| 一种用于自由运转SPAD的高速淬灭电路设计 |
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| 引用本文： | 李云铎,叶联华,刘煦,黄松垒,黄张成,龚海梅.一种用于自由运转SPAD的高速淬灭电路设计[J].半导体光电,2021,42(3):402-406. |
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| 作者姓名： | 李云铎 叶联华 刘煦 黄松垒 黄张成 龚海梅 |
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| 作者单位： | 中国科学院上海技术物理研究所传感技术联合国家重点实验室,上海200083;中国科学院上海技术物理研究所中国科学院红外成像材料与器件重点实验室,上海200083;上海科技大学,上海200100;中国科学院大学,北京100049;中国科学院上海技术物理研究所传感技术联合国家重点实验室,上海200083;中国科学院上海技术物理研究所中国科学院红外成像材料与器件重点实验室,上海200083;中国科学院大学,北京100049;中国科学院上海技术物理研究所传感技术联合国家重点实验室,上海200083;中国科学院上海技术物理研究所中国科学院红外成像材料与器件重点实验室,上海200083 |
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| 基金项目： | 上海市自然科学基金项目(19ZR1465500).＊通信作者:龚海梅,黄张成 |
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| 摘 要： | 针对标准CMOS工艺的单光子雪崩探测器(Single Photon Avalanche Detector,SPAD),设计了 一种可用于自由运转模式的高速淬灭电路.为了实现淬灭电路的功能设计与精准仿真,根据实测的SPAD电流-电压曲线拟合得到了电流与电压间的多段式函数解析式,进一步建立了 SPAD器件的Verilog-A行为级模型并与淬灭电路进行集成仿真与验证.淬灭电路采用基于电容感应的主被动淬灭结构,利用可变MOS电容的延迟电路实现了关断时间(Hold-off Time)的灵活调节.仿真结果表明,所设计淬灭电路的淬灭时间和恢复时间分别为1.0和1.2 ns,关断时间调节范围为1.02～3.55 μs,可以满足自由运转CMOS SPAD的应用需求.
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| 关 键 词： | SPAD 盖革模式 淬灭电路 自由运转 |
| 收稿时间： | 2021/3/18 0:00:00 |
A High-Speed Quenching Circuit for Free-Running Single Photon Avalanche Detector |
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| LI Yunduo,YE Lianhu,LIU Xu,HUANG Songlei,HUANG Zhangcheng,GONG Haimei.A High-Speed Quenching Circuit for Free-Running Single Photon Avalanche Detector[J].Semiconductor Optoelectronics,2021,42(3):402-406. |
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| Authors: | LI Yunduo YE Lianhu LIU Xu HUANG Songlei HUANG Zhangcheng GONG Haimei |
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| Affiliation: | State Key Laboratory of Transducer Technology, Shanghai Institute of Technical Physics of the Chinese Academy of Sciences, Shanghai 200083, CHN;Key Laboratory of Infrared Imaging Materials and Detectors, Shanghai Institute of Technical Physics of the Chinese Academy of Sciences, Shanghai 200083, CHN;ShanghaiTech University, Shanghai 200100, CHN;University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, CHN;State Key Laboratory of Transducer Technology, Shanghai Institute of Technical Physics of the Chinese Academy of Sciences, Shanghai 200083, CHN;Key Laboratory of Infrared Imaging Materials and Detectors, Shanghai Institute of Technical Physics of the Chinese Academy of Sciences, Shanghai 200083, CHN;University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, CHN |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | single-photon avalanche diode (SPAD) Geiger-mode quenching circuit free-running |
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