一种驱动电路制造技术

本公开提供了一种驱动电路，适用于激光器，驱动电路和激光器相连接，驱动电路包括：源跟随器

【技术实现步骤摘要】
一种驱动电路、驱动方法和激光设备


[0001]本公开涉及激光雷达
，尤其涉及一种驱动电路
、
驱动方法和激光设备
。

技术介绍

[0002]激光雷达是激光探测及测距系统的简称，其基于经典的雷达原理，通过激光脉冲发射激光束从而探测目标的位置
、
速度等特征量
。
激光雷达系统通常由激光发射器
、
光接收器和信息处理系统等组成，其具体原理为激光发射器将电脉冲变成光脉冲发射出去，光接收机再把从目标反射回来的光脉冲还原成电脉冲，并与发射信号进行比较，从而对目标进行探测
、
跟踪和识别
。
假设激光雷达光脉冲到达目标的传播距离为
d
，后被反射回探测器进行后续处理，则脉冲发送和接收之间的时间为
t
＝
2d/c
，其中
c
是光在空气中的传播速度，约为
3.0
×
105km/s。
通过测量传播时间
t
，就可以确定目标距离
。
这种技术又称为
TOF(
飞行时间
)
检测
。
[0003]激光雷达的激光器是由专用电路所驱动的，它能够在短时间内提供大量电流，实现这种驱动器最常见的电路拓扑之一是电容器放电谐振电路
。
然而在实际的激光雷达系统中，传统的硅基
MOSFET
开关器件，若具有低导通电阻则器件尺寸比较大，其寄生电容使得开关功率管充电时间过长；且推挽式栅极驱动结构无法快速开启和关断功率开关器件，造成输出脉冲宽，限制了激光雷达的测距分辨率等主要性能指标
。

