[发明专利]一种应用于大规模SPAD集成阵列的淬灭电路

权利要求书

1.一种应用于大规模SPAD集成阵列的淬灭电路，所述的淬灭电路的特征是：单光子雪崩二极管（SPAD）的阳极施加一个固定电压V_ap，此固定电压比二极管雪崩击穿电压稍低；SPAD的阴极与一个PMOSFET管PM2的源极相连；两个PMOSFET管PM1和PM2组合一个共源共栅电流镜，分别有Vb1和Vb2进行电压偏置，均工作在饱和区，对SPAD在雪崩模式下电流镜进行限流，确保整个电路的工作电流上限，PM1的漏极接电压VDD；SPAD的阴极与一个反相器组连接，反相器组对脉冲信号进行调制并输出，并作为整个电路的缓冲。

2.根据权利要求1所述的淬灭电路，其特征在于，SPAD的阳极施加一个负电压V_ap，此电压比二极管击穿电压低，PM1和PM2组成一个共源共栅电流镜，PM1的漏极连接一个正电压源VDD，在没有光子信号入射时，PM1和PM2管上压降为零，SPAD阴极电压V_x等于VDD，此时SPAD两端电压差为：

V_spad=VDD－V_ap

此电压比SPAD的雪崩击穿电压高，此时SPAD处于盖革工作模式；当有光子入射时，SPAD发生雪崩效应，此时有电流流过PM1和PM2，PM1和PM2管上产生压降，SPAD阴极电压V_x将小于VDD，从而SPAD两端电压差下降至击穿电压以下，雪崩现象得到抑制，电路电流减小为零，PM1和PM2管压降为零，SPAD阴极电压V_x恢复至VDD，整个电路复位至初始状态，等待下一次探测。

3.根据权利要求1和2所述的限流电路特征是，偏置电压Vb1和Vb2根据需要可调整，改变偏置电压实现电路工作电流大小的调制。