一种激光驱动器，自适应偏置电路和控制方法

技术领域

本申请涉及光通信技术领域，具体涉及一种激光驱动器，自适应偏置电路和控制方法。

背景技术

随着5G通信、物联网和人工智能领域的发展，光通信技术因为其高带宽、低功耗、抗干扰的特点得到了广泛应用。其中，作为光通信技术及光互连链接的核心器件之一的光通信接口芯片，需要通过高速电光转换器将电信号转换成光信号。电光转换一般通过让激光驱动器在电信号作用下驱动激光器产生激光。激光驱动器根据与激光器接口耦合类型可以分为直流耦合和交流耦合。其中，直流耦合所需元件较少且功耗较低，利于匹配调试和降低系统成本。

但是，随着数据通信对带宽要求越来越高，更高的带宽意味着要采用沟道长度更短的先进制程来制作光通信接口芯片，而较短的沟道长度意味着器件耐压能力更低，同时还对激光器的运行功率和调制幅度提出了更高的要求，这样意味着激光驱动器要用于驱动高导通压降且高调制幅度的激光器，从而使得直流耦合式的激光驱动器设计同时面对器件耐压能力下降和高导通压降且高调制幅度的难题。另外，激光驱动器还必须能适应复杂多变的情况，例如适应不同类型的激光器，不同的工作需求等，为此需要提升激光驱动器的适配性和鲁棒性。

为此，需要一种激光驱动器能够适用于更高的带宽，能采用沟道长度更短的先进制程，同时能用于驱动高导通压降且高调制幅度的激光器，并且具有良好的适配性和鲁棒性。

发明内容

本申请实施例为了解决需要一种激光驱动器能够适用于更高的带宽，能采用沟道长度更短的先进制程，同时能用于驱动高导通压降且高调制幅度的激光器，并且具有良好的适配性和鲁棒性，通过提供了一种激光驱动器，自适应偏置电路和控制方法。该激光驱动器包括：调制输出模块，被配置成根据调制信号来与调制电流源协同生成脉冲激光电流；直流偏置模块，连接在调制输出模块和阳极节点之间；以及反馈模块，其中，反馈模块与直流偏置模块连接并且调节直流偏置模块以使得从阳极节点到阴极节点之间的正向直流压降分布在直流偏置模块。如此，实现了确保调制输出模块的各个器件不会因为正向直流压降的变化而过压损坏，从而可以通过沟道长度较短的先进制程来制作这些器件，降低了功耗并提供更高的带宽和开关速度。

第一方面，本申请实施例提供了一种激光驱动器。所述激光驱动器包括：调制输出模块，其中，所述调制输出模块被配置成根据调制信号来与调制电流源协同生成脉冲激光电流；直流偏置模块，其中，所述直流偏置模块连接在所述调制输出模块和阳极节点之间；以及反馈模块，其中，所述反馈模块与所述直流偏置模块连接，所述反馈模块调节所述直流偏置模块以使得从所述阳极节点到阴极节点之间的正向直流压降分布在所述直流偏置模块。

第一方面所描述的技术方案，确保了正向直流压降的变化分布在直流偏置模块，因此可以在直流偏置模块采用耐压能力较高的器件，而且确保了调制输出模块的各个器件不会因为正向直流压降的变化而过压损坏，从而可以通过沟道长度较短的先进制程来制作调制输出模块的器件，降低了功耗并提供更高的带宽和开关速度。

根据第一方面的技术方案的一种可能的实现方式，本申请实施例还提供了所述直流偏置模块包括至少两个晶体管，所述正向直流压降按照可调比例分布在所述至少两个晶体管。如此，实现了按照可调比例来分布正向直流压降，有利于提高激光驱动器的适配性和鲁棒性。

根据第一方面的技术方案的一种可能的实现方式，本申请实施例还提供了所述直流偏置模块包括至少两个晶体管，所述正向直流压降按照可调比例分布在所述至少两个晶体管。所述反馈模块还感测激光器类型，激光器工作状态或者环境温度的变化。所述反馈模块根据所感测的变化来调整所述至少两个晶体管的其中至少一个晶体管的控制电极的电位。如此，实现了结合激光器类型，激光器工作状态或者环境温度的变化来调整，有利于提高激光驱动器的适配性和鲁棒性。

第二方面，本申请实施例提供了一种自适应偏置电路，应用于激光驱动器。所述自适应偏置电路包括：至少两个晶体管，其中，所述至少两个晶体管彼此之间以级联方式连接，所述至少两个晶体管的每一个晶体管各自包括控制电极，第一传输电极和第二传输电极并且通过控制从该控制电极到该第一传输电极的电压从而在开通状态和关断状态之间切换；和反馈模块，其中，所述反馈模块被配置成根据激光器的正向直流压降的变化来控制所述至少两个晶体管的每一个晶体管的控制电极的电位从而使得所述正向直流压降按照可调比例分布在所述至少两个晶体管。

第二方面所描述的技术方案，确保了正向直流压降的变化分布在自适应偏置电路，因此可以在自适应偏置电路采用耐压能力较高的器件，而在激光驱动器的调制输出模块通过沟道长度较短的先进制程来制作，从而降低了功耗并提供更高的带宽和开关速度。

根据第二方面的技术方案的一种可能的实现方式，本申请实施例还提供了所述反馈模块还被配置成感测激光器类型，激光器工作状态或者环境温度的变化，并且根据所感测的变化来调整所述至少两个晶体管的其中至少一个晶体管的控制电极的电位。如此，实现了结合激光器类型，激光器工作状态或者环境温度的变化来调整，有利于提高激光驱动器的适配性和鲁棒性。

