高速led光通信諧振式調制器的制造方法
【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種LED光通信調制器，尤其涉及一種高速LED光通信諧振式調制器。
【背景技術】
[0002]光通信是要實現(xiàn)超高速的光開關速率，而并不是常見電路中的電高速開關，這里強調的是光的開關速率，并非單純的電子或空穴的開關速率。光通信用以補充WIFI等無線通信應用的不足，在某些領域替代WIFI成為一種全新的通信方式。LED光通信技術是近年來逐步發(fā)展起來的一種全新的通信技術，很多相關的技術研究還處在起步階段，尤其在高速LED器件、尚速開關電路的技術更是幾乎空白?，F(xiàn)有LED串聯(lián)一個開關進彳丁簡單調制，缺點是開關速度嚴重受限，載流子復合速率不高且剩余載流子泯滅時間過長，使得光通信效果很差。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術問題是針對上述現(xiàn)有技術的不足，提供一種高速LED光通信諧振式調制器，本高速LED光通信諧振式調制器采用了諧振式調制法、過沖開通法、反向注入法、能帶彎曲矯正法和創(chuàng)新的時序控制，提高了載流子的復合速率，使得光開關速度大幅度提尚。
[0004]為實現(xiàn)上述技術目的，本發(fā)明采取的技術方案為:高速LED光通信諧振式調制器，包括供電單元、控制單元、電感、電阻、電容、LED、開關KlOl和開關K103 ;其特征在于:供電單元為限壓恒流控制單元；控制單元用于產生并輸出開關控制信號，以實現(xiàn)時序控制；所述LED陰極與開關KlOl連接后接地，陽極與限壓恒流控制單元的正極連接；所述限壓恒流控制單元負極接地；電感一端與LED串陽極連接，另一端依次與電容、電阻、開關K103和LED的陰極連接；當控制單元發(fā)出控制信號，使開關K101、開關K103導通時，限壓恒流控制單元對LED正向供電，使LED快速過沖開通，同時諧電容通過電感進行儲能；當控制單元發(fā)出控制信號，使開關K103仍導通，開關KlOl關斷時，電感與電容發(fā)生諧振，在LED反向恢復時間內對LED反向供電，使LED快速電關斷；所述控制單元還通過發(fā)出控制信號使開關K103關斷，以控制LED反向電關斷時間。
[0005]所述控制單元通過發(fā)出控制信號使開關K103關斷，以控制LED反向電關斷時間。目的是避免能帶彎曲所帶來的輻射復合率大大下降的問題，從而提高光的關斷速率。開關K103可以短路，即不采用，當開關K103不采用時須對諧振參數(shù)有嚴格設計要求，使其諧振時間與LED電關斷時間可比擬，過長則會引起能帶的彎曲從而降低載流子輻射復合效率而使光關斷速率下降。
[0006]作為本發(fā)明進一步改進的技術方案，還包括并聯(lián)在LED兩端的開關K102 ;當控制單元發(fā)出控制信號，使開關K102導通，開關KlOl、開關K103關斷時，LED進一步正向單向放電。當LED電關斷結束時，即開關K103關斷后或諧振進行了一小段特定的時間后，控制單元發(fā)出控制信號，使開關K102導通。
[0007]本發(fā)明采用了諧振式調制法和創(chuàng)新的時序控制，參見圖3和圖4，時序控制的作用是使反向電壓并非在關斷時間內一直加載，而是加載一段特定的時間，使得在減少關斷下降時間的同時又不至于使能帶彎曲加劇，時序的控制可以通過對電感電容的諧振參數(shù)設計來實現(xiàn)，也可以通過控制開關K103的通斷來控制?？刂茊卧糜诋a生并輸出開關K101、開關K102、開關K103的控制信號，包括時序控制。
[0008]本發(fā)明的第一種技術方案共分為2個階段:
[0009]1.開關K101、開關K103導通，此時恒壓供電單元對LED正向供電，由于采用了限壓+恒流的供電單元，使得LED正向得到了高濃度的載流子注入，使LED快速過沖開通；同時諧振電容通過諧振電感進行儲能；
[0010]2.開關K103導通，開關KlOl關斷，此時電感與電容發(fā)生諧振，在LED反向恢復時間內對LED反向供電，使得LED反向得到了快速的載流子注入，使得剩余載流子迅速復合，泯滅，使LED快速電關斷；
[0011]本發(fā)明的第二種技術方案共分為3個階段:
[0012]1、開關K101、開關K103導通，開關K102關斷，此時恒壓供電單元對LED正向供電，由于采用了限壓+恒流的供電單元，使得LED正向得到了高濃度的載流子注入，使LED快速過沖開通；同時諧振電容通過諧振電感進行儲能；
[0013]2、開關K103導通，開關KlOl、開關K102關斷，此時電感與電容發(fā)生諧振，在LED反向恢復時間內對LED反向供電，使得LED反向得到了快速的載流子注入，使得剩余載流子迅速復合，泯滅，使LED快速電關斷；
[0014]3、開關K102導通(當LED電關斷結束時，即開關K103關斷后或諧振進行了一小段特定的時間后，控制單元發(fā)出控制信號，使開關K102導通)，開關K101、開關K103關斷，開關K102是為了更快加速LED剩余載流子復合的放電通路，但開關K102控制的LED進一步正向單向放電，與步驟2相反，即反向電關斷。
