述第五电阻的第二端与所述第六电压感应开关的触点第一端相连，所述第六电压感应开关的触点第二端与所述第七电压感应开关的触点第一端相连，所述第七电压感应开关的触点第二端与所述模拟阴极相连，所述第七电压感应开关的电感两端分别接与所述模拟阳极、阴极两端，所述第六电压感应开关的电感并联与所述第五电阻两端，所述第五电压感应开关的电感并联与所述第三电阻两端，所述第五电压感应开关的触点并联与所述第六电压感应开关的触点两端。优选地，所述单光子雪崩二极管等效电路还包括：光子脉冲入射单元；所述光子脉冲入射单元的第一端与所述第四连，所述光子脉冲入射单元的第二端与所述第三阻相连。优选地，所述单光子雪崩二极管等效电路还包括：第一电容、第二电容及第三电容；所述第一电容的两端分别与所述模拟阴极、阳极相连，所述第二电容的第一端与所述模拟阳极相连，所述第二电容的第二端与所述第三电容的第一端相连，所述第三电容的第二端与所述模拟阴极相连。优选地，所述第三电压感应开关的导通电压为DC66.8V，断开电压为DC66.79V。优选地，所述第七电压感应开关的导通电压为DC66.8V，断开电压为DC66.79V。优选地，所述第一电压源的电压大小为DC66.8V，所述第一电压感应开关的导通DC66.8V，断开电压为DC66.79V。优选地，所述第一电压源的电压大小为DC1.17V，所述第二电压控制开关的导通DC-1.17V，断开电压为DC-1.169V。本技术公开了一种SPAD等效电路，通过在单光子雪崩二极管等效电路中增加支路，可模拟出单光子雪崩二极管的二次击穿，且在电路中反接电压源，在高于二次击穿的情况下，将电路断开，减少电路中其他部分对于仿真结果的影响。附图说明图1是本技术实施例一种SPAD等效电路示意图具体实施方式为使本技术实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施方式中的附图，对本技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本技术保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本技术的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施方式。基于本技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本技术保护的范围。以下结合附图对本技术的具体实施例做详细说明。请参与图1，本技术实施例提供了一种SPAD等效电路，包括模拟阳极ANODE、模拟阴极CATHODE、单光子雪崩二极管等效电路，所述单光子雪崩二极管等效电路的一端连接所述模拟阳极ANDOE，另一端连接模拟阴极CATHODE，还包括：第一电压控制开关W0、第一电阻R0、第一电压源vdc1；所述第一电压控制开关W0的电感第一端与所述模拟阳极ANDOE相连，所述第一电压控制开关W0的电感第二端与所述模拟阴极CATHODE相连，所述第一电压控制开关W0的触点第一端与所述模拟阳极ANDOE相连，所述第一电压控制开关W0的触点第二端与所述第一电压源vdc1的第一端相连，所述第一电压源vdc1的第二端与所述第一电阻R0的第一端相连，所述第一电阻R0的第二端与所述模拟阴极CATHODE相连。所述第一电压源vdc1的电压大小为DC66.8V，所述第一电压感应开关W0的导通DC66.8V，断开电压为DC66.79V，第一电阻R0的阻值为4.993kΩ。当电压高于二次击穿电压时，所述第三电压感应开关W2开关闭合，此时反向偏置电压大于击穿电压vdc1，所述第一电压感应开关W0闭合，此时所述单光子雪崩二极管连同串联所述第一电阻R0将被永久性击穿，“光子”信号输入将会被抑制。优选地：还包括：第二电压源vdc2、第二电阻R1、第二电压控制开关W1；所述第二电压控制开关W1的电感第一端与所述模拟阳极ANDOE相连，所述第二电压控制开关W1的电感第二端与所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种SPAD等效电路，包括模拟阳极、模拟阴极、单光子雪崩二极管等效电路，所述单光子雪崩二极管等效电路的一端连接所述模拟阳极，另一端连接模拟阴极，其特征在于，还包括：第一电压控制开关、第一电阻、第一电压源；所述第一电压控制开关的电感第一端与所述模拟阳极相连，所述第一电压控制开关的电感第二端与所述模拟阴极相连，所述第一电压控制开关的触点第一端与所述模拟阳极相连，所述第一电压控制开关的触点第二端与所述第一电压源的第一端相连，所述第一电压源的第二端与所述第一电阻的第一端相连，所述第一电阻的第二端与所述模拟阴极相连。

【技术特征摘要】
1.一种SPAD等效电路，包括模拟阳极、模拟阴极、单光子雪崩二极管等效电路，所述单光子雪崩二极管等效电路的一端连接所述模拟阳极，另一端连接模拟阴极，其特征在于，还包括：第一电压控制开关、第一电阻、第一电压源；所述第一电压控制开关的电感第一端与所述模拟阳极相连，所述第一电压控制开关的电感第二端与所述模拟阴极相连，所述第一电压控制开关的触点第一端与所述模拟阳极相连，所述第一电压控制开关的触点第二端与所述第一电压源的第一端相连，所述第一电压源的第二端与所述第一电阻的第一端相连，所述第一电阻的第二端与所述模拟阴极相连。2.根据权利要求1所述的一种SPAD等效电路，其特征在于，还包括：第二电压源、第二电阻、第二电压控制开关；所述第二电压控制开关的电感第一端与所述模拟阳极相连，所述第二电压控制开关的电感第二端与所述模拟阴极相连，所述第二电压控制开关的触点第一端与所述模拟阳极相连，所述第二电压控制开关的触点第二端与所述第二电压源的第一端相连，所述第二电压源的第二端与所述第二电阻的第一端相连，所述第二电阻的第二端与所述模拟阴极相连。3.根据权利要求2所述的一种SPAD等效电路，其特征在于，所述单光子雪崩二极管等效电路包括：第三电压感应开关、第四电压感应开关、第三电阻、第四电阻；所述第三电压控制开关的电感第一端与所述模拟阳极相连，所述第三电压控制开关的电感第二端与所述模拟阴极相连，所述第三电压控制开关的触点并联在所述第三电阻两端，所述第四电压感应开关的电感并联于所述第三电压感应开关的电感两端，所述第四电压感应开关的触点并联在所述第三电阻两端，所述第三电阻与第四电阻相连。4.根据权利要求3所述的一种SPAD等效电路，其特征在于，所述单光子雪崩二极管等效电路还包括：单光子雪崩二极管，第五电压感应开关、第六电压感应开关、第七电压感应开关及第五电阻；所述单光子雪崩二极管的第一端和所述模拟阳级...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙利杰，彭彦卿，吴纯，刘建宁，范露，晁鹏飞，王刚，孙西保，
申请(专利权)人：厦门理工学院，
类型：新型
国别省市：福建,35