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极速28预测:半导体激光控制器电路原理分析

? 2018年07月03日 10:07 ? 次阅读

极速快3是什么彩票 www.ln0d0.cn 把关键元件(如高性能晶振、SAW滤波器、光放大器、激光二极管)的本机温度限制在窄范围内,可以提高电子系统的精度,一般需要将温度控制在0. 1℃内,激光器的工作精度才能很好地保持在0. 1nm内。本文的设计方案能为大功率半导体激光器提供有效支持,最大电流可达2. 5A.

1半导体激光控制器的设计

激光控制器由受控恒流源,温度监视及控制电路,主控制器及显示器构成。整体结构原理见图1.

半导体激光控制器电路原理分析

图1 激光控制器功能??橥?/p>

1. 1受控恒流源:

为了使激光器输出稳定的激光,对流过激光器的电流要求非常严格,供电电路必须是低噪声的稳定的恒流源。恒流源可以从0A~2. 5A之间连续可调,以适应不同规格的半导体激光器。该恒流源是以大功率的MOS管为核心,激光器作为负载与之串联,通过控制MOS管的栅极,来实现对激光器电流的控制。但MOS管是非线性器件,难以直接控制,因此必须将其转化为线性控制。

如图2所示,在MOS管串联一个0. 1Ω的电阻,用于采样反馈,MOS管的电流变化范围是0A~2.

半导体激光控制器电路原理分析

图2 电子设计图

三菱FX系列PLC -三菱PLC编程手册(FX1S,FX1N,FX2N,FX2NC系列)5A ,输入控制信号的电压范围是0V~5V ,将采样电阻的电压放大20倍正好与输入电压匹配。这样控制电压0V~5V与电流0A~2. 5A之间建立起线性的对应关系。但由于整个反馈是开环系统,十分容易产生自激,因此在采样电阻连一个1μF的电容,破坏自激产生条件、消除自激,并且应采用稳定的电源以减小电压波动。

1. 2温度检测及控制电路

由于温度对激光的品质有很大影响,在电流恒定的情况下,温度每升高1℃,激光波长将增加大约0. 1nm ,而且温度过高将导致激光器老化甚至损坏。

并且激光器是一个电灵敏度高、成本昂贵的器件,因此控制器必须提供监控、限制和过载?;さ哪芰?。

包括:自启动和过流?;?、热电制冷器(thermoeleCTRiCCooler ,TEC)电压、电流和温度的感测。异常工作电路?;员苊饧す馄髟鸹?。值得注意的是:环境温度的变化对激光器的影响,要求控制器具备制冷和制热的能力。通常为使元件温度保持稳定是将把元件封闭在固定温度的恒温槽内。为了提供某种调整容限,其所选温度应高于所有条件下的环境温度。这种方法曾被广泛采用,特别是用在超稳时钟的设计中(如恒温槽控制的晶振)。但高温应用此方法有如下缺点:性能(如噪声因数,速度和寿命)有所降低;环境温度处于中间范围时调整器消耗加热的功率,在环境温度处于低端时需要两倍大的功率;达到稳定温度所需的时间可能相当长。

目前采用半导体TEC来实现,因为它可选择调整温度值处在工作温度范围的中间。TEC可做为热泵或做为热源,这取决于电流方向。某些系统(如冰箱和大功率处理器冷却)只用TEC的冷却特性。另一些应用(如晶振和SAW滤波器)利用热流的两个模式。并且该控制器是真正双向的,使温度从冷端到热端之间没有死区。TEC的驱动电路通常采用“H”桥式,由两个互补的达林顿管或MOS管构成。