[0015]所謂過沖開通，是指LED在啟動的上升階段處于瞬時過電流工作狀態(tài)，隨后才進入穩(wěn)態(tài)的恒流工作狀態(tài)。所謂電關斷和光關斷是指LED實際上有兩個關斷過程，一個是將外加載的電切斷，稱為電關斷，此時LED并不會立刻熄滅，而是在經過一小段時間之后才熄滅；光的熄滅稱之為光關斷，那么，與之對應的也有電開啟和光開啟，也即是說，LED的電和光是有一定的時序關系的。
[0016]本發(fā)明通過控制對開通時的載流子過注入以及關斷時的載流子反向注入，提高了載流子的復合速率，使得開關速度大幅度提高；通過輔助的泄放通路進一步加速關斷；通過時序控制降低能帶彎曲，提高載流子福射復合。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明實施例1的電路結構示意圖。
[0018]圖2為本發(fā)明實施例2的電路結構示意圖。
[0019]圖3為本發(fā)明的時序解析示意圖。
[0020]圖4為本發(fā)明的時序對比效果示意圖。
[0021]下面結合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】做進一步說明。
【具體實施方式】
[0022]實施例1
[0023]參見圖1，本高速LED光通信諧振式調制器，包括供電單元、控制單元、電感、電阻、電容、LED、開關KlOl和開關K103 ;其特征在于:供電單元為限壓恒流控制單元；控制單元用于產生并輸出開關控制信號，以實現(xiàn)時序控制；所述LED陰極與開關KlOl連接后接地，陽極與限壓恒流控制單元的正極連接；所述限壓恒流控制單元負極接地；電感一端與LED串陽極連接，另一端依次與電容、電阻、開關K103和LED的陰極連接；當控制單元發(fā)出控制信號，使開關K101、開關K103導通時，限壓恒流控制單元對LED正向供電，使LED快速過沖開通，同時諧電容通過電感進行儲能；當控制單元發(fā)出控制信號，使開關K103仍導通，開關KlOl關斷時，電感與電容發(fā)生諧振，在LED反向恢復時間內對LED反向供電，使LED快速電關斷；所述控制單元還通過發(fā)出控制信號使開關K103關斷，以控制LED反向電關斷時間。
[0024]所述控制單元發(fā)出控制信號使開關K103關斷，以控制LED反向電關斷時間，避免能帶彎曲所帶來的輻射復合率大大下降的問題，從而提高光的關斷速率。
[0025]實施例2
[0026]參見圖2，本高速LED光通信諧振式調制器作還包括并聯(lián)在LED兩端的開關K102 ；當控制單元發(fā)出控制信號，使開關K102導通，開關KlO 1、開關K103關斷時，LED正向單向放電。其他部分與實施例1相同不再詳述。
【主權項】
1.一種高速LED光通信諧振式調制器，包括供電單元、控制單元、電感、電阻、電容、LED、開關KlOl和開關K103 ;其特征在于:供電單元為限壓恒流控制單元；控制單元用于產生并輸出開關控制信號，以實現(xiàn)時序控制；所述LED陰極與開關KlOl連接后接地，陽極與限壓恒流控制單元的正極連接；所述限壓恒流控制單元負極接地；電感一端與LED串陽極連接，另一端依次與電容、電阻、開關K103和LED的陰極連接；當控制單元發(fā)出控制信號，使開關K101、開關K103導通時，限壓恒流控制單元對LED正向供電，使LED快速過沖開通，同時電容通過電感進行儲能；當控制單元發(fā)出控制信號，使開關K103仍導通，開關KlOl關斷時，電感與電容發(fā)生諧振，在LED反向恢復時間內對LED反向供電，使LED快速電關斷；所述控制單元還通過發(fā)出控制信號使開關K103關斷，以控制LED反向電關斷時間。2.根據權利要求1所述的高速LED光通信諧振式調制器，其特征在于:還包括并聯(lián)在LED兩端的開關K102 ;當控制單元發(fā)出控制信號，使開關K102導通，開關KlOl、開關K103關斷時，LED正向單向放電。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高速LED光通信諧振式調制器，包括供電單元、控制單元、電感、電阻、電容、LED、開關K101和開關K103；當K101、K103導通時，限壓恒流控制單元對LED正向供電，使LED快速過沖開通，同時諧振電容通過諧振電感進行儲能；當K103仍導通，K101關斷時，電感與電容發(fā)生諧振，在LED反向恢復時間內對LED反向供電，使LED快速電關斷。還包括K102,當K102導通，K101、K103關斷時，LED進一步正向單向放電。本發(fā)明提高了載流子的復合速率，使得開關速度大幅度提高；通過輔助的泄放通路進一步加速關斷；通過時序控制降低能帶彎曲，提高載流子輻射復合。
【IPC分類】H04B10/516
【公開號】CN105119660
【申請?zhí)枴緾N201510417437
【發(fā)明人】陳敦軍, 雷建明, 謝自力
【申請人】南京南大光電工程研究院有限公司
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年7月15日