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MAX3867激光二极管驱动电路的工作原理、特性和应用分析

1.概述

MAX3867是单电源、高速激光二极极管驱动电路，传输速率可达

2.5Gbps，特别适用于SDH/SONET系统、双工器、数字交换及2.5Gbps光

传输系统。

MAX3867内部的自动功率控制（APC）闭环电路，用于补偿温度变化

及芯片老化引起的光输出功率的变化，维持激光二极管输出功率恒定；另

外，还有其它辅助功能，如：使能控制、软启动、APC失效监测等，因此

应用非常灵活方便。

2.主要性能指标

2.1极限参数

电源电压：－0.5V～＋7.0V。

偏置电流：－20mA～＋150mA。

输出电流：－20mA～＋100mA。

连续功耗：1354mW（TA=＋85℃）。

存贮温度范围：－65℃～＋165℃。

工作结温范围：－55℃～＋150℃。

引脚焊接温度：＋300℃（10秒）

2.2电气性能参数

MAX3867的主要电气性能参数如表1所列。

3.封装形式及引脚功能

MAX3867采用48脚方形贴片式（TQFP）塑料封装，其引脚功能如表

2所列。

4.基本工作原理

MAX3867激光二极管驱动电路由高速调制驱动电路和自动功率控制

（APC）电路两大部分组成，如图1所示。高速调制驱动电路由高速差分

级和可预置调制电流源组成，采用直流耦合时，寄生电感会产生瞬间高电

压冲击，因此MAX3867的调制输出通过交流耦合至激光二极管LD的负

极；同时外接上拉电感保证激光二极管LD的直流偏置，这样把激光二极

管正向压降与输出电路有效地隔离，以实现大摆幅输出。在自动功率控制

（APC）电路中，用监测光电管FD将激光二极管LD的光输出转换为相

应的光电流，经APC环路反馈控制激光二极管LD的偏置电流，从而维持

光输出功率恒定。恒定功率值由外接电阻RAPCSET设定，APC环路的时

间常数则由外接电容CAPC确定。

5.其他辅助功能

5.1APC开环工作

此时APC不起作用，激光二极管LD的工作电流由外接电阻

RMODSET和RBIASMAX设定。

5.2数据输入锁定

为提高数据传输的可靠稳定性，数据输入锁定电路采用了不同形式的

时钟信号，由LATCH端电平来选择，该端为高电平时，输入数据与时钟

CLK＋的上升沿同步；该端为低电平时，输入数据直接送至输出级。若不

需锁定功能，可将时CLK＋接到电源端，CLK－悬空即可。

5.3使能控制

使能控制（ENABLE）端为低电平时，偏置电流和调制电流均被关

断，激光二极管LD无输出，使能端为高电平时，MAX3867正常驱动激光

二极管LD。

5.4软启动

软启动电路的作用是设置激光二极管LD的导通延迟时间，避免激光

二极管LD因受瞬间冲击而损坏。延迟时间由外接电容CSLWSTRT确

定。

5.5APC失效监测

当APC环路失效时，失效检测电路可输出一个提示信号FALT。

5.6短路保护

当调制、偏置和内部控制电流源出现短路时，短路保护电路立刻关断

偏置和调制输出电路，从而避免激光二极管LD因过流而烧毁。

6.应用设计

6.1设计依据

设计激光发射器时，光输出均用平均功率来表示，其他相关量的关系

式如下：

平均功率PAVE=（P0＋P1）／2

熄灭率re=P1/P0

光功率幅值PP-P=2PAVE（re－1）/（rE＋1）

激光效率η=PP-P/IMOD

激光监测电流变化ρMON=IMD/PAVE

式中，P1、P0分别为光输出功率的峰值和谷值，IMOD为调制电流。

IMD为监测光电管电流。

6.2参考预置

（1）调制电流IMOD、偏置电流IBIASMAX的预置

根据IMOD与RMODSET，IBIASMAX与RBIASMAX