对H桥的驱动宜采用开关式驱动方式,开关式驱动方式功耗小、效率高。对于开关式驱动方式可以使用LTC1923等专用芯片驱动。其原理如图3所示。

半导体激光控制器电路原理分析

图3 TEC 电源驱动电路

DRV592是TI(Texas Instruments)公司出品的高效、大功率H桥电源驱动集成块,输出电压范围从2. 8 V到5. 5 V ,最大输出电流为3A.DRV592需要外部PWM触发(兼容TTL逻辑电平),内置过流、欠压和过热(130℃)?;ず偷缙街甘?。业界最小封装(9mm&TImes;9 mm 32脚PowerPADTM扁平封装模式),具有- 40℃到85℃工业用温度范围标准。值得一提的是该芯片集成了4个大功率MOSFET和过载?;さ缏?,与采用分立元件设计(见图3)相比,简化80 %的设计。并且只需添加几个外部元件就能容易地构成精确的温度控制环路用以稳定激光二极管系统?;贒RV592的半导体TEC的电源驱动电路见图4.和图3相比,可以看到基于DRV592的TEC电源驱动电路设计大大简化,并且DRV592还有内置过流、欠压和过热(130°C)?;さ缙街甘?。引脚功能见表1.

半导体激光控制器电路原理分析

图4 典型TEC电源驱动

半导体激光控制器电路原理分析

由于大电流开关电路会产生很大的噪声干扰,为减少干扰,可适当增大开关管的转换时间来降低高频开关噪声。虽然这会使开关效率降低一些,不过用这个代价换来噪声的大幅度改善还是值得的。

另外由于TEC具有热惯性,改变状态会有一定的延迟,会给系统引起振荡。为了消除振荡,可在放大器两端并联积分电路,增加延时,消除振荡产生。要注意的是稳定的温度是由热敏电阻的反馈来决定的,因此要将TEC与热敏电阻封装在一个??橹?,使它们紧密耦合。

温度探测器的精度直接影响温度控制的效果。

温度探测电路部分与恒流源类似,采用NTC(负温度系数)的热敏电阻作为温度探测器。其中用陶瓷粉工艺制作的NTC元件对温度的微小变化有最大的电阻变化。特别是某些陶瓷NTC在其寿命内(经适当老化)具有0. 05℃稳定度。并且与其它温度传感相比,陶瓷NTC的尺寸特别小。然后将热敏电阻串联入一恒流源,对热敏电阻两端电压采样,将温度变换为电信号。原理如图5所示。

半导体激光控制器电路原理分析

图5 温度检测电路

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发表于 2018-06-20 14:51 ? 490次阅读
中国半导体发展积贫积弱已久,“弯道超车”在很多情...

2018中国电子信息博览会与您相约7月 共同探讨...

由中国电子器材有限公司主办、中电会展与信息传播有限公司承办、成都市经济和信息化委员会和成都市博览局协...

发表于 2018-06-20 14:16 ? 1424次阅读
2018中国电子信息博览会与您相约7月 共同探讨...

中国半导体业的一场存储器突围战,是零的突破

按照存储器业的特点,中国把存储器芯片生产线打通是有把握的,然而困难的是产能爬坡的速率,也即产能由试产...

发表于 2018-06-20 11:42 ? 489次阅读
中国半导体业的一场存储器突围战,是零的突破

2018年第1季全球半导体市场表现优于预期的影响

半导体产业专业平台SemiWiki.com报导,如IC Insights由先前预估的年增8.0%,上...

发表于 2018-06-20 11:36 ? 452次阅读
2018年第1季全球半导体市场表现优于预期的影响

“中国制造”稳步发展,倒逼中企独立开发

特朗普政府可以采取正确的战略与中国对抗吗?一位熟悉中国市场的日本银行负责人表示:“中国政府性基金正向...

发表于 2018-06-20 10:54 ? 629次阅读
“中国制造”稳步发展,倒逼中企独立开发

中美贸易战常态化形势对国产半导体产业的短期影响

如上图所示,国产半导体产业链中对美依赖程度较高(国产替代率较低)的有FPGA、GPU、第三代半导体材...

发表于 2018-06-20 10:49 ? 1509次阅读
中美贸易战常态化形势对国产半导体产业的短期影响

半导体产业链9家正式推进IPO 这些厂商备受瞩目

据不完全统计,在这310家企业中涵盖半导体产业链共9家厂商已经过会或是正在推进IPO,将有望在主板、...

