[发明专利]混合模式的激光驱动电路及光发射系统

说明书

本发明提供一种混合模式的激光驱动电路及光发射系统，包括：均衡电路根据数据信号及时钟信号产生补偿混合模式的激光驱动电路的均衡信号；混合模式的激光驱动电路连接于均衡电路的输出端，根据均衡电路的输出信号产生相应的驱动信号，以驱动发光二极管产生相应的光信号；第三电流源连接于电源电压与混合模式的激光驱动电路的输出端之间；发光二极管的正极连接混合模式的激光驱动电路的输出端、负极连接电源地。本发明的混合模式的激光驱动电路及光发射系统采用推挽输出的方式，在提高带宽的同时减小电流功耗，大大改善激光驱动电路的性能，进而提高光发射系统的性能。

技术领域

本发明涉及光通信领域，特别是涉及一种混合模式的激光驱动电路及光发射系统。

背景技术

随着数据中心，高性能超算逐渐使用光互连来取代铜互连来满足日益增长的带宽需求。不管是直接调制激光器还是外部调制激光器，光发射机芯片的功耗都占模块整体功耗很大一部分，所以提高光发射机芯片的能效是目前研究和发展的主要方向；而激光驱动电路又是光发射机芯片的主要功耗消耗模块，大约占比50％以上，所以降低激光驱动电路的功耗能显著降低整体发射机芯片的功耗。同时，带宽对于激光驱动电路也是一项重要的指标。

传统的电流模电路(CML)具有较好的电源、地噪声抑制能力，如图1所示为传统的电流模电路1的结构，差分对管N1’、N2’的源极相连并连接电流源S1’后接地，差分对管N1’、N2’的栅极分别连接一输入信号，差分对管N1’、N2’的漏极分别通过一负载Rload连接电源；电源与电流模电路的输出端之间连接电流源S2’，发光二极管的正极连接电流模电路的输出端、负极接地。其功耗和带宽分别满足如下关系：

Time Constant＝(R_load//R_vcsel)·C_load

其中，I_mod为流经电流源S1’的电流，I_mod，vcsel为流经发光二极管的电流，R_vcsel为发光二极管的导通电阻的阻值，R_load为负载的阻值，Time Constant为时间常数(与带宽成正比)，C_load为电流模电路输出端的寄生电容的值。

由上式可知，传统的电流模电路可实现大带宽，但是电流模电路的带宽需要和功耗折中，两者存在直接的关系，提高带宽的同时必然会增加功耗，因此，如何在增大带宽的同时减小电流功耗已成为本领域技术人员亟待解决的问题之一。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种混合模式的激光驱动电路及光发射系统，用于解决现有技术中激光驱动电路带宽和功耗不能兼顾的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种混合模式的激光驱动电路，所述混合模式的激光驱动电路至少包括：

预驱动单元，接收输入信号并根据所述输入信号得到预驱动信号，其中，所述预驱动信号与所述输入信号反相；

驱动单元，接收所述输入信号及所述预驱动信号，所述预驱动信号控制所述输入信号推挽输出。

优选地，所述预驱动单元包括：第一NMOS管、第二NMOS管、第一电流源、第一负载及第二负载；所述第一NMOS管与所述第二NMOS管组成差分对，所述第一NMOS管及所述第二NMOS管的源极相连后通过所述第一电流源接第一参考电源负极；所述第一NMOS管的栅极连接正相输入信号、漏极连接所述第一负载后连接第一参考电源正极；所述第二NMOS管的栅极连接反相输入信号、漏极连接所述第二负载后连接所述第一参考电源正极；所述第一NMOS管的漏极输出反相预驱动信号，所述第二NMOS管的漏极输出正相预驱动信号。