第三方面，本申请实施例提供了一种激光驱动器的控制方法。所述方法包括：实时采样激光器的阳极电压和阴极电压；根据所述阳极电压和所述阴极电压调节直流偏置模块的多个晶体管的每一个晶体管的控制电极的电位，从而使得从所述阳极电压到所述阴极电压的正向直流压降分布在所述直流偏置模块的所述多个晶体管上；以及根据调制信号控制调制输出模块以产生脉冲激光电流，其中，所述直流偏置模块连接在所述调制输出模块和所述激光器之间。

第三方面所描述的技术方案，确保了正向直流压降的变化分布在直流偏置模块，因此可以在直流偏置模块采用耐压能力较高的器件，而且确保了调制输出模块的各个器件不会因为正向直流压降的变化而过压损坏，从而可以通过沟道长度较短的先进制程来制作调制输出模块的器件，降低了功耗并提供更高的带宽和开关速度。

根据第三方面的技术方案的一种可能的实现方式，本申请实施例还提供了所述方法还包括：感测激光器类型，激光器工作状态或者环境温度的变化，并且根据所感测的变化来调整所述多个晶体管的其中至少一个晶体管的控制电极的电位。如此，实现了结合激光器类型，激光器工作状态或者环境温度的变化来调整，有利于提高激光驱动器的适配性和鲁棒性。

附图说明

为了说明本申请实施例或背景技术中的技术方案，下面将对本申请实施例或背景技术中所需要使用的附图进行说明。

图1示出了本申请实施例提供的一种实施方式的激光驱动器的结构框图。

图2示出了本申请实施例提供的一种实施方式的激光驱动器的电路原理图。

图3示出了本申请实施例提供的一种实施方式的激光驱动器的电路原理图。

图4示出了本申请实施例提供的一种实施方式的激光驱动器的电路原理图。

图5示出了本申请实施例提供的一种实施方式的激光驱动器的控制方法的流程示意图。

具体实施方式

本申请实施例提供了一种激光驱动器，自适应偏置电路和控制方法。该激光驱动器包括：调制输出模块，被配置成根据调制信号来与调制电流源协同生成脉冲激光电流；直流偏置模块，连接在调制输出模块和阳极节点之间；以及反馈模块，其中，反馈模块与直流偏置模块连接并且调节直流偏置模块以使得从阳极节点到阴极节点之间的正向直流压降分布在直流偏置模块。如此，实现了确保调制输出模块的各个器件不会因为正向直流压降的变化而过压损坏，从而可以通过沟道长度较短的先进制程来制作这些器件，降低了功耗并提供更高的带宽和开关速度。

本申请实施例可用于以下应用场景，包括但是不限于，5G通信、物联网、人工智能、高速光通信、电光转换器、激光雷达等任意适用高带宽、高适配性和高鲁棒性的激光驱动器的应用场景。

本申请实施例可以依据具体应用环境进行调整和改进，此处不做具体限定。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请的实施例进行描述。

请参阅图1，图1示出了本申请实施例提供的一种实施方式的激光驱动器的结构框图。如图1所示，激光驱动器100用于给激光器D1提供偏置电流和调制电流，其中偏置电流由偏置电流源S2提供，而调制电流由调制电流源S1提供。激光驱动器100还包括直流偏置模块110和调制输出模块120。调制输出模块120连接在激光器D1和调制电流源S1之间，用于根据调制信号来将调制电流源S1所提供的调制电流施加在偏置电流源S2所提供的偏置电流上面，从而产生脉冲激光电流。而激光器D1根据该脉冲激光电流产生脉冲激光，从而将调制信号也即电信号转换为光信号。该脉冲激光电流的大小主要由调制电流源S1决定，而该脉冲激光电流的占空比通过调制输出模块120由调制信号决定。直流偏置模块110连接在激光器D1和调制输出模块120之间。直流偏置模块110用于确保调制输出模块120工作在安全范围以及使得激光器D1工作在合适的直流偏置状态下。其中，根据激光器D1的不同类型，激光器D1所在的不同工作状态，还有受到温度等环境因素的影响，激光器D1的阳极电压VA和阴极电压VC之间的压降也即激光器D1的正向直流压降也会发生变化。为了确保激光器D1正常工作，从激光器D1的阳极到阴极的正向直流压降，也即阳极电压VA减去阴极电压VC的差要大于让激光器D1正常发光的门限电压，并且该正向直流压降随着偏置电流源S1所提供的偏置电流的变化而变化。而调制输出模块120为了满足高速数据通信需求一般采用耐压能力较低的器件以提供更高的带宽和开关速度。为了避免调制输出模块120的这些器件因为该正向直流压降的变化而工作在超出耐压能力的范围，激光驱动器100使得激光器D1的正向直流压降分布在直流偏置模块110上从而确保了调制输出模块120不会因为正向直流压降的变化而超出耐压能力上限，进而提高了器件可靠性和系统稳定性。另外，因为调制输出模块120不会受到该正向直流压降的变化的影响，因此调制输出模块120的各个器件有更稳定的工作环境，也利于提高激光器适配性的鲁棒性方面的表现。

