[发明专利]一种SPAD控制电路、SPAD阵列和激光测距装置

权利要求书

1.一种SPAD控制电路，其特征在于，包括第一电流源、第二电流源、电容和第一反相单元；

所述第一电流源的输入端连接第一供电电源，所述第二电流源的输入端连接第二供电电源，其中，所述第一供电电源的输出电压高于所述第二供电电源的输出电压；

所述第一电流源的输出端分别与所述电容的第一端以及SPAD的阴极连接，所述SPAD的阳极与第三供电电源连接，所述电容的第二端分别与所述第二电流源的输出端以及所述第一反相单元的输入端连接，所述第一反相单元的供电端与所述第二供电电源连接，所述第一反相单元的输出端为所述SPAD控制电路的输出端，其中，所述第三供电电源用于为所述SPAD提供反向击穿的负电压。

2.如权利要求1所述的SPAD控制电路，其特征在于，所述第一反相单元为施密特触发器；

所述施密特触发器的输入端作为所述第一反相单元的输入端，所述施密特触发器的输出端作为所述第一反相单元的输出端。

3.如权利要求1所述的SPAD控制电路，其特征在于，所述第一电流源为第一MOS管，所述第二电流源为第二MOS管；

所述第一MOS管的控制端与第一偏置电压连接，所述第一MOS管的输入端为所述第一电流源的输入端，所述第一MOS管的输出端为所述第一电流源的输出端；

所述第二MOS管的控制端与第二偏置电压连接，所述第二MOS管的输入端为所述第二电流源的输入端，所述第二MOS管的输出端为所述第二电流源的输出端。

4.如权利要求1所述的SPAD控制电路，其特征在于，还包括：

第三MOS管，用于在所述SPAD被光子触发并产生雪崩电流后将所述SPAD的阴极的电压下拉，以便所述SPAD脱离雪崩状态；

所述第三MOS管的输入端与所述SPAD的阴极连接，所述第三MOS管的输出端接地，所述第三MOS管的控制端与所述第一反相单元的输出端连接。

5.如权利要求1至4任一项所述的SPAD控制电路，其特征在于，还包括：

与所述SPAD的阴极连接的充电电路，用于在所述SPAD被光子触发并产生雪崩电流后为所述SPAD快速充电，以便所述SPAD在下一次光子输入时被触发。

6.如权利要求5所述的SPAD控制电路，其特征在于，所述充电电路包括第四MOS管、第二反相单元、或非门、延时单元以及第三反相单元；

所述第三反相单元的输入端与所述第一反相单元的输出端连接，所述第三反相单元的输出端与所述延时单元的输入端连接，所述延时单元的输出端与所述或非门的第一输入端连接，所述或非门的第二输入端与所述第一反相单元的输出端连接；

所述或非门的输出端与所述第二反相单元的输入端连接，所述第二反相单元的输出端与所述第四MOS管的控制端连接，所述第四MOS管的输入端与所述第一供电电源连接，所述第四MOS管的输出端与所述SPAD的阴极连接，所述第二反相单元的供电端与所述第一供电电源连接，所述或非门的供电端、所述延时单元的供电端以及所述第三反相单元的供电端均与所述第二供电电源连接。

7.如权利要求7所述的SPAD控制电路，其特征在于，所述第二反相单元包括NMOS与PMOS，所述第三反相单元为非门；

所述NMOS的栅极与所述PMOS的栅极连接且连接的公共端作为所述第二反相单元的输入端，所述NMOS的漏极与所述PMOS的漏极连接且连接的公共端作为所述第二反相单元的输出端，所述PMOS的源极与所述第一供电电源连接，所述NMOS的源极接地；

所述非门的输入端作为所述第三反相单元的输入端，所述非门的输出端作为所述第三反相单元的输出端。

8.一种SPAD阵列，其特征在于，包括N个如权利要求1至7任一项所述的SPAD控制电路，还包括N个SPAD，其中，N为正整数；

N个所述SPAD控制电路中的第一电流源的输出端均分别与N个所述SPAD的阴极一一对应连接，N个所述SPAD的阳极均与第三供电电源连接，其中，所述第三供电电源用于为所述SPAD提供反向击穿的负电压。

9.一种激光测距装置，其特征在于，包括如权利要求8所述的SPAD阵列。