智能像素驱动电路

　　1．SEED驱动电路

　　SEED器件工作电压一般在10V左右，对于SEED驱动电路，只需将CM0S逻辑电平值放大到SEED器件工作所需的电压 即可。

　　图1是SEED驱动电路，当输入IN为高电平时，Q1导通，Q4导通，Q3截止，Q2截止，OUT端输出低电平；当IN为低 电平时，Q1截止，Q3导通，Q2导通，Q4截止，OUT端输出高电平。MOS管的宽长比需满足Q1完全导通时的电流应大 于Q2完全导通时的电流，Q3完全导通时的电流应大于Q4完全导通时的电流的条件，使电路能够翻转。这种驱动电 路静态功耗基本为零，可以达到几百Mb/s的开关速率，非常适合于用在智能像素中。

图1 SEED驱动电路

　　2．VCSEL驱动电路

　　VCSEL是正向工作的二极管，工作时需要提供恒定的驱动电流。由于VCSEL器件的阈值电流很低，驱动电流可在 毫安量级，而且VCSEL列阵可通过控制材料生长技术和制备工艺条件获得均匀的阈值电流和开启电压，所以VCSEL 的驱动电路可以设计得比较简单。VCSEL驱动电路应满足的基本条件为：偏置电流根据VCSEL的阈值电流通过电压 Vbia在0～3 mA之间可调；调制电流在0～5 mA可调；满足VCSEL工作电压（2～3 V）的要求；总功耗尽可能低等。 我们设计的一种VCSEL驱动电路如图2所示，Vbias通过恒流源电路控制VCSEL的偏置电流Ibias,Vmod通过另一个恒 流源电路控制VCSEL的调制s电流Imod。

图2 VCSEL驱动电路

　　从VCSEL驱动电路的电流－电压特性曲线中可以看出，Vbias从0变到5 V时，Ibias在0～2.5 mA之间可调；Vmod 从0到5 V时，Imod在Ibias较低时，调制幅度较大，可达3.5 mA左右，而在Ibias较高时减小为2 mA左右。主要是 因为Ibias高时，由于VCSEL较大的导通电阻（模拟时假定为400Ω）使VCSEL上的压降较大，恒流源电路中PM0S管 的漏源电压降低，导致PMOS管工作在可变电阻区，提供的电流下降。

　　对于Vbias＝1.7V，Vmod＝1.5V，当数据输入端输入0～5 V的脉冲信号时，VCSEL驱动电流脉冲响应的上升和下 降时间大约为0.4 ns，工作频率可达Gb/s。整个电路静态工作电流大约为16 mA，主要是由流过VCSEL中的驱动电 流决定的。

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