请继续参阅图1，激光驱动器100还包括反馈模块130。反馈模块130与直流偏置模块110连接用于调整直流偏置模块110内的电路元件的状态从而使得激光器D1的正向直流压降分布在直流偏置模块110上。反馈模块130通过采样电压电流而得知激光器D1的正向直流压降的实时变化情况，并根据该实时变化情况而调整直流偏置模块110内的电路元件的状态从而确保激光器D1的正向直流压降分布在直流偏置模块110上，也就是实现了实时跟踪激光器D1的正向直流压降的变化。另外，反馈模块130还可以采集影响正向直流压降的其它因素发生变化的信息，例如激光器D1的类型，激光器D1的实时工作状态，环境温度等。在一种可能的实施方式中，反馈模块130带有温度感测器，可以实时采集激光器D1的环境温度并据此推算出温度变化而导致的正向直流压降的变化，并可以预判式的调整直流偏置模块110的电路元件的状态。反馈模块130可以利用模拟采样信号和运算放大器(OperationalAmplifier，OPA)或者可以利用基于数字信号处理(Digital Signal Processing，DSP)技术的器件和模数转换器等来实现上述功能。

应当理解的是，图1所示的激光驱动器100采用了直流耦合的方式，将带有信息的电压电流信号也即调制信号通过调制输出模块120而体现在调制电流源S1所提供的调制电流上，并最终被激光器D1转换成光信号，从而可以应用于光通信接口芯片中电转光部分或者数据通讯等其它应用场景。激光驱动器100通过布置直流偏置模块110并使得从激光器D1的阳极到阴极的正向直流压降分布在直流偏置模块110上，从而确保了调制输出模块120的各个器件不会因为工作在超出耐压上限的环境下而损坏，进而使得调制输出模块120的各个器件可以通过沟道长度较短的先进制程来制作，降低功耗同时也提供了更高的带宽和开关速度。并且，激光驱动器100通过反馈模块130来实时跟踪激光器D1的正向直流压降的变化以及可以对D1激光器的工作状态变化和温度变化做出响应，从而使得激光驱动器100有更好的适应性，也利于提高激光器适配性的鲁棒性方面的表现。

请参阅图2，图2示出了本申请实施例提供的一种实施方式的激光驱动器的电路原理图。如图2所示，激光驱动器200包括直流偏置模块210，调制输出模块220和反馈模块230。其中，调制输出模块220一端与调制电流源S1连接另一端与激光器D1连接，用于根据调制信号和调制电流源S1所提供的调制电流来生成脉冲激光电流，激光器D1根据脉冲激光电流来生成脉冲激光从而将调制信号转换成光信号。直流偏置模块210一端连接激光器D1的阳极电压VA另一端连接调制输出模块220。直流偏置模块210被配置成使得激光器D1的阳极电压VA和阴极电压VC之间的压降也即激光器D1的正向直流压降分布在直流偏置模块210上。直流偏置模块210还与反馈模块230连接。反馈模块230采样激光器D1的阳极电压VA和阴极电压VC，根据采样结果调节直流偏置模块210从而使得激光器D1的正向直流压降分布在直流偏置模块110上。在一些实施方式中，反馈模块230还可以将采样结果与其它信息结合，例如激光器D1的类型，激光器D1的实时工作状态，环境温度等，从而可以预判式调节直流偏置模块210。反馈模块230的采样功能和反馈功能可以利用例如低通滤波器、运算放大器、DSP处理器、模数转换器或者任意合适的器件来实现，在此不做具体限定。

请继续参阅图2，调制输出模块220包括晶体管M1和晶体管M2。晶体管M1和晶体管M2各自包括控制电极、第一传输电极和第二传输电极，并且通过控制从控制电极到第一传输电极的电压或电流来控制晶体管在开通状态和关断状态之间切换，也可以理解为通过控制施加在控制电极上的电压从而影响第二传输电极和第一传输电极之间的电压或者电流。其中，晶体管M1的第一传输电极与晶体管M2的第一传输电极连接后再与调制电流源S1连接。晶体管M2的第二传输电极与激光器D1的阴极电压VC连接。晶体管M1的第二传输电极与直流偏置模块210连接。晶体管M1的控制电极和晶体管M2的控制电极之间连接有调制信号，这里调制信号为电压信号用于调节晶体管M1的控制电极上电位和晶体管M2的控制电极上电位从而调节脉冲激光电流。应当理解的是，调制输出模块220所包括的晶体管M1和晶体管M2组成差分电路，调制信号可以理解为差分输入信号。调制输出模块220在调制信号作用下可以让晶体管M1和晶体管M2中的一个处于导通状态而另一个处于关断状态，从而使得调制电流源S1所提供的调制电流施加在偏置电流源S2所提供的偏置电流上起到对偏置电流增加或者减少的效果，如此产生了脉冲激光电流。直流偏置模块210包括晶体管M21和晶体管M22。晶体管M22的第二传输电极连接激光器D1的阳极电压VA，第一传输电极与晶体管M21的第二传输电极连接。晶体管M21的第一传输电极与晶体管M1的第二传输电极连接。如此，直流偏置模块210所包括的晶体管M21和晶体管M22以级联方式将相邻的两个晶体管的其中一个晶体管的第一传输电极和另一个晶体管的第二传输电极连接。反馈模块230与直流偏置模块210所包括的晶体管M21和晶体管M22各自的控制电极分别连接，用于调节直流偏置模块210的每个晶体管的控制电极上电位。在一种可能的实施方式中，反馈模块230采样激光器D1的阴极电压VC并利用负反馈电路来确保激光器D1的正向直流压降分布在直流偏置模块210上。例如，反馈模块230将第一运算放大器的一个输入端设为激光器D1的阴极电压VC，第一运算放大器的另一个输入端设为晶体管M21的第一传输电极，第一运算放大器的输出端设为晶体管M21的控制电极，如此当第一运算放大器的两个输入端电位相等时就有晶体管M21的第一传输电极与激光器D1的阴极电压VC相等。同时，反馈模块230将第二运算放大器的一个输入端设为激光器D1的阳极电压VA和阴极电压VC之间的中间值，第二运算放大器的另一个输入端设为晶体管M22的第一传输电极(与晶体管M21的第二传输电极连接)，第二运算放大器的输出端设为晶体管M22的控制电极，如此当第二运算放大器的两个输入端电位相等时就有晶体管M22的第一传输电极与激光器D1的阳极电压VA和阴极电压VC之间的中间值相等。这意味着激光器D1的阳极电压VA和阴极电压VC之间的压降平均分布在晶体管M21和晶体管M22上，其中以晶体管M22的第一传输电极为激光器D1的阳极电压VA和阴极电压VC之间的中间值。应当理解的是，通过不同的反馈参数设计和反馈电路设计，反馈模块230可以调整激光器D1的正向直流压降在直流偏置模块210所包括的晶体管M21和晶体管M22上分配的比例。例如，在一些示例性实施例中，反馈模块230将第二运算放大器的一个输入端设为激光器D1的阳极电压VA和阴极电压VC之间的任意一个电压值，第二运算放大器的另一个输入端设为晶体管M22的第一传输电极，如此当第二运算放大器的两个输入端电位相等时就有晶体管M22的第一传输电极与设定好的该电压值相等，从而实现了按照相应比例将激光器D1的正向直流压降分配在晶体管M21和晶体管M22上。在一些实施方式中，反馈模块230还可以将采样结果与其它信息结合，例如激光器D1的类型，激光器D1的实时工作状态，环境温度等，从而可以预判式调节直流偏置模块210所包括的各个晶体管的控制电极上电位。

