一种在光模块生产中快速调试APD偏压的方法技术

本发明专利技术提出了一种在光模块生产中快速调试APD偏压的方法，在APD雪崩击穿后继续慢慢加大电压，记录当前的电压设置值和RSSI值，得到一组数据后进行线性拟合得到一条直线，然后求解出此直线和0轴的交点，此点便是APD对应的VBR电压。使用本申请的方法，调试更快速，且基本能避免传统方法在不同温度下偏高或偏低的问题。同时本发明专利技术在不需要给光也不需要接BERT的情况下，任意温度条件下即可快速准确地调出APD最佳灵敏度的电压，这在实际生产中极大了提高了效率和成本。提高了效率和成本。提高了效率和成本。

【技术实现步骤摘要】
一种在光模块生产中快速调试APD偏压的方法


[0001]本专利技术属于通信半导体
，具体地说，涉及一种在光模块生产中快速调试APD偏压的方法。

技术介绍

[0002]雪崩光电二极管APD的VBR电压定义为无光时加反偏电压当电流达到10uA(有些锗硅APD是100uA)，此时的电压称为VBR，而最佳APD的偏压一般是VBR
‑
3（实际过程中也可进行微调VBR
‑
2等）。
[0003]如图1所示，根据APD的特性我们知道，在高温、常温和低温三种不同的温度下，均有一个最佳的APD电压使得灵敏度最佳，所以生产中调试APD电压的时候，有以下确定电压的方法：一种方法是给一个比较小的光，调节不同的APD电压，通过误码率判断最佳点的位置，然后调试三温分别找到最佳点后进行拟合，得到每一个温度对应的最佳APD电压。此方法理论上是确定APD电压的最佳方法，但在实际过程中有不少弊端，首先就是会浪费大量的时间去扫描三个温度的不同电压，读取BERT的误码率也会增加时间和瞬间误差，另外会经常出现拟合的电压曲线出现抛物线的顶点，则一定存在某点的温度降低而APD电压增加的情况，那么就极容易导致光模块在不接收光的状态下上报一个错的光功率，这对光模块来说是致命的。
[0004]此外，业界当前还有一种使用VBR回退的方法来确定最佳APD电压，具体为：设定一个目标RSSI区间（例如64
‑
192），把APD电压慢慢往上加，当读取的RSSI值在设定目标区间的时候认为此时电压恰好是VBR，然后给一个固定的回退值（一般回退3V或者一个固定的100个DAC设置值），回退后即认为是最佳的APD电压。此方法用起来确实比较方便，但是存在一个很明显的缺陷，就是高低温的时候APD的VBR已经变了，高温变大，低温变小，此方法会导致高低温找的VBR会偏掉。低温很容易把VBR找的偏高，高温容易找低，导致最后APD低温电压会偏高，高温会偏低，也就导致了低温的光功率上报会偏大很多，高温光功率上报偏低。

