【技術實現步驟摘要】
本公開實施例涉及光電轉換,尤其涉及一種光探測裝置。
技術介紹
1、光探測裝置是激光探測中的重要組成部分,隨著半導體工藝的迅速發展,將光探測器和電路等集成于芯片,制成高集成度、低成本的光探測裝置成為趨勢。在多種光探測器中,單光子雪崩二極管(single?photon?avalanche?diode,spad)具有極高的增益,從而具有良好的弱信號探測能力和時間分辨能力,在飛行時間測距、熒光壽命成像等場景中得到廣泛應用。spad器件與互補金屬氧化物半導體(complementary?metal?oxidesemiconductor,cmos)工藝兼容,因此spad器件能夠與cmos讀出電路芯片進行集成,從而實現低成本、高性能的spad傳感器。光探測裝置可以包括spad傳感器陣列和讀出芯片,其中,spad傳感器可以進行光電轉換并輸出電信號,讀出芯片可以讀取電信號,進行信號處理和存儲。
2、cmos工藝對讀出芯片的工作電壓造成限制,進而spad輸出的電信號不能超過讀出芯片的工作電壓,否則讀出芯片無法有效工作。spad輸出的電信號電壓與施加在spad兩端的反向偏壓相關,因此受限于讀出芯片的工作電壓,spad反向偏壓也受到較大的限制。spad的性能與施加的反向偏壓大小相關,一般來說,探測效率隨著反向偏壓的升高而增大。若spad工作于低壓環境內,spad中耗盡區的覆蓋范圍較低,會對spad的探測效率、時間抖動等性能參數產生負面影響,進而對光探測裝置產生負面影響。因此如何提供技術方案,以降低光探測器的工作電壓受到的限制,提升光探測器以
技術實現思路
1、有鑒于此,本公開實施例提供一種光探測裝置,能夠提升光探測裝置的性能。
2、本公開實施例還提供了一種光探測裝置,包括:
3、光探測芯片,包括光探測器,適于進行光電轉換,并輸出相應的電信號;
4、讀出芯片,包括讀出電路,適于讀出所述電信號;
5、所述光探測器的工作電壓高于所述光探測器的雪崩擊穿電壓,
6、其中,所述電信號對應的最大電壓,低于所述工作電壓與所述雪崩擊穿電壓的差值。
7、可選地,所述電信號對應的最大電壓正比于過電壓,其中,所述過電壓為工作電壓與雪崩擊穿電壓的差值。
8、可選地,所述光探測裝置還包括:
9、淬滅電路,用于控制所述光探測器的工作狀態,并輸出所述電信號;
10、所述淬滅電路包括多個淬滅電阻,所述電信號對應的最大電壓與過電壓的比值,由所述多個淬滅電阻的阻值確定。
11、可選地,所述淬滅電路還包括:
12、信號輸出端,適于輸出所述電信號,所述信號輸出端設于所述多個淬滅電阻之間,所述信號輸出端與所述讀出電路相連。
13、可選地,至少一個淬滅電阻設于光探測芯片。
14、可選地,所述多個淬滅電阻包括第一淬滅電阻和第二淬滅電阻,所述第一淬滅電阻、第二淬滅電阻以及所述光探測器依次連接;所述淬滅電路還包括信號輸出端,適于輸出電信號,所述信號輸出端設于所述第一淬滅電阻和所述第二淬滅電阻之間。
15、可選地,所述第二淬滅電阻設于所述光探測芯片。
16、可選地,所述讀出芯片還包括第一加壓端,與所述第一淬滅電阻遠離所述第二淬滅電阻的一端相連,適于加載第一供電電壓。
17、可選地,所述光探測芯片還包括第一加壓端,與所述第一淬滅電阻遠離所述第二淬滅電阻的一端相連,適于加載第一供電電壓。
18、可選地,所述光探測芯片還包括第二加壓端,與所述光探測器遠離所述淬滅電路的一端相連,適于加載第二供電電壓,其中,所述第一供電電壓和所述第二供電電壓的差值為所述工作電壓。
19、采用本公開實施例的光探測裝置,通過為光探測芯片中的光探測器加載高于光探測器的雪崩擊穿電壓的工作電壓,可以使所述光探測器發生雪崩擊穿,從而獲得高增益;在所述光探測器雪崩擊穿后,所述光探測芯片可以向讀出芯片的讀出電路輸出對應的電信號,所述電信號對應的最大電壓低于光探測器的工作電壓與雪崩擊穿電壓的差值,從而可以提高光探測器的工作電壓,降低讀出電路對光探測器的工作電壓形成的限制,提升光探測器以及光探測裝置的性能。
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1.一種光探測裝置,其特征在于,包括:
2.根據權利要求1所述的光探測裝置,其特征在于,所述電信號對應的最大電壓正比于過電壓,其中,所述過電壓為工作電壓與雪崩擊穿電壓的差值。
3.根據權利要求2所述的光探測裝置,其特征在于,還包括:
4.根據權利要求3所述的光探測裝置,其特征在于,所述淬滅電路還包括:
5.根據權利要求3所述的光探測裝置,其特征在于,至少一個淬滅電阻設置于所述光探測芯片。
6.根據權利要求3所述的光探測裝置,其特征在于,所述多個淬滅電阻包括第一淬滅電阻和第二淬滅電阻,所述第一淬滅電阻、第二淬滅電阻以及所述光探測器依次連接;
7.根據權利要求6所述的光探測裝置,其特征在于,所述第二淬滅電阻設于所述光探測芯片。
8.根據權利要求7所述的光探測裝置,其特征在于,所述讀出芯片還包括第一加壓端,與所述第一淬滅電阻遠離所述第二淬滅電阻的一端相連,適于加載第一供電電壓。
9.根據權利要求7所述的光探測裝置,其特征在于,所述光探測芯片還包括第一加壓端,與所述第一淬滅電阻遠離所述第二淬滅
10.根據權利要求8或9所述的光探測裝置,其特征在于,所述光探測芯片還包括第二加壓端,與所述光探測器遠離所述淬滅電路的一端相連,適于加載第二供電電壓,其中,所述第一供電電壓和所述第二供電電壓的差值為所述工作電壓。
...【技術特征摘要】
1.一種光探測裝置,其特征在于,包括:
2.根據權利要求1所述的光探測裝置,其特征在于,所述電信號對應的最大電壓正比于過電壓,其中,所述過電壓為工作電壓與雪崩擊穿電壓的差值。
3.根據權利要求2所述的光探測裝置,其特征在于,還包括:
4.根據權利要求3所述的光探測裝置,其特征在于,所述淬滅電路還包括:
5.根據權利要求3所述的光探測裝置,其特征在于,至少一個淬滅電阻設置于所述光探測芯片。
6.根據權利要求3所述的光探測裝置,其特征在于,所述多個淬滅電阻包括第一淬滅電阻和第二淬滅電阻,所述第一淬滅電阻、第二淬滅電阻以及所述光探測器依次連接;
7.根據權利...
【專利技術屬性】
技術研發人員:陳垚江,向少卿,
申請(專利權)人:上海禾賽科技有限公司,
類型:新型
國別省市:
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