请继续参阅图2，图2所示的激光驱动器200通过直流偏置模块210和反馈模块230使得从激光器D1的阳极到阴极的正向直流压降分布在直流偏置模块210上，从而确保了调制输出模块220的各个器件不会因为工作在超出耐压上限的环境下而损坏，进而使得调制输出模块220的各个器件可以通过沟道长度较短的先进制程来制作，降低功耗同时也提供了更高的带宽和开关速度。并且，激光驱动器200通过反馈模块230来实时跟踪激光器D1的正向直流压降的变化，从而使得激光驱动器200有更好的适应性，也利于提高激光器适配性的鲁棒性方面的表现。

应当理解的是，本申请实施例所提到的晶体管属于压控型晶体管，该晶体管包括控制电极、第一传输电极和第二传输电极。其中，该晶体管通过控制从控制电极到第一传输电极的电压或电流来控制晶体管在开通状态和关断状态之间切换，也可以理解为该晶体管通过控制施加在控制电极上的电压从而影响第二传输电极和第一传输电极之间的电压或者电流。根据实际应用场景的需要，这些晶体管可以是以下多种类型中的一种类型，或者部分晶体管采用其中一种类型而其它晶体管采用其它类型，又或者任意晶体管可以采用任意一种类型，包括但是不限于，金属氧化物半导体场效应管(Metal-Oxide-SemiconductorField-Effect Transistor，MOSFET)，绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate BipolarTransistor，IGBT)，高电子迁移率晶体管(High Electron Mobility Transistor，HEMT)，也称作调制掺杂场效应晶体管(Modulation-Doped FET，MODFET)，或者二维电子气场效应晶体管(Two Dimensional Electron Gas Field Effect Transistor，2-DEGFET)，或者选择掺杂异质结晶体管(Selectively-Doped Heterojunction Transistor，SDHT)，其它类型的半导体开关器件，例如电力晶体管(Giant Transistor，GTR)，可关断晶闸管(Gate Turn-Off Thyristor，GTO)，晶闸管(Thyristor)也叫做可控硅整流器(Silicon ControlledRectifier，SCR)或者其它合适的器件。

应当理解的是，本申请实施例及相关附图中所示出的晶体管与其它电路元件之间的布局布线结构以及每个晶体管的各个控制电极、第一传输电极和第二传输电极的连接关系和相对位置关系，仅出于示例性目的。在一些实施方式中可以将两个电路元件的位置对调或者改变相对位置关系，只要没有偏离本申请实施例及相关附图所体现的电路原理和功能。另外，根据特定晶体管的特定类型，该晶体管的控制电极、第一传输电极和第二传输电极也可以赋予相应的含义。在一种可能的实施方式中，该晶体管是金属氧化物半导体场效应管MOSFET，该晶体管的控制电极、第一传输电极和第二传输电极分别对应MOSFET的栅极、源极和漏极。在一种可能的实施方式中，该晶体管是是绝缘栅双极型晶体管IGBT，该晶体管的控制电极、第一传输电极和第二传输电极分别对应IGBT的控制极、发射极和集电极。在一种可能的实施方式中，该晶体管是高电子迁移率晶体管HEMT例如氮化镓GaN HEMT，该晶体管的控制电极、第一传输电极和第二传输电极分别对应HEMT的栅极、源极和漏极。在一种可能的实施方式中，该晶体管是可控硅整流器SCR，该晶体管的控制电极、第一传输电极和第二传输电极分别对应SCR的控制极、阳极和阴极。