发表于 2018-06-20 10:12 ? 2140次阅读
半导体产业链9家正式推进IPO 这些厂商备受瞩目

美国贸易代表办公室公布对华征税清单对电子板块影响...

同时值得关注的是,最终版关税清单删除了建议稿中的电视机征税项,如85284925,85287262等...

发表于 2018-06-20 09:42 ? 883次阅读
美国贸易代表办公室公布对华征税清单对电子板块影响...

半导体产业链九大厂商推进IPO,上海博通和卓胜微...

6月15日,耐威科技发布业绩预告,预计上半年净利为4095万元-4818万元,同比增长约70%-10...

发表于 2018-06-20 09:34 ? 1018次阅读
半导体产业链九大厂商推进IPO,上海博通和卓胜微...

美中贸易战加快 台湾厂商是受害者还是受益者?

一名台湾半导体高层则透露,大陆规划发展自主半导体产业多时,过去一、二年间,两岸科技业维持「既竞争、又...

发表于 2018-06-20 09:27 ? 926次阅读
美中贸易战加快 台湾厂商是受害者还是受益者?

全球的半导体行业发展现状及前景如何呢?探讨下日本...

与此同时,伴随着中国经济的高速发展,中国对各类半导体产品的需求大幅增加,此消彼长之下,中国已成为带动...

发表于 2018-06-20 09:26 ? 2145次阅读
全球的半导体行业发展现状及前景如何呢?探讨下日本...

全球半导体日本篇:是谁阻碍了它的发展

中国半导体论坛 振兴国产半导体产业!

发表于 2018-06-20 09:18 ? 1724次阅读
全球半导体日本篇:是谁阻碍了它的发展

高通即将彻底完成对于NXP的收购案

完成对于NXP的收购后,高通将会超越Intel,成为全球最大的半导体公司,自己的芯片业务更是将会从手...

发表于 2018-06-20 09:18 ? 954次阅读
高通即将彻底完成对于NXP的收购案

工业半导体市场排名_ADI上升至第二

根据IHS Markit的数据,ADI公司由于并购了Linear,从而在 工业半导体 市场增长迅速,...

发表于 2018-06-19 17:44 ? 302次阅读
工业半导体市场排名_ADI上升至第二

高通收购恩智浦一波三折

据悉,这笔收购将是半导体行业历史上规模最大的一笔交易,恩智浦半导体是全球最大的制造商之一,而高通正寻...

发表于 2018-06-19 16:50 ? 1255次阅读
高通收购恩智浦一波三折

兴森科技欲收购锐骏半导体65.16%股权而暂停牌

兴森科技6月14日晚公告,公司正在筹划以现金和发行股份购买深圳市锐骏半导体股份有限公司65.16%股...

发表于 2018-06-19 16:12 ? 756次阅读
兴森科技欲收购锐骏半导体65.16%股权而暂停牌

从苏联到俄罗斯的电子工业技术的发展历程

在电子和半导体产业方面,俄罗斯的发展水平是非常落后的。在六七十年代的电子管时代,苏联的电子科技水平并...

发表于 2018-06-19 15:53 ? 402次阅读
从苏联到俄罗斯的电子工业技术的发展历程

一种新型的硅激光器利用声波来放大光

研究人员解释说,如果没有这种类型的结构,在硅中不可能用声音放大光。 “我们采用了这些光学电路几乎不存...

发表于 2018-06-19 08:41 ? 736次阅读
一种新型的硅激光器利用声波来放大光

Vuzix与Plessey半导体公司合作打造下一...

Vuzix已经成为专注于企业的增强现实(AR)智能眼镜技术最知名的提供商之一,与许多其他公司和品牌合...

发表于 2018-06-19 07:33 ? 83次阅读
Vuzix与Plessey半导体公司合作打造下一...

一文看懂半导体激光器的技术发展及应用领域

半导体激光器 俗称激光二极管,因为其用半导体材料作为工作物质的特性所以被称为半导体激光器。半导体激光...

