【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开涉及高侧驱动器电路领域，特别是用于驱动垂直腔面发射激光器(vcsel，vertical cavity surface emitting laser)阵列的高侧驱动器电路领域。
技术介绍
1、激光二极管，特别是vcsel，在各种光学设备(例如接近传感器、飞行时间传感器和红外照明器)中实现。这种光学设备通常可以在便携式设备(例如蜂窝电话、平板电脑、笔记本电脑和智能手机)以及其他工业和汽车应用(例如激光雷达(lidar，light detectionand ranging)系统、客舱传感系统、监控系统和仓库/运输自动化系统)中实现。
2、一些应用可以实现包括成百上千个单独的激光二极管的激光二极管阵列。这样的阵列可能具有相当大的功率要求。
3、然而，用于驱动这种阵列的现有驱动器可能较大、复杂且和昂贵，并且可能是低效的。此外，用于驱动这种阵列的现有驱动器可能具有有限的可扩展性，并且可能不适于提供对阵列内的激光二极管的高度精确的控制和/或寻址。
4、例如，用于驱动这样的阵列的已知驱动器可以包括诸如电流源的电流限制部件和被配置为将电流从源路由到不同输出的开关。然而，对于可能需要相对高的驱动电流的较大阵列，这种驱动器的尺寸可能变得相对较大，例如具有较大的占用空间，并且可能表现出降低的效率。
5、此外，激光二极管的许多应用需要对激光二极管的操作进行精确控制，这可以通过以适当的定时对施加到激光二极管的驱动电流和/或电压电平进行正确且精确的控制来实现。在某些使用情况下，对激光二极管的控制可能是至关
6、然而，已知的驱动器可能特别容易在工艺、温度和/或电源电压方面发生变化。这种变化可能直接影响激光二极管的光学输出，其限制了这种驱动器在眼睛安全最大发射水平下或接近眼睛安全最大辐射水平时驱动激光二极管的适用性。
7、尽管一些激光二极管驱动器电路可以实现对输出电流和电压的某种程度的监测，但是这种监测以及由于所述监测而对二极管的驱动进行的任何调整的实现可能相对较慢并且无效。此外，现有系统在某些情况下可能不稳定，或者在驱动负载时可能需要长的稳定时间(settling time)。
8、因此，希望提供一种精确的、低复杂度和可扩展的驱动器电路，特别适于驱动vcsel阵列的驱动器电路。希望这样的驱动器电路是廉价的、高效的，但具有相对小的占用空间。
9、因此，本公开至少一个方面的至少一个实施例的目的是消除或至少减轻现有技术的上述缺点中的至少一种。
技术实现思路
1、根据本公开的第一方面，提供了一种高侧驱动器电路，包括：调节器电路，其被配置为调节第一晶体管的栅极电压；至少一个第二晶体管，其被配置为驱动负载的高侧；第一缓冲器，其被配置为将第一晶体管的栅极处的电压复制到至少一个第二晶体管的栅极；以及第二缓冲器，其被配置为将负载的高侧处的电压复制到第一晶体管的源极。
2、有利地，所公开的高侧驱动器电路提供了准确、低复杂度且可扩展的驱动器电路，特别适于驱动诸如vcsel的激光二极管阵列。此外，所公开的高侧驱动器电路可以用相对小的占用空间来实现。
3、有利地，因为第一缓冲器和第二缓冲器有效地将第一晶体管和第二晶体管保持在相同的操作点，所以通过第一晶体管的偏置电流有效地与通过至少一个第二晶体管中的每一个的偏置电流相同、通过第二晶体管的多个实例和/或第一晶体管与第二晶体管之间的栅极尺寸的任何变化来缩放。
4、也就是说，被配置为驱动晶体管的第二晶体管镜像第一晶体管的操作。由于第一晶体管由调节器电路调节，所以第一晶体管的偏置电流是已知的，因此能够准确地确定由第二晶体管提供的电流。
5、有利地，因为第一缓冲器和第二缓冲器有效地将第一晶体管和第二晶体管保持在相同的操作点，所以所公开的高侧驱动器电路能够对温度变化进行自补偿。这是因为当第一晶体管和第二晶体管以相同的技术被提供时，例如当电路被实现为单片集成电路设备时，温度的变化可以同等地影响第一晶体管和第二晶体管两者。
6、所述至少一个第二晶体管可以是nmos晶体管。
7、第一晶体管可以是nmos晶体管。
8、有利地，使用nmos而不是pmos晶体管本质上更有效。例如，在用作驱动器时，pmos驱动器晶体管通常需要将栅极电压降低到合适的电平，例如5伏左右，从而使电流能够流过pmos晶体管。这将需要耗散能量，这些能量将不会被另外地提供来驱动负载，从而影响基于pmos驱动器的解决方案的效率。
9、此外，当与同等尺寸的pmos晶体管相比时，nmos晶体管可以实质上更快地切换。
10、第一缓冲器可以被配置为将第一晶体管的栅极-源极电压电平维持在与至少一个驱动晶体管的栅极-源极电压电平基本相同的电压电平。
11、第二缓冲器可以被配置为将第一晶体管的源极-漏极电压电平维持在与至少一个驱动晶体管的源极-漏极电压电平基本相同的电压电平。
12、有利地，第一缓冲器和第二缓冲器的这种配置确保第一晶体管和第二晶体管维持在基本上相同的操作点。这样，通过控制第一晶体管，例如调节偏置电流，可以实现第二晶体管对负载的精确驱动。
13、至少一个第二晶体管的栅极的面积可以大于第一晶体管的栅极面积。
14、例如，为了相对于由至少一个第二晶体管提供的驱动电流来缩放第一晶体管中的偏置电流的量，第二晶体管的栅极可以比第一晶体管的栅极实质上更宽和/或用更多的插指件(finger)来实现，从而使第二晶体管能够具有实质上更高的电流能力。
15、第二缓冲器可以包括第三晶体管，其栅极耦合到第四晶体管的栅极。第三晶体管可以是pmos晶体管，其源极耦合到第一晶体管的源极。第四晶体管可以是pmos晶体管，其源极耦合到至少一个第二晶体管的源极。
16、高侧驱动器电路可以包括被配置为向第一晶体管提供偏置电流的电流源。
17、高侧驱动器电路可以包括用于向电流源提供参考电流的输入。