请参阅图3，图3示出了本申请实施例提供的一种实施方式的激光驱动器的电路原理图。如图3所示，激光驱动器300包括直流偏置模块310，调制输出模块320和反馈模块330。其中，调制输出模块320一端与调制电流源(未示出)连接另一端与激光器(未示出)连接，用于根据调制信号和调制电流源所提供的调制电流来生成脉冲激光电流，激光器根据脉冲激光电流来生成脉冲激光从而将调制信号转换成光信号。直流偏置模块310一端连接激光器的阳极电压VA另一端连接调制输出模块320。直流偏置模块310被配置成使得激光器的阳极电压VA和阴极电压VC之间的压降也即激光器的正向直流压降分布在直流偏置模块310上。直流偏置模块310还与反馈模块330连接。反馈模块330采样激光器的阳极电压VA和阴极电压VC，根据采样结果调节直流偏置模块310从而使得激光器的正向直流压降分布在直流偏置模块310上。

请继续参阅图3，直流偏置模块310包括多个晶体管，编号为M31、M32、M33直到M3N，这里N为正整数为直流偏置模块310所包括的晶体管的总数。多个晶体管的每一个晶体管各自包括控制电极、第一传输电极和第二传输电极，并且通过控制从控制电极到第一传输电极的电压或电流来控制晶体管在开通状态和关断状态之间切换，也可以理解为通过控制施加在控制电极上的电压从而影响第二传输电极和第一传输电极之间的电压或者电流。其中，直流偏置模块310所包括的多个晶体管以级联方式将相邻的两个晶体管的其中一个晶体管的第一传输电极和另一个晶体管的第二传输电极连接。例如，晶体管M32的第一传输电极和晶体管M31的第二传输电极连接，晶体管M33的第一传输电极和晶体管M32的第二传输电极连接。反馈模块330与直流偏置模块310所包括的多个晶体管的每一个晶体管各自的控制电极分别连接，用于调节直流偏置模块310的每个晶体管的控制电极上电位。具体地，反馈模块330包括多个运算放大器，编号为U31、U32、U33直到U3N。反馈模块330的多个运算放大器与直流偏置模块310的多个晶体管一一对应，每个运算放大器的一个输入端连接相应晶体管的第一传输电极而输出端连接相应晶体管的控制电极。例如，运算放大器U31与晶体管M31对应，运算放大器U31的一个输入端连接晶体管M31的第一传输电极而输出端连接晶体管M31的控制电极。反馈模块330还包括偏置信号控制模块331用于生成多个运算放大器的每一个运算放大器相应的偏置信号，该运算放大器的另一个输入端接收相应的偏置信号。如此，当特定运算放大器的两个输入端电位相等时就有与该特定运算放大器对应的晶体管的第一传输电极与该特定运算放大器所接收的相应偏置信号所表示的电压值相等。例如，运算放大器U31与晶体管M31对应，当运算放大器U31的两个输入端电位相等时就有晶体管M31的第一传输电极与运算放大器U31所接收的相应偏置信号所表示的电压值(或者称作偏置电压)相等。这里将运算放大器U31所接收的相应偏置信号所表示的电压值设为激光器的阴极电压VC，这意味着当运算放大器U31的两个输入端电位相等时晶体管M31的第一传输电极与激光器的阴极电压VC相等。另外，晶体管M3N的第二传输电极连接激光器的阳极电压VA。如此，激光器的阳极电压VA和阴极电压VC之间的压降也即激光器的正向直流压降分布在直流偏置模块310所包括的多个晶体管上。应当理解的是，偏置信号控制模块331可以给各个晶体管分配相应的偏置信号，从而调节激光器的正向直流压降在多个晶体管之间的分布比例。例如，偏置信号控制模块331可以让激光器的正向直流压降在多个晶体管之间平均分配。在一种实施方式中，设N为4，则偏置信号控制模块331共有4个晶体管，偏置信号控制模块331可以让激光器的正向直流压降在这4个晶体管之间平均分布，也就是说，晶体管M31的第二传输电极和第一传输电极之间的压降相当于激光器的正向直流压降的四分之一。

请继续参阅图3，反馈模块330还包括采样电路332，用于感测激光器的正向直流压降的实时变化情况，也就是实时采样激光器的阳极电压VA和阴极电压VC。采样电路332可以包括例如低通滤波器、采样信号保持电路或者任意合适的器件来实现采样功能，在此不做具体限定。反馈模块330还包括感测模块333，用于感测激光器的类型，激光器的实时工作状态，环境温度等任意可能导致激光器的正向直流压降变化的因素。例如，感测模块333可以包括温度感测器用于实时采集激光器的环境温度并据此推算出温度变化而导致的正向直流压降的变化，并可以预判式的通过偏置信号控制模块331而调节直流偏置模块310。应当理解的是，图3所示的反馈模块330的各个运算放大器也可以替换成基于DSP技术的器件和模数转换器等，例如利用DSP处理器、模数转换器和数模转换器构建反馈环路。反馈模块330的各个运算放大器可以全部或者部分地替换成基于DSP技术的器件来构建反馈环路，只要能根据偏置信号控制模块331提供的偏置信号来控制相应的晶体管的控制电极的电位，从而满足激光驱动器300的需求。

请继续参阅图3，图3所示的激光驱动器300通过直流偏置模块310和反馈模块330使得从激光器的阳极到阴极的正向直流压降分布在直流偏置模块310上，从而确保了调制输出模块320的各个器件不会因为工作在超出耐压上限的环境下而损坏，进而使得调制输出模块320的各个器件可以通过沟道长度较短的先进制程来制作，降低功耗同时也提供了更高的带宽和开关速度。并且，通过反馈模块330的偏置信号控制模块331可以确定激光器的正向直流压降在直流偏置模块310的多个晶体管之间的分布比例，例如实现平均分配或者任意一种分配方式，从而有利于部署具有不同耐压上限的晶体管在直流偏置模块310中，提高了对器件性能差异的适应性。并且，激光驱动器300通过反馈模块330的采样电路332来实时跟踪激光器的正向直流压降的变化，从而使得激光驱动器300有更好的适应性，也利于提高激光器适配性的鲁棒性方面的表现。激光驱动器300还可以通过反馈模块330的感测模块333来感测激光器的类型，激光器的实时工作状态，环境温度等任意可能导致激光器的正向直流压降变化的因素。