技术实现思路

[0004]鉴于上述问题，本公开提供了一种驱动电路
、
驱动方法和激光设备
。
[0005]根据本公开的第一个方面，提供了一种驱动电路，适用于激光器，驱动电路和激光器相连接，驱动电路包括：源跟随器
、
第三电阻
、
第一晶体管和第二晶体管；
[0006]源跟随器包括第三晶体管，第三晶体管的源极与第三电阻的第一端相连接，第三晶体管的漏极与电源连接，第三晶体管的栅极用于接收第一输入信号；
[0007]第三电阻的第二端与第一晶体管的栅极相连接；
[0008]第一晶体管的栅极还与第二晶体管的漏极相连接，第一晶体管的漏极与激光器的负极相连接，第一晶体管的源极接地，第一晶体管用于驱动激光器；
[0009]第二晶体管的栅极用于接收脉冲输入信号，第二晶体管的源极接地；
[0010]源跟随器
、
第三电阻和第二晶体管用于控制第一晶体管的状态
。
[0011]可选地，源跟随器用于向第一晶体管的栅极和第二晶体管的漏极施加电压；
[0012]第二晶体管用于在脉冲输入信号为正向脉冲时切换为导通状态；
[0013]第三电阻和第二晶体管用于控制第一晶体管的栅极的电压，在第二晶体管处于导通状态时，使第一晶体管的栅极的电压小于阈值，使第一晶体管处于预导通状态
。
[0014]可选地，源跟随器用于向第一晶体管的栅极和第二晶体管的漏极施加电压；
[0015]第二晶体管用于在脉冲输入信号为负向脉冲时切换为截止状态；
[0016]第三电阻和第二晶体管用于控制第一晶体管的栅极的电压，在第二晶体管处于截
止状态时使第一晶体管的栅极的电压大于阈值，使第一晶体管处于导通状态
。
[0017]可选地，源跟随器用于向第一晶体管的栅极和第二晶体管的漏极施加电压；
[0018]第二晶体管用于在脉冲输入信号由负向脉冲转变为正向脉冲时切换为导通状态；
[0019]第三电阻和第二晶体管用于控制第一晶体管的栅极的电压，在第二晶体管所接收的脉冲输入信号由负向脉冲转变为正向脉冲时，使第一晶体管的栅极的电压小于阈值，使第一晶体管处于预导通状态
。
[0020]可选地，源跟随器还包括：
[0021]第一电阻，第一电阻的第一端与电源相连接，第一电阻的第二端与第三晶体管的栅极相连接；
[0022]第二电阻，第二电阻的第一端与第一电阻的第二端
、
第三晶体管的栅极相连接，第二电阻的第二端接地；
[0023]第一电阻和第二电阻用于控制第三晶体管的栅极的电压
。
[0024]可选地，驱动电路还包括第四晶体管；
[0025]第四晶体管的漏极与第三晶体管的栅极相连接，第四晶体管的栅极用于接收使能信号，第四晶体管的源极接地；
[0026]第四晶体管用于控制第三晶体管的栅极的电压
。
[0027]可选地，第二晶体管用于在脉冲输入信号为正向脉冲时切换为导通状态，用于在脉冲输入信号为负向脉冲时切换为截止状态；
[0028]第四晶体管用于在第二晶体管所接受的输入信号由负向脉冲转变为正向脉冲时接收使能信号时且切换为导通状态，使第三晶体管的栅极的电压小于阈值，使第三晶体管处于截止状态；
[0029]第二晶体管用于在脉冲输入信号由负向脉冲转变为正向脉冲时切换为导通状态，使第一晶体管的栅极的电压小于阈值，使第一晶体管处于截止状态
。
[0030]可选地，第一晶体管
、
第二晶体管
、
第三晶体管和第四晶体管包括
N
型
/
增强型
GaN
高电子迁移率晶体管
。
[0031]根据本公开的第二个方面，提供了一种驱动方法，该方法应用于驱动电路，该驱动电路适用于激光器，驱动电路和激光器相连接，驱动电路包括：第一晶体管，第二晶体管，第三电阻和源跟随器，该方法包括：
[0032]通过源跟随器
、
第三电阻和第二晶体管控制第一晶体管的状态；
[0033]通过第一晶体管驱动激光器
。
[0034]根据本公开的第三个方面，提供了一种驱动设备，包括激光器和如上述的驱动电路；
[0035]激光器和驱动电路相连接
。
附图说明
[0036]为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开中的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图
。
[0037]图1示意性示出了本公开一实施例提供的一种驱动电路的示意图；
[0038]图2示意性示出了本公开一实施例提供的一种驱动电路的工作原理示意图；
[0039]图3示意性示出了本公开一实施例提供的一种驱动电路处于预充电阶段的工作原理示意图；
[0040]图4示意性示出了本公开一实施例提供的一种驱动电路处于充电阶段工作原理示本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种驱动电路，其特征在于，适用于激光器，所述驱动电路和所述激光器相连接，所述驱动电路包括：源跟随器
(10)、
第三电阻
(3)、
第一晶体管
(100)
和第二晶体管
(200)
；所述源跟随器
(10)
包括第三晶体管
(300)
，所述第三晶体管
(300)
的源极与所述第三电阻
(3)
的第一端相连接，所述第三晶体管
(300)
的漏极与电源连接，所述第三晶体管
(300)
的栅极用于接收第一输入信号；所述第三电阻
(3)
的第二端与所述第一晶体管
(100)
的栅极相连接；所述第一晶体管
(100)
的栅极还与所述第二晶体管
(200)
的漏极相连接，所述第一晶体管
(100)
的漏极与激光器的负极相连接，所述第一晶体管
(100)
的源极接地，所述第一晶体管
(100)
用于驱动所述激光器；所述第二晶体管
(200)
的栅极用于接收脉冲输入信号，所述第二晶体管
(200)
的源极接地；所述源跟随器
(10)、
所述第三电阻
(3)
和所述第二晶体管
(200)
用于控制所述第一晶体管
(100)
的状态
。2.
根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，所述源跟随器
(10)
用于向所述第一晶体管
(100)
的栅极和所述第二晶体管
(200)
的漏极施加电压；所述第二晶体管
(200)
用于在所述脉冲输入信号为正向脉冲时切换为导通状态；所述第三电阻
(3)
和所述第二晶体管
(200)
用于控制所述第一晶体管
(100)
的栅极的电压，在所述第二晶体管
(200)
处于导通状态时，使所述第一晶体管
(100)
的栅极的电压小于阈值，使所述第一晶体管
(100)
处于预导通状态
。3.
根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，所述源跟随器
(10)
用于向所述第一晶体管
(100)
的栅极和所述第二晶体管
(200)
的漏极施加电压；所述第二晶体管
(200)
用于在所述脉冲输入信号为负向脉冲时切换为截止状态；所述第三电阻
(3)
和所述第二晶体管
(200)
用于控制所述第一晶体管
(100)
的栅极的电压，在所述第二晶体管
(200)
处于截止状态时使所述第一晶体管
(100)
的栅极的电压大于阈值，使所述第一晶体管
(100)
处于导通状态
。4.
根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，所述源跟随器
(10)
用于向所述第一晶体管
(100)
的栅极和所述第二晶体管
(200)
的漏极施加电压；所述第二晶体管
(200)
用于在所述脉冲输入信号由负向脉冲转变为正向脉冲时切换为导通状态；所述第三电阻
(3)
和所述第二晶体管
(200)
用于控制所述第一晶体管
(100)
的栅极的电压，在所述第二晶体管
(200)
所接收的所述脉冲输入信号由...

【专利技术属性】
技术研发人员：常育宽，袁芳，郭玉洁，寇玉霞，杨沛，张旭，
申请(专利权)人：中国科学院半导体研究所，
类型：发明
国别省市：