发表于 2018-06-18 18:15 ? 423次阅读
一文看懂半导体激光器的技术发展及应用领域

近期要闻: Synaptics与Dialog就并...

国家将设立3000亿元战略新兴产业基金;无锡与国家集成电路产业投资基金签署战略合作协议;华胜天成拟1...

发表于 2018-06-16 14:20 ? 3309次阅读
近期要闻: Synaptics与Dialog就并...

国内首台柔性OLED激光切割设备在深圳柔宇科技正...

该设备集分切、倒角、检测于一体,采用了高精度的四轴联动PSO(位置同步输出)功能切割技术。首先XY平...

发表于 2018-06-15 14:11 ? 3398次阅读
国内首台柔性OLED激光切割设备在深圳柔宇科技正...

大陆的封测厂利润较之中国台湾的大厂,仍有很大差距

拓墣产业研究院调查,今年上半年受高阶智慧手机成长趋缓与晶圆涨价影响,不尽晶圆代工成长表现不如去年同期...

发表于 2018-06-15 11:42 ? 1079次阅读
大陆的封测厂利润较之中国台湾的大厂,仍有很大差距

晶圆制造环节中最核心的高难度材料是什么?

半导体内部是由长达数万米的金属配线而组成,而溅射靶材则是用于制作这些配线的关键消耗材料。如苹果A10...

发表于 2018-06-15 11:40 ? 891次阅读
晶圆制造环节中最核心的高难度材料是什么?

特瑞仕半导体开发了XC9267系列产品

XC9267系列产品,由于其输入电压最大值为36V,最适用于从12V?24V的电源线开始降压的电源。...

发表于 2018-06-15 10:25 ? 462次阅读
特瑞仕半导体开发了XC9267系列产品

三星电子坚持技术创新,以增强晶圆代工部门的市场竞...

他还表示,以今年首次在华召开的三星晶圆代工论坛为起点,三星电子晶圆代工事业部将加强与中国市场的沟通,...

发表于 2018-06-15 09:28 ? 720次阅读
三星电子坚持技术创新,以增强晶圆代工部门的市场竞...

“晶圆代工”模式的成功更是让张忠谋有了“半导体教...

半导体产业可以模拟成跑步,每个参赛者实际上都是做着类似的动作,只是有人适合长跑,有人适合短跑。台湾企...

发表于 2018-06-15 09:23 ? 592次阅读
“晶圆代工”模式的成功更是让张忠谋有了“半导体教...

分享两个丧心病狂的机关,愚人节玩完还能做朋友算我输!

发表于 2018-05-11 10:40 ? 138次阅读
分享两个丧心病狂的机关,愚人节玩完还能做朋友算我输!

国内分析仪器行业尚未掌控核心技术有哪些?

发表于 2018-04-23 16:28 ? 558次阅读
国内分析仪器行业尚未掌控核心技术有哪些?

中国备战未来!一条内存引发的半导体之争,

发表于 2018-03-28 23:42 ? 1207次阅读
中国备战未来!一条内存引发的半导体之争,

意法半导体新一代FlightSense飞行时间传感器测距4米并有自动省电功能

发表于 2018-03-20 10:40 ? 1105次阅读
意法半导体新一代FlightSense飞行时间传感器测距4米并有自动省电功能

著名半导体厂商

发表于 2018-03-13 11:14 ? 1129次阅读
著名半导体厂商

请问东南亚11个国家有哪些半导体企业

发表于 2018-02-27 23:27 ? 899次阅读
请问东南亚11个国家有哪些半导体企业

求助论坛的半导体工艺大神们,一个电子系研究生求助

发表于 2018-02-27 15:47 ? 1393次阅读
求助论坛的半导体工艺大神们,一个电子系研究生求助

自由电子激光器的工作原理及其应用

发表于 2018-02-27 15:16 ? 359次阅读
自由电子激光器的工作原理及其应用
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