应当理解的是，本申请实施例所提到的晶体管属于压控型晶体管，该晶体管包括控制电极、第一传输电极和第二传输电极。其中，该晶体管通过控制从控制电极到第一传输电极的电压或电流来控制晶体管在开通状态和关断状态之间切换，也可以理解为该晶体管通过控制施加在控制电极上的电压从而影响第二传输电极和第一传输电极之间的电压或者电流。本申请实施例及相关附图中所示出的晶体管与其它电路元件之间的布局布线结构以及每个晶体管的各个控制电极、第一传输电极和第二传输电极的连接关系和相对位置关系，仅出于示例性目的。在一些实施方式中可以将两个电路元件的位置对调或者改变相对位置关系，只要没有偏离本申请实施例及相关附图所体现的电路原理和功能。另外，根据特定晶体管的特定类型，该晶体管的控制电极、第一传输电极和第二传输电极也可以赋予相应的含义。在一种可能的实施方式中，该晶体管是金属氧化物半导体场效应管MOSFET，该晶体管的控制电极、第一传输电极和第二传输电极分别对应MOSFET的栅极、源极和漏极。在一种可能的实施方式中，该晶体管是是绝缘栅双极型晶体管IGBT，该晶体管的控制电极、第一传输电极和第二传输电极分别对应IGBT的控制极、发射极和集电极。在一种可能的实施方式中，该晶体管是高电子迁移率晶体管HEMT例如氮化镓GaN HEMT，该晶体管的控制电极、第一传输电极和第二传输电极分别对应HEMT的栅极、源极和漏极。在一种可能的实施方式中，该晶体管是可控硅整流器SCR，该晶体管的控制电极、第一传输电极和第二传输电极分别对应SCR的控制极、阳极和阴极。

请参阅图4，图4示出了本申请实施例提供的一种实施方式的激光驱动器的电路原理图。如图4所示，激光驱动器400包括直流偏置模块410，调制输出模块420和第一反馈模块430。其中，调制输出模块420一端与调制电流源S1连接另一端与激光器D1连接，用于根据调制信号和调制电流源S1所提供的调制电流来生成脉冲激光电流，激光器D1根据脉冲激光电流来生成脉冲激光从而将调制信号转换成光信号。直流偏置模块410一端连接激光器D1的阳极电压VA另一端连接调制输出模块420。直流偏置模块410被配置成使得激光器D1的阳极电压VA和阴极电压VC之间的压降也即激光器D1的正向直流压降分布在直流偏置模块410上。直流偏置模块410还与第一反馈模块430连接。第一反馈模块430采样激光器D1的阳极电压VA和阴极电压VC，根据采样结果调节直流偏置模块410从而使得激光器D1的正向直流压降分布在直流偏置模块410上。在一些实施方式中，第一反馈模块430还可以将采样结果与其它信息结合，例如激光器D1的类型，激光器D1的实时工作状态，环境温度等，从而可以预判式调节直流偏置模块410。第一反馈模块430的采样功能和反馈功能可以利用例如低通滤波器、运算放大器、DSP处理器、模数转换器或者任意合适的器件来实现，在此不做具体限定。

请继续参阅图4，调制输出模块420包括晶体管M1和晶体管M2。晶体管M1和晶体管M2各自包括控制电极、第一传输电极和第二传输电极，并且通过控制从控制电极到第一传输电极的电压或电流来控制晶体管在开通状态和关断状态之间切换，也可以理解为通过控制施加在控制电极上的电压从而影响第二传输电极和第一传输电极之间的电压或者电流。其中，晶体管M1的第一传输电极与晶体管M2的第一传输电极连接后再与调制电流源S1连接。晶体管M1的控制电极和晶体管M2的控制电极之间连接有调制信号，这里调制信号为电压信号用于调节晶体管M1的控制电极上电位和晶体管M2的控制电极上电位从而调节脉冲激光电流。应当理解的是，调制输出模块420所包括的晶体管M1和晶体管M2组成差分电路，调制信号可以理解为差分输入信号。调制输出模块420在调制信号作用下可以让晶体管M1和晶体管M2中的一个处于导通状态而另一个处于关断状态，从而使得调制电流源S1所提供的调制电流施加在偏置电流源S2所提供的偏置电流上起到对偏置电流增加或者减少的效果，如此产生了脉冲激光电流。调制输出模块420还包括晶体管M3和晶体管M4。晶体管M3的第一传输电极与晶体管M1的第二传输电极连接，晶体管M4的第一传输电极与晶体管M2的第二传输电极连接，晶体管M4的第二传输电极与激光器D1的阴极电压VC连接，晶体管M3的第二传输电极与直流偏置模块410连接。晶体管M3的控制电极和晶体管M4的控制电极均连接第二反馈模块440。第二反馈模块440配置成采样激光器D1的阴极电压VC，并调节晶体管M3的控制电极上电位和晶体管M4的控制电极上电位，从而使得晶体管M4的第一传输电极电压等于激光器D1的阴极电压VC和晶体管M2的第一传输电极电压之间的中间值。如此，第二反馈模块440使得从激光器D1的阴极电压VC到晶体管M2的第一传输电极之间的压降在晶体管M4和晶体管M2之间平均分配，可以进一步保护晶体管M2避免高压损坏。而且通过引入晶体管M3和晶体管M4来分担压降，等效于提高了调制输出模块420所能承受的最高的激光器D1的阴极电压VC，从而让激光驱动器400可以工作在更大范围，有利于提高适应性。应当理解的是，第二反馈模块440的采样功能和反馈功能可以利用例如低通滤波器、运算放大器、DSP处理器、模数转换器或者任意合适的器件来实现，在此不做具体限定。

