【摘 要】
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脉冲式半导体激光器的出光质量直接影响探测精度.针对激光探测系统小型化的需求,设计一款面积小、集成度高的激光器驱动芯片.该芯片使用新型3D堆叠式封装技术将栅极驱动管芯与功率场效应晶体管管芯集成,并在中间添加双面覆铜陶瓷基板实现两管芯互连.该封装形式既提高了芯片的散热能力,又增强了过流能力.首先对激光探测发射模块现状进行详细介绍,引出了激光器驱动芯片的设计思路与方法,并给出了具体的封装设计流程.对栅极驱动电路与版图进行设计,使用0.25 μm BCD工艺制造栅极驱动芯片.在完成激光器驱动芯片封装后,搭建外围电
【机 构】
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中国科学院大学,北京100049;中国科学院半导体研究所,北京100083;中国科学院半导体研究所,北京100083
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脉冲式半导体激光器的出光质量直接影响探测精度.针对激光探测系统小型化的需求,设计一款面积小、集成度高的激光器驱动芯片.该芯片使用新型3D堆叠式封装技术将栅极驱动管芯与功率场效应晶体管管芯集成,并在中间添加双面覆铜陶瓷基板实现两管芯互连.该封装形式既提高了芯片的散热能力,又增强了过流能力.首先对激光探测发射模块现状进行详细介绍,引出了激光器驱动芯片的设计思路与方法,并给出了具体的封装设计流程.对栅极驱动电路与版图进行设计,使用0.25 μm BCD工艺制造栅极驱动芯片.在完成激光器驱动芯片封装后,搭建外围电路进行测试,使该芯片驱动860 nm激光器,芯片供电电压为12V时,输入电平为3.3 V、频率为10 kHz的PWM信号,芯片输出脉冲宽度为180 ns的窄脉冲,其上升、下降时间小于30 ns,峰值电流高达15A,可以使激光器正常出光,满足探测需求.芯片具有超小面积,约为5 mm×5 mm,解决了传统激光器驱动电路采用多芯片模块造成探测系统内部空间拥挤的问题,为小型化提供新思路.
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