光检测装置及系统制造方法及图纸

本申请涉及一种光检测装置及系统，属于光通信技术领域，光检测装置包括：光电流输入端；分别与光电流输入端相连的第一支路和第二支路，第一支路和第二支路分别包括n个镜像设置的MOS管；与第一支路和第二支路相连的控制模块以切换第二支路中n个MOS管的导通或断开；与第一支路相连的第一辅助电流输入端和第二辅助电流输入端，以为第一支路中的MOS管进行电流补偿；以及与第一支路和第二支路相连的第一电流输出端；可以解决传统的光检测装置的动态检测范围较，导致检测精度较低的问题；可以实现在检测PD漏电流和工作电流时导通的MOS管均处于饱和状态，实现漏电流和工作电流的精准检测。测。测。

【技术实现步骤摘要】
光检测装置及系统


[0001]本申请涉及一种光检测装置及系统，属于光通信


技术介绍

[0002]目前，光接收端通常采用光电二极管(Photo diode，PD)将光信号转换为电流信号。由于PD产生的工作电流和漏电流通常比较微弱，且伴随着大量噪声，因此，PD输出的工作电流通常需要输入光检测装置(如跨阻放大器(trans
‑
impedance amplifier，TIA))进行噪声抑制并放大电流，以便检测光强度和/或检测PD漏电流的大小，以判断PD的质量。
[0003]参考图1，传统的光检测装置通常包括两个镜像设置的金氧半场效晶体管(Metal
‑
Oxide
‑
Semiconductor Field
‑
Effect Transistor,MOSFET)，以将PD输出的电流镜像为输出电流I
RSSI
，该输出电流I
RSSI
经过检测电阻R
RSSI
生成检测电压。这样，可以根据检测电压的电压值判断输入PD的光信号的强度。
[0004]由于光检测装置的电流来自于PD，而PD输出的光电流的电流范围从几十uA一直到几个mA，而传统的光检测装置的电流检测范围不够大，对于超出光检测装置的电流检测范围的光电流，光检测装置的检测精度较低。同时，如果光检测装置还需要检测nA级别的PD漏电流，动态范围(nA～mA)该动态范围也远远超出了常规电路的处理范围，同理，光检测装置的检测漏电流的精度也会较低。