请继续参阅图4，直流偏置模块410包括晶体管M41和晶体管M42。晶体管M42的第二传输电极连接激光器D1的阳极电压VA，第一传输电极与晶体管M41的第二传输电极连接。晶体管M41的第一传输电极与晶体管M3的第二传输电极连接。如此，直流偏置模块410所包括的晶体管M41和晶体管M42以级联方式将相邻的两个晶体管的其中一个晶体管的第一传输电极和另一个晶体管的第二传输电极连接。第一反馈模块430与直流偏置模块410所包括的晶体管M41和晶体管M42各自的控制电极分别连接，用于调节直流偏置模块410的每个晶体管的控制电极上电位。应当理解的是，第一反馈模块430的构造和功能可以参考图1所示的反馈模块130、图2所示的反馈模块230以及图3所示的反馈模块330。在一些实施方式中，直流偏置模块410还可以参考图3所示的直流偏置模块310并包括多于两个的晶体管，而第一反馈模块430可以配置成调节激光器的正向直流压降在直流偏置模块310所包括的多个晶体管之间的分布比例。在一些实施方式中，第一反馈模块430还可以将采样结果与其它信息结合，例如激光器D1的类型，激光器D1的实时工作状态，环境温度等，从而可以预判式调节直流偏置模块410所包括的各个晶体管的控制电极上电位。

请继续参阅图4，图4所示的激光驱动器400通过直流偏置模块410和第一反馈模块430使得从激光器的阳极到阴极的正向直流压降分布在直流偏置模块410上，从而确保了调制输出模块420的各个器件不会因为工作在超出耐压上限的环境下而损坏，进而使得调制输出模块420的各个器件可以通过沟道长度较短的先进制程来制作，降低功耗同时也提供了更高的带宽和开关速度。并且，通过第一反馈模块430可以确定激光器的正向直流压降在直流偏置模块410的多个晶体管之间的分布比例，例如实现平均分配或者任意一种分配方式，从而有利于部署具有不同耐压上限的晶体管在直流偏置模块410中，提高了对器件性能差异的适应性。并且，激光驱动器400通过反馈模块430来实时跟踪激光器的正向直流压降的变化，从而使得激光驱动器400有更好的适应性，也利于提高激光器适配性的鲁棒性方面的表现。激光驱动器400还可以通过反馈模块430来感测激光器的类型，激光器的实时工作状态，环境温度等任意可能导致激光器的正向直流压降变化的因素。另外，通过第二反馈模块440使得从激光器D1的阴极电压VC到晶体管M2的第一传输电极之间的压降在晶体管M4和晶体管M2之间平均分配，可以进一步保护晶体管M2避免高压损坏，而且通过引入晶体管M3和晶体管M4来分担压降，等效于提高了调制输出模块420所能承受的最高的激光器D1的阴极电压VC，从而让激光驱动器400可以工作在更大范围，有利于提高适应性。

应当理解的是，本申请实施例所提到的晶体管属于压控型晶体管，该晶体管包括控制电极、第一传输电极和第二传输电极。其中，该晶体管通过控制从控制电极到第一传输电极的电压或电流来控制晶体管在开通状态和关断状态之间切换，也可以理解为该晶体管通过控制施加在控制电极上的电压从而影响第二传输电极和第一传输电极之间的电压或者电流。本申请实施例及相关附图中所示出的晶体管与其它电路元件之间的布局布线结构以及每个晶体管的各个控制电极、第一传输电极和第二传输电极的连接关系和相对位置关系，仅出于示例性目的。在一些实施方式中可以将两个电路元件的位置对调或者改变相对位置关系，只要没有偏离本申请实施例及相关附图所体现的电路原理和功能。另外，根据特定晶体管的特定类型，该晶体管的控制电极、第一传输电极和第二传输电极也可以赋予相应的含义。在一种可能的实施方式中，该晶体管是金属氧化物半导体场效应管MOSFET，该晶体管的控制电极、第一传输电极和第二传输电极分别对应MOSFET的栅极、源极和漏极。在一种可能的实施方式中，该晶体管是是绝缘栅双极型晶体管IGBT，该晶体管的控制电极、第一传输电极和第二传输电极分别对应IGBT的控制极、发射极和集电极。在一种可能的实施方式中，该晶体管是高电子迁移率晶体管HEMT例如氮化镓GaN HEMT，该晶体管的控制电极、第一传输电极和第二传输电极分别对应HEMT的栅极、源极和漏极。在一种可能的实施方式中，该晶体管是可控硅整流器SCR，该晶体管的控制电极、第一传输电极和第二传输电极分别对应SCR的控制极、阳极和阴极。

请参阅图5，图5示出了本申请实施例提供的一种实施方式的激光驱动器的控制方法的流程示意图。如图5所示，控制方法包括以下步骤。

步骤S502：实时采样激光器的阳极电压和阴极电压。

其中，采样电路的细节可以参考图1所示的反馈模块130、图2所示的反馈模块230、图3所示的反馈模块330和图4所示的第一反馈模块430，可以利用模拟采样信号和运算放大器或者可以利用基于数字信号处理DSP技术的器件和模数转换器等来实现此步骤。

