本公开涉及一种用于驱动雪崩光电二极管芯片的装置和方法，所述装置可以包括主控单元、温度监测单元和温度调节单元，其中：所述温度监测单元用于监测所述雪崩光电二极管芯片的温度；所述主控单元用于从所述温度监测单元获取所述雪崩光电二极管芯片的温度，并控制所述温度调节单元调节所述雪崩光电二极管芯片的温度；以及所述温度调节单元用于在所述主控单元的控制下调节所述雪崩光电二极管芯片的温度。本公开的用于驱动雪崩光电二极管芯片的装置和方法可以避免由温度变化和偏置电压温度系数的非线性引起的偏置电压非线性误差，因此可以改善雪崩光电二极管的光电转换效率。此外，还可以节省雪崩光电二极管芯片的驱动时间。间。间。
【技术实现步骤摘要】
用于驱动雪崩光电二极管芯片的装置和方法
[0001]本公开一般地涉及雪崩光电二极管
更具体地，本公开涉及一种用于驱动雪崩光电二极管芯片的装置和方法。
技术介绍
[0002]雪崩光电二极管(Avalanche Photo Diode，APD)是光电信号变换的重要桥梁，其能够探测到微弱的光信号，因此雪崩光电二极管作为光电检测器被广泛地应用于光电检测电路。在实际应用中，为了保证雪崩光电二极管的光电转换效率，通常需要使用高压驱动雪崩光电二极管，使其工作在雪崩状态。
[0003]然而，在实际应用中，由于环境温度的变化对雪崩光电二极管的特性有很大的影响，使得雪崩光电二极管的击穿电压会随着环境温度变化而发生变化，并且雪崩光电二极管的击穿电压与环境温度之间呈现非线性变化关系，导致使用传统的升压装置或者方法根据温度的变化对雪崩光电二极管偏置电压进行线性调节会产生较大的误差，从而导致雪崩光电二极管的光电转换效率变差。
[0004]因此，需要研发一种用于驱动雪崩光电二极管芯片的装置和方法，以改善传统的升压装置和方法中雪崩光电二极管的光电转换效率较差的问题。
技术实现思路
[0005]为了解决上面提到的一个或多个技术问题，本公开提供一种用于驱动雪崩光电二极管芯片的装置和方法，以改善传统的升压装置和方法中雪崩光电二极管的光电转换效率较差的问题。
[0006]在第一方面中，本公开提供一种用于驱动雪崩光电二极管芯片的装置，其可以包括主控单元、温度监测单元和温度调节单元，其中：所述温度监测单元用于监测所述雪崩光电二极管芯片的温度；所述主控单元用于从所述温度监测单元获取所述雪崩光电二极管芯片的温度，并控制所述温度调节单元调节所述雪崩光电二极管芯片的温度；以及所述温度调节单元用于在所述主控单元的控制下调节所述雪崩光电二极管芯片的温度。
[0007]在一个示例性的实施方式中，所述主控单元进一步可以用于：当所述雪崩光电二极管芯片的温度与目标温度之间的差值大于等于第一预定值时，利用第一闭环控制，控制所述温度调节单元将所述雪崩光电二极管芯片的温度调节至所述目标温度。
[0008]在一个示例性的实施方式中，所述用于驱动雪崩光电二极管芯片的装置还可以包括：电压监测单元，用于监测所述雪崩光电二极管芯片的偏置电压；电压控制单元，用于控制所述雪崩光电二极管芯片的偏置电压；其中，所述主控单元进一步用于：确定所述温度下所述雪崩光电二极管芯片所需的目标偏置电压；以及基于所述电压监测单元监测到的所述偏置电压，利用第二闭环控制，控制所述电压控制单元将所述雪崩光电二极管芯片的偏置电压调整为所述目标偏置电压。
[0009]在一个示例性的实施方式中，所述电压控制单元可以包括：电压升压单元，用于向
所述雪崩光电二极管芯片输出偏置电压；和可调电阻单元，用作所述电压升压单元的反馈电阻的一部分以调节所述电压升压单元输出的偏置电压；其中，所述主控单元进一步用于：基于监测到的所述偏置电压与所述目标偏置电压之间的差值，动态调整所述可调电阻单元，以控制所述电压升压单元输出的偏置电压至所述目标偏置电压。
[0010]在一个示例性的实施方式中，所述可调电阻单元可以为数字电位器；和/或所述电压升压单元可以包括实现DC/DC转换功能的专用升压芯片。
[0011]在一个示例性的实施方式中，所述主控单元进一步可以用于：当所述雪崩光电二极管芯片的温度与目标温度之间的差值小于第一预定值时，控制所述温度调节单元将所述雪崩光电二极管芯片的温度保持在所述目标温度。
[0012]在一个示例性的实施方式中，所述温度监测单元可以包括数字温度传感器芯片，其紧贴所述雪崩光电二极管芯片设置。
[0013]在一个示例性的实施方式中，所述温度调节单元可以包括：制冷子单元，其贴合至所述雪崩光电二极管芯片，以用于降低所述雪崩光电二极管芯片的温度；以及加热子单元，其贴合至所述雪崩光电二极管芯片，以用于升高所述雪崩光电二极管芯片的温度。
[0014]在一个示例性的实施方式中，所述制冷子单元可以包括半导体制冷片，所述加热子单元可以包括聚酰亚胺膜加热片(PI膜加热片)，并且所述半导体制冷片与所述聚酰亚胺膜加热片交错布置。
[0015]在第二方面中，本公开还提供一种用于驱动雪崩光电二极管芯片的方法，其可以包括：温度监测单元监测所述雪崩光电二极管芯片的温度；以及主控单元基于监测到的所述温度，控制温度调节单元调节所述雪崩光电二极管芯片的温度至目标温度。