技术实现思路

[0005]本申请提供了一种光检测装置及系统，可以解决传统由于光检测装置的电流检测范围较小，导致的对超出该电流检测范围的电流检测精度不高的问题。本申请中，提出了一种自适应结构，在扩展光检测装置的动态检测范围，支持PD漏电流检测的同时，提高检测精度。本申请提供如下技术方案：
[0006]第一方面，提供一种光检测装置，所述光检测装置包括光检测模块，所述光检测模块包括：
[0007]光电流输入端，以接收光电转换装置输出的光电流；
[0008]分别与所述光电流输入端相连的第一支路和第二支路，所述第一支路和所述第二支路分别包括n个MOS管，所述第一支路中的MOS管与所述第二支路中的MOS管镜像设置，所述n为大于或等于3的正整数；
[0009]与所述第一支路和所述第二支路相连的控制模块，以在控制电压的控制下切换所述第二支路中n个MOS管的导通或断开；
[0010]与所述第一支路相连的第一辅助电流输入端和第二辅助电流输入端，以在所述光电流为漏电流的情况下，为所述第一支路中的MOS管进行电流补偿；
[0011]与所述第一支路和所述第二支路相连的第一电流输出端，以基于所述第一电流输出端输出的电流确定所述光电流的电流值。
[0012]可选地，所述第一支路包括第一MOS管和第二MOS管；
[0013]所述第一MOS管分别与所述光电流输入端和所述第一辅助电流输入端相连；
[0014]所述第二MOS管与所述第二辅助电流输入端相连。
[0015]可选地，在对所述光电转换装置进行漏电流检测的情况下，所述控制电压控制所述第二支路中的各个MOS管截止；
[0016]所述第一辅助电流输入端输入的第一辅助电流和所述光电流输入端输入的漏电流使得所述第一MOS管工作在饱和区；
[0017]所述第二辅助电流输入端输入的第二辅助电流使得所述第二MOS管工作在饱和区。
[0018]可选地，所述控制模块包括第一控制开关和第二控制开关；
[0019]在所述第一控制开关断开、且所述第二控制开关导通的情况下，所述第二支路中的各个MOS管截止，所述光检测模块处于漏电流检测模式；
[0020]在所述第二控制开关断开、且所述第一控制开关导通的情况下，所述第二支路中的各个MOS管导通，所述光检测模块处于工作电流检测模式。
[0021]可选地，所述第一控制开关的一端与所述第一支路中各个MOS管的G极相连、另一端与所述第二支路中各个MOS管的G极相连；
[0022]所述第二控制开关的一端与所述第二支路中各个MOS管的G极相连、另一端与电压源相连。
[0023]可选地，所述光检测装置还包括触发模块，以输出控制电压；
[0024]所述触发模块的第一输出端与所述第一控制开关相连，以通过第一控制电压控制所述第一控制开关的导通或断开；
[0025]所述触发模块的第二输出端与所述第二控制开关相连，以通过第二控制电压控制所述第二控制开关的导通或断开。
[0026]可选地，所述光检测模块还包括与所述第一支路和所述第二支路相连的第二电流输出端；
[0027]所述触发模块的输入端通过电压检测电路与所述第二电流输出端相连，以将所述第二电流输出端输出的电流转换为电压信号输入所述触发模块；
[0028]在所述光电流为漏电流的情况下，所述电压检测电路将所述第二电流输出端输出的电流转化为第一电压信号输入所述触发模块，以使所述第一控制电压为低电平、且所述第二控制电压为高电平；
[0029]在所述光电流为工作电流的情况下，所述电压检测电路将所述第二电流输出端输出的电流转化为第二电压信号输入所述触发模块，以使所述第一控制电压为高电平、且所述第二控制电压为低电平。
[0030]可选地，在所述第二支路的数量为至少两个的情况下，每个第二支路对应一组第一控制开关和第二控制开关，且每个第二支路对应一个触发模块和与所述触发模块相连的电压检测电路；
[0031]不同第二支路对应的工作电流检测范围不同，且不同第二支路对应的触发模块对应的翻转电压不同，所述翻转电压是指使得所述第一控制电压和所述第二控制电压发生翻转的电压值。
[0032]可选地，所述电压检测电路包括检测电阻，所述触发模块为施密特触发器；所述检
测电阻的一端分别与所述第二电流输出端和所述触发模块的输入端相连、另一端接地；
[0033]且所述检测电阻的阻值满足下述条件：
[0034]R_det*(I
pd.leak
+Isink1)小于或等于所述施密特触发器的翻转电压；以及R_det*(I_PD+Isink1)大于所述施密特触发器的翻转电压；
[0035]其中，R_det为所述检测电阻的阻值，I
pd.leak
为漏电流，所述Isink1为所述第一辅助电流输入端输入的第一辅助电流，所述I_PD为工作电流。
[0036]可选地，所述第一支路还包括第三MOS管；相应地，所述第二支路包括与所述第三MOS管镜像设置的第三镜像MOS管；所述第二电流输出端与所述第三MOS管和所述第三镜像MOS管相连。
[0037]可选地，所述光检测装置还包括误差放大器，包括：
[0038]第一电压输入端，以接收参考电压；
[0039]第二电压输入端，以接收所述光电转换装本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光检测装置，其特征在于，所述光检测装置包括光检测模块，所述光检测模块包括：光电流输入端，以接收光电转换装置输出的光电流；分别与所述光电流输入端相连的第一支路和第二支路，所述第一支路和所述第二支路分别包括n个MOS管，所述第一支路中的MOS管与所述第二支路中的MOS管镜像设置，所述n为大于或等于3的正整数；与所述第一支路和所述第二支路相连的控制模块，以在控制电压的控制下切换所述第二支路中n个MOS管的导通或断开；与所述第一支路相连的第一辅助电流输入端和第二辅助电流输入端，以在所述光电流为漏电流的情况下，为所述第一支路中的MOS管进行电流补偿；与所述第一支路和所述第二支路相连的第一电流输出端，以基于所述第一电流输出端输出的电流确定所述光电流的电流值。2.根据权利要求1所述的光检测装置，其特征在于，所述第一支路包括第一MOS管和第二MOS管；所述第一MOS管分别与所述光电流输入端和所述第一辅助电流输入端相连；所述第二MOS管与所述第二辅助电流输入端相连。3.根据权利要求2所述的光检测装置，其特征在于，在对所述光电转换装置进行漏电流检测的情况下，所述控制电压控制所述第二支路中的各个MOS管截止；所述第一辅助电流输入端输入的第一辅助电流和所述光电流输入端输入的漏电流使得所述第一MOS管工作在饱和区；所述第二辅助电流输入端输入的第二辅助电流使得所述第二MOS管工作在饱和区。4.根据权利要求1所述的光检测装置，其特征在于，所述控制模块包括第一控制开关和第二控制开关；在所述第一控制开关断开、且所述第二控制开关导通的情况下，所述第二支路中的各个MOS管截止，所述光检测模块处于漏电流检测模式；在所述第二控制开关断开、且所述第一控制开关导通的情况下，所述第二支路中的各个MOS管导通，所述光检测模块处于工作电流检测模式。5.根据权利要求4所述的光检测装置，其特征在于，所述第一控制开关的一端与所述第一支路中各个MOS管的G极相连、另一端与所述第二支路中各个MOS管的G极相连；所述第二控制开关的一端与所述第二支路中各个MOS管的G极相连、另一端与电压源相连。6.根据权利要求4所述的光检测装置，其特征在于，所述光检测装置还包括触发模块，以输出控制电压；所述触发模块的第一输出端与所述第一控制开关相连，以通过第一控制电压控制所述第一控制开关的导通或断开；所述触发模块的第二输出端与所述第二控制开关相连，以通过第二控制电压控制所述第二控制开关的导通或断开。7.根据权利要求6所述的光检测装置，其特征在于，所述光检测模块还包括与所述第一
支路和所述第二支路相连的第二电流输出端；所述触发模块的输入端通过电...

【专利技术属性】
技术研发人员：张智，韩啸，向祥林，
申请(专利权)人：苏州芈图光电技术有限公司，
类型：发明
国别省市：