[发明专利]一种高速大电流激光器驱动电路及其电流调制方法

说明书

本发明公开一种高速大电流激光器驱动电路及其电流调制方法。该电路通过引入正反馈交叉耦合电容避免了使用传统驱动电路中引入无源电感造成的芯片面积过大的问题，通过串联电阻实现无需Buffer保证下级电路的输入管能工作在饱和区，通过两片驱动单元直接耦合的方式实现对直接调制激光器、调制器的NRZ编码、PAM4编码调制，相比传统驱动电路，在应用范围、芯片成本等方面有很大提升。每片驱动单元包括预驱动放大电路和主驱动放大电路。预驱动放大电路包括6个NMOS管和3个电阻。主驱动放大电路包括6个NMOS管、2个电阻、2个电容。

技术领域

本发明涉及光电集成电路技术领域，具体涉及一种高速大电流激光器驱动电路及其电流调制方法。

背景技术

随着通信网络的快速发展，整个通信网络越来越多的需要用到高带宽、低损耗的光纤通信网络，而激光驱动电路则是整个光纤通信系统中光发射芯片中最为关键的电路。驱动电路的带宽以及能调制的电流大小对输出光信号的质量有着重大影响，驱动电路必须拥有足够的带宽以保证能够正常工作在高速率情况下不会产生码间干扰ISI(Inter-symbol Interference)，同时必须拥有一定的增益以获得足够大的调制电流以保证能使激光器工作时拥有足够大的消光比。

但一般来说，大的输出电流意味着输入管的尺寸比较大或者要求输入信号有很大的幅度。一般输入信号幅度有限，而较大的尺寸会不可避免的引入很大的输入电容使得电路的工作速度受限，从而影响输出眼图的质量。

现有的大电流驱动电路基本是采取无源电感峰化或有源负反馈的方式来提升电路带宽，然而采取无源电感峰化的方式会显著的消耗很大的芯片面积，提升芯片的制作成本，采取有源负反馈的方式会消耗较大的功耗，同时会引入稳定性问题。另外，由于现有的大电流驱动电路多使用两级放大器级联的方式，因此会存在共模电平不匹配的问题。而传统解决方式是引入缓冲器，然而这会消耗一定功耗。

发明内容

为了解决传统高速大电流驱动电路中带宽不够的技术问题，本发明提供一种高速大电流激光器驱动电路及其电流调制方法，所属高速大电流激光器驱动电路能避免使用无源电感造成成本提升，避免引入负反馈造成的功耗提升及稳定性的技术问题，避免使用缓冲器减小功耗，同时实现多编码调制功能。

本发明采用以下技术方案实现，一种高速大电流激光器驱动电路，其接收两路高速差分数据信号V_in1、V_in2，输出一路差分驱动电压信号V_o；所述高速大电流激光器驱动电路包括两片直接耦合的驱动单元一和驱动单元二，每片驱动单元包括预驱动放大电路和主驱动放大电路；

所述预驱动放大电路包括：

NMOS管M_1A；

NMOS管M_1B；

电阻R_p1，其一端连接NMOS管M_1A的漏端；

电阻R_p2，其一端连接NMOS管M_1B的漏端；

电阻R_s1，其一端均连接电阻R_p1的另一端和电阻R_p2的另一端，电阻R_s1的另一端接地；

NMOS管M₅，其栅端与漏端连接，所述NMOS管M₅的漏端接外部参考电流源I_B1；

NMOS管M₆，其栅端与漏端连接后还连接NMOS管M₅的源端，NMOS管M₆的源端接负电源V_ss；