步骤S504：根据所述阳极电压和所述阴极电压调节直流偏置模块的多个晶体管的每一个晶体管的控制电极的电位，从而使得从所述阳极电压到所述阴极电压的正向直流压降分布在所述直流偏置模块的所述多个晶体管上。

其中，直流偏置模块的细节可以参考图1所示的直流偏置模块110、图2所示的直流偏置模块210、图3所示的直流偏置模块310和图4所示的直流偏置模块410。其中，多个晶体管的每一个晶体管各自包括控制电极、第一传输电极和第二传输电极，并且通过控制从控制电极到第一传输电极的电压或电流来控制晶体管在开通状态和关断状态之间切换，也可以理解为通过控制施加在控制电极上的电压从而影响第二传输电极和第一传输电极之间的电压或者电流。多个晶体管以级联方式将相邻的两个晶体管的其中一个晶体管的第一传输电极和另一个晶体管的第二传输电极连接。

步骤S506：调制输出模块根据调制信号而生成脉冲激光电流。

其中，调制输出模块的细节可以参考图1所示的调制输出模块120、图2所示的调制输出模块220、图3所示的调制输出模块320和图4所示的调制输出模块420。

请参阅图1至图5，本申请实施例所提及的激光器可以理解成应用于光通信系统光发射机中的激光器，例如激光二极管(Laser diode，LD)，包括但不限于单异质结激光二极管、双异质结激光二极管和量子阱激光二极管等。本申请实施例所提及的激光器还可以理解成其它应用场景下的激光器或者激光光源，例如在激光雷达技术领域和TOF测距技术领域所采用的脉冲激光器。这些可以根据具体应用场景进行调整和改进，在此不做具体限定。

请参阅图1至图5，本申请实施例所提及的激光器的阳极电压和阴极电压，以及相关的激光器的正向直流压降，可以理解成施加在激光器如激光二极管的正向电压偏置，用于满足产生激光的必要条件如粒子数反转。在具体应用场景中，因为寄生电阻电感的影响，以及可能部署在激光驱动器和激光器之间的其它电路元件如滤波器和匹配电路的影响，施加在激光器的正向电压偏置可能与激光驱动器所采样的激光器的阳极电压和阴极电压以及相关的激光器的正向直流压降有一定偏差，这种偏差一般是线性的，并且本申请实施例所提及的反馈模块以及相关的采样和反馈功能均应理解为可以适用于存在这种线性偏差的情况下以及包括合适的调整以应对线性偏差。

请参阅图1至图5，本申请实施例所提及的运算放大器和相关负反馈机制可以采用任何适合的电路、器件或者任意型号的集成运算放大器来实现。这些可以根据具体应用场景进行调整和改进，在此不做具体限定。

本申请提供的具体实施例可以用硬件，软件，固件或固态逻辑电路中的任何一种或组合来实现，并且可以结合信号处理，控制和/或专用电路来实现。本申请具体实施例提供的设备或装置可以包括一个或多个处理器(例如，微处理器，控制器，数字信号处理器(DSP)，专用集成电路(ASIC)，现场可编程门阵列(FPGA)等)，这些处理器处理各种计算机可执行指令从而控制设备或装置的操作。本申请具体实施例提供的设备或装置可以包括将各个组件耦合在一起的系统总线或数据传输系统。系统总线可以包括不同总线结构中的任何一种或不同总线结构的组合，例如存储器总线或存储器控制器，外围总线，通用串行总线和/或利用多种总线体系结构中的任何一种的处理器或本地总线。本申请具体实施例提供的设备或装置可以是单独提供，也可以是系统的一部分，也可以是其它设备或装置的一部分。

本申请提供的具体实施例可以包括计算机可读存储介质或与计算机可读存储介质相结合，例如能够提供非暂时性数据存储的一个或多个存储设备。计算机可读存储介质/存储设备可以被配置为保存数据，程序器和/或指令，这些数据，程序器和/或指令在由本申请具体实施例提供的设备或装置的处理器执行时使这些设备或装置实现有关操作。计算机可读存储介质/存储设备可以包括以下一个或多个特征：易失性，非易失性，动态，静态，可读/写，只读，随机访问，顺序访问，位置可寻址性，文件可寻址性和内容可寻址性。在一个或多个示例性实施例中，计算机可读存储介质/存储设备可以被集成到本申请具体实施例提供的设备或装置中或属于公共系统。计算机可读存储介质/存储设备可以包括光存储设备，半导体存储设备和/或磁存储设备等等，也可以包括随机存取存储器(RAM)，闪存，只读存储器(ROM)，可擦可编程只读存储器(EPROM)，电可擦可编程只读存储器(EEPROM)，寄存器，硬盘，可移动磁盘，可记录和/或可重写光盘(CD)，数字多功能光盘(DVD)，大容量存储介质设备或任何其他形式的合适存储介质。

以上是本申请实施例的实施方式，应当指出，本申请具体实施例描述的方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减。在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。可以理解的是，本申请实施例以及附图所示的结构并不构成对有关装置或系统的具体限定。在本申请另一些实施例中，有关装置或系统可以包括比具体实施例和附图更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者拆分某些部件，或者具有不同的部件布置。本领域技术人员将理解，在不脱离本申请具体实施例的精神和范围的情况下，可以对具体实施例记载的方法和设备的布置，操作和细节进行各种修改或变化；在不脱离本申请实施例原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本申请的保护范围。