18、这样的参考电流可以由任何已知的参考(例如片上带隙参考等)提供或从任何已知的参考导出。在一些实施例中，参考电流可以从另一个调节器和/或从片外源提供。
19、高侧驱动器电路可以包括至少一个开关，该至少一个开关可配置为使至少一个第二晶体管停止驱动负载的高侧。
20、至少一个开关可配置为停止输入到第一晶体管的偏置电流。
21、至少一个第二晶体管可以包括被配置为驱动负载的高侧的多个晶体管。
22、也就是说，在一些实施例中，可以实现nmos驱动晶体管的多个实例，以提供足够的电流来驱动激光二极管阵列。
23、根据本公开的第二方面，提供了一种设备，其包括：根据第一方面所述的高侧驱动器电路；以及处理电路，所述处理电本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高侧驱动器电路(100、200、300)，包括：
2.根据权利要求1所述的高侧驱动器电路(100、200、300)，其中，所述至少一个第二晶体管(110、210、310)是NMOS晶体管。
3.根据权利要求1或2所述的高侧驱动器电路(100、200、300)，其中，所述第一晶体管(105、205、305)是NMOS晶体管。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的高侧驱动器电路(100、200、300)，其中，所述第一缓冲器(120、220)被配置为将所述第一晶体管(105、205、305)的栅极-源极电压电平维持在与所述至少一个第二晶体管(110、210、310)的栅极-源极电压电平基本相同的电压电平。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的高侧驱动器电路(100、200、300)，其中，所述第二缓冲器(125、225)被配置为将所述第一晶体管(105、205、305)的源极-漏极电压电平维持在与所述至少一个第二晶体管(110、210、310)的源极-漏极电压电平基本相同的电压电平。
6.根据权利要求1至5中任一项所
7.根据权利要求1至6中任一项所述的高侧驱动器电路(100、200、300)，其中，所述第二缓冲器(125、225)包括第三晶体管(130、230、330)，所述第三晶体管的栅极耦合到第四晶体管(255、355)的栅极，其中：
8.根据权利要求1至7中任一项所述的高侧驱动器电路(100、200、300)，其包括被配置为向所述第一晶体管(105、205、305)提供偏置电流的电流源。
9.根据权利要求8所述的高侧驱动器电路(100、200、300)，其包括用于向所述电流源提供参考电流(IBIAS)的输入。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的高侧驱动器电路(100、200、300)，其包括至少一个开关(320、398)，所述至少一个开关(320、398)可配置为使所述至少一个第二晶体管(110、210、310)停止驱动所述负载的高侧。
11.根据权利要求1至9中任一项所述的高侧驱动器电路(100、200、300)，当其从属于权利要求8时，其中，所述至少一个开关(320、398)可配置为停止输入到所述第一晶体管(105、205、305)的偏置电流。
12.根据任一前述权利要求所述的高侧驱动器电路(100、200、300)，其中，所述至少一个第二晶体管(110、210、310)包括被配置为驱动所述负载的高侧的多个晶体管。
13.一种设备(405)，包括：
14.根据权利要求13所述的设备(405)，其中，所述设备是单片设备。
15.一种系统(400)，包括：
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种高侧驱动器电路(100、200、300)，包括：
2.根据权利要求1所述的高侧驱动器电路(100、200、300)，其中，所述至少一个第二晶体管(110、210、310)是nmos晶体管。
3.根据权利要求1或2所述的高侧驱动器电路(100、200、300)，其中，所述第一晶体管(105、205、305)是nmos晶体管。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的高侧驱动器电路(100、200、300)，其中，所述第一缓冲器(120、220)被配置为将所述第一晶体管(105、205、305)的栅极-源极电压电平维持在与所述至少一个第二晶体管(110、210、310)的栅极-源极电压电平基本相同的电压电平。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的高侧驱动器电路(100、200、300)，其中，所述第二缓冲器(125、225)被配置为将所述第一晶体管(105、205、305)的源极-漏极电压电平维持在与所述至少一个第二晶体管(110、210、310)的源极-漏极电压电平基本相同的电压电平。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的高侧驱动器电路(100、200、300)，其中，所述至少一个第二晶体管(110、210、310)的栅极的面积大于所述第一晶体管(105、205、305)的栅极的面积。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的高侧驱动器电路(100、200、300)，其中，所述第二缓冲...
【专利技术属性】
技术研发人员：多米尼克·鲁克，
申请(专利权)人：AMS欧司朗有限公司，
类型：发明
国别省市：
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