[0016]在一个示例性的实施方式中，所述用于驱动雪崩光电二极管芯片的方法还可以包括：当所述雪崩光电二极管芯片的温度与目标温度之间的差值大于等于第一预定值时，所述主控单元利用第一闭环控制，控制所述温度调节单元将所述雪崩光电二极管芯片的温度调节至所述目标温度。
[0017]在一个示例性的实施方式中，所述用于驱动雪崩光电二极管芯片的方法还可以包括：所述主控单元确定所述温度下所述雪崩光电二极管芯片所需的目标偏置电压；以及利用第二闭环控制将所述雪崩光电二极管芯片的偏置电压调整为所述目标偏置电压。
[0018]在一个示例性的实施方式中，所述用于驱动雪崩光电二极管芯片的方法还可以包括：电压监测单元监测所述雪崩光电二极管芯片的偏置电压；所述主控单元基于监测到的所述偏置电压与所述目标偏置电压之间的差值，利用电压控制单元动态调整所述雪崩光电二极管芯片的偏置电压至所述目标偏置电压。
[0019]在一个示例性的实施方式中，所述用于驱动雪崩光电二极管芯片的方法还可以包括：当所述雪崩光电二极管芯片的温度与目标温度之间的差值小于第一预定值时，所述主控单元利用第一闭环控制，控制所述温度调节单元将所述雪崩光电二极管芯片的温度保持在所述目标温度。
[0020]在一个示例性的实施方式中，所述温度调节单元可以包括：制冷子单元，其贴合至所述雪崩光电二极管芯片，以用于降低所述雪崩光电二极管芯片的温度；以及加热子单元，其贴合至所述雪崩光电二极管芯片，以用于升高所述雪崩光电二极管芯片的温度。
[0021]根据本公开的用于驱动雪崩光电二极管芯片的装置和方法通过对雪崩光电二极
管芯片的温度进行闭环调节，可以使雪崩光电二极管芯片在大体上固定的温度以及偏置电压下工作，从而可以避免由温度变化和偏置电压温度系数的非线性引起的偏置电压非线性误差，因此可以改善雪崩光电二极管的光电转换效率。此外，该装置和方法还通过在雪崩光电二极管芯片的温度调节至目标温度之前，利用雪崩光电二极管芯片的偏置电压温度补偿方法，为雪崩光电二极管芯片提供动态偏置电压，从而可以节省雪崩光电二极管芯片的驱动时间。
附图说明
[0022]通过参考附图阅读下文的详细描述，本公开示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本公开的若干实施方式，并且相同或对应的标号表示相同或对应的部分，其中：
[0023]图1是示出根据本公开的示例性实施方式的用于驱动雪崩光电二极管芯片的装置的示本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于驱动雪崩光电二极管芯片的装置，包括主控单元、温度监测单元和温度调节单元，其中：所述温度监测单元用于监测所述雪崩光电二极管芯片的温度；所述主控单元用于从所述温度监测单元获取所述雪崩光电二极管芯片的温度，并控制所述温度调节单元调节所述雪崩光电二极管芯片的温度；以及所述温度调节单元用于在所述主控单元的控制下调节所述雪崩光电二极管芯片的温度。2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述主控单元进一步用于：当所述雪崩光电二极管芯片的温度与目标温度之间的差值大于等于第一预定值时，利用第一闭环控制，控制所述温度调节单元将所述雪崩光电二极管芯片的温度调节至所述目标温度。3.根据权利要求2所述的装置，还包括：电压监测单元，用于监测所述雪崩光电二极管芯片的偏置电压；电压控制单元，用于控制所述雪崩光电二极管芯片的偏置电压；其中，所述主控单元进一步用于：确定所述温度下所述雪崩光电二极管芯片所需的目标偏置电压；以及基于所述电压监测单元监测到的所述偏置电压，利用第二闭环控制，控制所述电压控制单元将所述雪崩光电二极管芯片的偏置电压调整为所述目标偏置电压。4.根据权利要求3所述的装置，其中，所述电压控制单元包括：电压升压单元，用于向所述雪崩光电二极管芯片输出偏置电压；和可调电阻单元，用作所述电压升压单元的反馈电阻的一部分以调节所述电压升压单元输出的偏置电压；其中，所述主控单元进一步用于：基于监测到的所述偏置电压与所述目标偏置电压之间的差值，动态调整所述可调电阻单元，以控制所述电压升压单元输出的偏置电压至所述目标偏置电压。5.根据权利要求4所述的装置，其中，所述可调电阻单元为数字电位器；和/或所述电压升压单元包括实现DC/DC转换功能的专用升压芯片。6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述主控单元进一步用于：当所述雪崩光电二极管芯片的温度与目标温度之间的差值小于第一预定值时，控制所述温度调节单元将所述雪崩光电二极管芯片的温度保持在所述目标温度。7.根据权利要求1
‑
6任一所述的装置，其中，所述温度监测单元包括数字温度传感器芯片，其紧贴所述雪崩光电...
【专利技术属性】
技术研发人员：何火锋，胡攀攀，潘奇，杨俊，
申请(专利权)人：武汉万集信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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