[实用新型]一种低电压CMOS工艺下的VCSEL激光器驱动电路

说明书

一种低电压CMOS工艺下的VCSEL激光器驱动电路，包括第一、第二NMOS管，第一、第二、第三、第四PMOS管；第一NMOS管的栅极接第一输入电压，漏极通过电阻、电感接第二电源电压，通过第一电容接第一PMOS管的栅极和漏极，通过第二电容接第三PMOS管的栅极和漏极，源极接电流源；第二NMOS管的栅极接第二输入电压，漏极接第四PMOS管的漏极及激光二极管VCSEL的阳极，源极接电流源；第一PMOS管的漏极接第三PMOS管的源极，源极接第一电源电压，栅极接第二PMOS管的栅极，第二PMOS管的漏极接第四PMOS管的源极，源极接第一电源电压；第三PMOS管的漏极接电流源，栅极接第四PMOS管的栅极。本实用新型实现高电源电压与低电压核心MOS管设计的结合，避免高压MOS管的使用，有效保障高带宽指标。

技术领域

本实用新型涉及光纤数据传输系统中的VCSEL激光驱动ASIC芯片设计领域，具体涉及一种低电压CMOS工艺下的VCSEL激光器驱动电路。

背景技术

光纤通信系统以其具有的大容量等特点，在网络和多媒体通信中得到了飞速的发展，VCSEL激光器以小发散角、高带宽、阈值电流小、易大面阵集成制造等特点在目前光纤通信系统中得到广泛应用。VCSEL激光器的阈值电压典型值在1.6V～2.0V之间，对应驱动芯片的最终输出级需要足够大的电源电压以提供足够的电压裕度，典型为3.3V。在低电压CMOS工艺(例如CMOS 65nm核心电压为1.2V)背景下，设计驱动ASIC电路为了高带宽考虑，不能使用高压MOS管(负载过大降低带宽)，这一矛盾给低电压CMOS工艺下设计激光器驱动芯片带来了难题。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是，为了克服高电源电压与低电压CMOS工艺间的矛盾，提供一种低电压CMOS工艺下的VCSEL激光器驱动电路，实现高电源电压与低电压核心MOS管设计的结合，使驱动电路拥有足够大的电压裕度，提供足够大的输出动态范围，同时避免了高压MOS管的使用，有效保障了高带宽指标。

本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种低电压CMOS工艺下的VCSEL激光器驱动电路，包括第一NMOS管NM1、第二NMOS管NM2，第一PMOS管PM1、第二PMOS管PM2、第三PMOS管PM3、第四PMOS管PM4，第一电容C1、第二电容C2，电阻R1，电感L和激光二极管VCSEL；

所述第一NMOS管NM1的栅极接第一输入电压Vinp，第一NMOS管NM1的漏极一方面通过电阻R1、电感L与第二电源电压VDD2相连，另一方面通过第一电容C1分别与第一PMOS管PM1的栅极和漏极相连接，而且还通过第二电容C2分别与第三PMOS管PM3的栅极和漏极相连接，第一NMOS管NM1的源极与电流源Imod相连接；

所述第二NMOS管NM2的栅极接第二输入电压Vinn，第二NMOS管NM2的漏极与第四PMOS管PM4的漏极相连接，第二NMOS管NM2的源极与电流源Imod相连；

所述第一PMOS管PM1的漏极与第三PMOS管PM3的源极相连接，第一PMOS管PM1的源极接第一电源电压VDD1；

所述第二PMOS管PM2的栅极与第一PMOS管PM1的栅极相连接，第二PMOS管PM2的漏极与第四PMOS管PM4的源极相连接，源极接第一电源电压VDD1；

所述第三PMOS管PM3的漏极与电流源Ibias相连接，第三PMOS管PM3的栅极与第四PMOS管PM4的栅极相连接；

所述激光二极管VCSEL的阳极与第四PMOS管PM4的漏极及第二NMOS管NM2的漏极连接，激光二极管VCSEL的阴极接地。

按上述方案，所述第一电源电压VDD1为3.3V电源电压。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：