技术实现思路

[0005]本专利技术针对上述的现有技术在进行光模块调试时操作复杂且容易出现偏离等缺陷，提出了一种在光模块生产中快速调试APD偏压的方法，在APD雪崩击穿后继续慢慢加大电压，记录当前的电压设置值和RSSI值，得到一组数据后进行线性拟合得到一条直线，然后求解出此直线和0轴的交点，此点便是APD对应的VBR电压。
[0006]本专利技术具体实现内容如下：本专利技术提出了一种在光模块生产中快速调试APD偏压的方法，对雪崩光电二极管APD进行调试，具体操作为：步骤1：设置温度从高到低并间隔一定温度区间的三个温度值；步骤2：设定一个判断雪崩光电二极管APD是否被击穿的RSSI判断值；
步骤3：对于设定的每一个温度值对应的环境，在光模块无光的情况下，不断加大输入雪崩光电二极管APD的电压V，使得流经雪崩光电二极管APD的电流I增大；并通过当前RSSI值和设定的RSSI判断值来判断雪崩光电二极管APD是否被击穿，并得到被击穿时的击穿电压B；步骤4：在雪崩光电二极管APD被击穿后，继续加大提供给雪崩光电二极管APD的电压V；并记录继续加大后的电压V的值及对应的当前RSSI值；步骤5：通过记录的数据计算当前温度下流过雪崩光电二极管APD的电流I和电压V，建立电流I与电压V的坐标关系轴，在坐标关系轴上拟合得到关于电流I和电压V的线性关系直线，得到线性关系直线的斜率和截距，然后计算斜率比截距的值的负值，以计算得到的负值作为计算得到的当前温度的下的雪崩光电二极管APD的电压V；以电流I等于0时候的电压V作为雪崩光电二极管APD的VBR电压。
[0007]为了更好地实现本专利技术，进一步地，所述步骤3具体包括以下步骤：步骤3.1：设置DC
‑
DC BOOSTS升压芯片、电阻模块和MCU模块，通过MCU模块的DAC引脚向DC
‑
DC BOOSTS升压芯片的反馈引脚传输一个VPDSET值到来控制DC
‑
DC BOOSTS升压芯片输出电压V，并将电压VPD经过电阻模块后传输到雪崩光电二极管APD的负极上；步骤3.2：对于设定的每一个温度值对应的环境，在光模块无光的情况下，不断加大输入雪崩光电二极管APD的电压V，使得流经雪崩光电二极管APD的电流I增大；步骤3.3：通过当前RSSI值和设定的RSSI判断值来判断雪崩光电二极管APD是否被击穿，并得到被击穿时的击穿电压B。
[0008]为了更好地实现本专利技术，进一步地，所述步骤3.3中计算当前RSSI值的具体操作为：在DC
‑
DC BOOSTS升压芯片的MON引脚连接到MCU模块的RSSI引脚，并在DC
‑
DC BOOSTS升压芯片的MON引脚上搭接接地的电阻R1；通过DC
‑
DC BOOSTS升压芯片的MON引脚来监测雪崩光电二极管APD的电流，并经电阻R1转换成电压后通过RSSI引脚传输给MCU模块，作为当前的RSSI值的反馈。
[0009]为了更好地实现本专利技术，进一步地，所述步骤5的具体步骤为：步骤5.1：计算雪崩光电二极管APD的基础暗电流I0、反偏电压VPD，并通过反偏电压VPD以及击穿电压B计算得到倍增因子M；步骤5.2：通过倍增因子M和基础暗电流I0计算得到流经雪崩光电二极管APD的电流I，并得到流经雪崩光电二极管APD的电流I与倍增因子M和基础暗电流I0之间的换算关系；步骤5.3：通过欧姆定律得到雪崩光电二极管APD的电流I、电压V、电阻模块的电阻R和反偏电压VPD之间的换算关系，结合电流I与倍增因子M和基础暗电流I0之间的换算关系，基于泰勒展开，计算得到如下关系式：；式中，V为输入雪崩光电二极管APD整体电路的电压V；R为电阻模块的电阻值；B为雪崩光电二极管APD的击穿电压；I为流经雪崩光电二极管APD的电流；n为由实际半导体材
料、掺杂分布和入射光波长决定的常数；I0为雪崩光电二极管APD的基础暗电流；步骤5.4：将击穿后的雪崩光电二极管APD的电流I忽略不计，得到如下关系式：；换算得到：；当温度固定时，击穿电压B和电阻R为常数，进而通过记录的数据计算当前温度下流过雪崩光电二极管APD的电流I和电压V，建立电流I与电压V的坐标关系轴，在坐标关系轴上拟合得到关于电流I和电压V的线性关系直线，得到线性关系直线的斜率slope和截距offset；以电流I等于0时候的电压V作为当前温度的雪崩光电二极管APD的VBR电压，即B=
ꢀ‑ꢀ
offset/slope。
[0010]为了更好地实现本专利技术，进一步地，常数n的取值范围为1.5
‑
8。
[0011]为了更好地实现本专利技术，进一步地，所述RSSI判断值取值为200。
[0012]本专利技术与现有技术相比具有以下优点和有益效果：（1）使用本申请的方法，调试更快速，且基本能避免传统方法在不同温度下偏高或偏低的问题。
[0013]（2）在不需要给光也不本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种在光模块生产中快速调试APD偏压的方法，其特征在于，对雪崩光电二极管APD进行调试，具体操作为：步骤1：设置温度从高到低并间隔一定温度区间的三个温度值；步骤2：设定一个判断雪崩光电二极管APD是否被击穿的RSSI判断值；步骤3：对于设定的每一个温度值对应的环境，在光模块无光的情况下，不断加大输入雪崩光电二极管APD的电压V，使得流经雪崩光电二极管APD的电流I增大；并通过当前RSSI值和设定的RSSI判断值来判断雪崩光电二极管APD是否被击穿，并得到被击穿时的击穿电压B；步骤4：在雪崩光电二极管APD被击穿后，继续加大提供给雪崩光电二极管APD的电压V；并记录继续加大后的电压V的值及对应的当前RSSI值；步骤5：通过记录的数据计算当前温度下流过雪崩光电二极管APD的电流I和电压V，建立电流I与电压V的坐标关系轴，在坐标关系轴上拟合得到关于电流I和电压V的线性关系直线，得到线性关系直线的斜率和截距，然后计算斜率比截距的值的负值，以计算得到的负值作为计算得到的当前温度的下的雪崩光电二极管APD的电压V；以电流I等于0时候的电压V作为雪崩光电二极管APD的VBR电压。2.如权利要求1所述的一种在光模块生产中快速调试APD偏压的方法，其特征在于，所述步骤3具体包括以下步骤：步骤3.1：设置DC
‑
DC BOOSTS升压芯片、电阻模块和MCU模块，通过MCU模块的DAC引脚向DC
‑
DC BOOSTS升压芯片的反馈引脚传输一个VPDSET值到来控制DC
‑
DC BOOSTS升压芯片输出电压V，并将电压VPD经过电阻模块后传输到雪崩光电二极管APD的负极上；步骤3.2：对于设定的每一个温度值对应的环境，在光模块无光的情况下，不断加大输入雪崩光电二极管APD的电压V，使得流经雪崩光电二极管APD的电流I增大；步骤3.3：通过当前RSSI值和设定的RSSI判断值来判断雪崩光电二极管APD是否被击穿，并得到被击穿时的击穿电压B。3.如权利要求2所述的一种在光模块生产中快速调试APD偏压的方法，其特征在于，所述步骤3.3中计算当前RSSI值的具体操作为：在DC
‑
DC BOOSTS升压芯片的MON引脚...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡之骏，李古健，解思尧，李思成，高攀，
申请(专利权)人：成都明夷电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：