面向LiDAR应用的APD单片前端读出电路设计

摘要：

针对基于雪崩光电二极管(avalanche photodiode,APD)的激光雷达(light laser detection and ranging,LiDAR)应用需求,设计并实现了一款具有高集成度的模拟前端读出电路芯片.该芯片集成了高增益宽带跨阻放大器(transimpedance amplifier,TIA)、固定增益电压放大器、高速实时比较器以及低压差分信号(low voltage differential signaling,LVDS)接口电路等.高增益宽带跨阻放大器采用电阻反馈式结构,电压信号以伪差分信号的形式输出,抗干扰能力较强.固定增益电压放大器采用电阻反馈同相放大器结构.比较器利用未经补偿的开环放大器实现.读出电路采用LVDS输出,实现了与后端FPGA的互连,进一步提高了系统集成度.该芯片采用chrt 0.18 μm工艺设计,面积约为0.9mm×1.9mm.在3.3V供电电压下,测试结果显示跨阻增益为83.6 dBΩ,带宽为120 MHz,整体链路能对脉宽为5ns的脉冲作出有效响应,LVDS输出电压符合FPGA接口要求.

关键词：激光雷达、APD、跨阻放大器、伪差分、LVDS

所属期刊栏目：48

分类号：TN492(微电子学、集成电路（IC）)

资助基金：国家自然科学基金;广西创新驱动发展专项

在线出版日期：2019-07-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：21-26