高速激光驅(qū)動(dòng)器MAX3296及其應(yīng)用

摘要：MAX3296是美國(guó)MAXIM公司生產(chǎn)的高速激光驅(qū)動(dòng)器，在傳輸速率為2.5Gbps的局域網(wǎng)中可作千兆以太網(wǎng)、光纖信道以及ATM局域網(wǎng)中的光發(fā)射機(jī)。該產(chǎn)品具有傳輸速率高、調(diào)制電流小、性能安全穩(wěn)定等特點(diǎn)。文中詳細(xì)介紹了MAX3296的結(jié)構(gòu)、引腳定義以及具體應(yīng)用，并給出了典型的應(yīng)用電路。

關(guān)鍵詞：MAX3296 高速激光驅(qū)動(dòng)器 激光調(diào)制電流 APC

1 主要特性

MAX3296是美國(guó)MAXIM公司生產(chǎn)的高速激光驅(qū)動(dòng)器，其主要特性如下：

●采用3.0～5.5V的工作電源；

●具有可選的激光管工作模式（共陰或共陽(yáng)）；

●僅有30mA的激光調(diào)制電流；

●僅有低至7ps的系統(tǒng)性抖動(dòng)；

●內(nèi)含電流調(diào)制溫度補(bǔ)償電路；

●帶有自動(dòng)光功率控制電路（APC）；

●具有集成化的安全電路；

●具有電源自動(dòng)復(fù)位功能（POR）；

●采用32-pin TQFP封裝形式。

2 引腳功能與內(nèi)部結(jié)構(gòu)

2.1 引腳功能

圖1所示為MAX3296引腳排列。MAX3296的各引腳功能描述如下：

●FUALT（1腳），F(xiàn)UALT（3腳）：分別為反向、正向默認(rèn)指示端；

●N.C.（2腳，16腳）：無連接；

●POR（4腳）：電源復(fù)位端；

●GND（5腳，14腳，22腳，30腳）：接地端；

●EN（6腳），EN（7腳）：控制端。只有當(dāng)EN端接高電平，EN端接低電平時(shí)，MAX3296才能正常工作，否則無效。

●PORDLY（8腳）：電源復(fù)位延時(shí)端，外接一電容可延長(zhǎng)電源復(fù)位時(shí)間。

●FLTDLY（9腳）：默認(rèn)延時(shí)輸入端。用于FAULT端和FAULT端的延時(shí)輸出，利用外接電容可提供一個(gè)合適的延時(shí)脈沖寬度。若將FLTDLY端接地，那么，F(xiàn)AULT端將為低電平，F(xiàn)AULT端為高電平；但FLTDLY端接地時(shí)，即使將EN端接高電平，EN端接低電平，且低電電源在工作范圍人，MAX3296的安全電路也不能正常工作；

●LV（10腳）：低電壓工作模式端。若接地，則工作電壓范圍為4.5V～5.5V；若懸空，則工作電壓范圍為3.0V～5.5V；

●Vcc(11腳)，25腳，26腳，29腳）：工作電源端。若將LV端懸空，則Vcc的值將在2.65～3V范圍內(nèi)；若LV端接地，那么，Vcc將位于3.9V～4.5V范圍內(nèi)；

●IN+（12腳），IN-（13腳）：數(shù)據(jù)正向、反向輸入端；

●REF（15腳）：參考電壓端。當(dāng)APC電壓作用于共陰激光管時(shí)，在REF端和MD端之間應(yīng)連接一電阻，以確定激光管的功率；

●POL（17腳），POL（18腳）：激光管工作模式選擇端。當(dāng)POL接Vcc，POL接地時(shí)，為共陰工作模式；而當(dāng)POL接，POL接Vcc時(shí)，為共陽(yáng)工作模式；

●I.C.（19腳）：內(nèi)部連接。應(yīng)用時(shí)不連接；

●MD（20腳）：連接監(jiān)控光二極管端；

●MDN（21腳）：激光偏差電流監(jiān)控端；

●SHDNDRV（23腳）：關(guān)閉驅(qū)動(dòng)器輸出端；

●BIASDRV（24腳）：偏差信號(hào)控制外部晶體管驅(qū)動(dòng)器端。外接PNP或NPN晶體管；

●OUT+（27腳），OUT-（28腳）：調(diào)制信號(hào)輸出端；

●MODSET（31腳）：調(diào)制電流設(shè)置端?？捎猛饨与娮鑱碓O(shè)置常溫時(shí)的調(diào)制電路；

●TC（32腳）：調(diào)制電流溫度補(bǔ)償設(shè)置端?？捎猛饨与娮鑱硌a(bǔ)償溫度變化對(duì)調(diào)制電流的影響。

2.2 內(nèi)部結(jié)構(gòu)

MAX3296內(nèi)部主要包括電源復(fù)位電路、安全電路、偏差信號(hào)發(fā)生器電路和激光調(diào)制電路。其內(nèi)部原理框圖2所示。

3 典型應(yīng)用

MAX3296適合于在傳輸速率為2.5Gbps的局域網(wǎng)中工作。根據(jù)傳輸速率的要求，應(yīng)選擇上升時(shí)間為130ps(或更少)的激光管作為輸出端的光驅(qū)動(dòng)器。為滿足MAX3296的交流特性，輸出端輸出的瞬時(shí)電壓幅度應(yīng)當(dāng)在-1V（Vcc）以上。此外，在選擇激光管時(shí)，這應(yīng)選擇具有低調(diào)電流和輸出端電壓晃動(dòng)較小的激光管。

3.1 調(diào)制電流的設(shè)計(jì)

在利用MAX3296進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，調(diào)制電流的設(shè)計(jì)是極其重要的。其值由MODSET端和TC端的外接電阻決定。其中MODSET端的外接電阻（RMOD）決定溫度恒定不變時(shí)的調(diào)制電流值（IMOD），當(dāng)激光管選定后，IMOD一般就確定了。而TC端的外接電阻（RTC）可用于決定溫度變化時(shí)的補(bǔ)償電流值。因此，設(shè)計(jì)調(diào)制電流的實(shí)質(zhì)是確定RMOD和RTC的阻值。

當(dāng)激光管選定后，根據(jù)下式可計(jì)算出它的溫度系數(shù)LT：

LT=[(α70-α25)/α25（70℃-25℃）] ×10 6ppm/℃

這里：α是激光管輸出功率與激光管電流所確定的直線的斜率，α25、α70分別表示溫度為25℃和70℃時(shí)的α值。

當(dāng)LT求出后，根據(jù)下面兩個(gè)公式即可計(jì)算出RTC和RMOD的值：

RTC=0.21/Tempco(iMOD)-25Ω

RMOD=[52Tempco(RTC+250Ω)]/(0.19-48Tempco)-250Ω

這里：Tempco=LT

另外，當(dāng)激光管選定后，也可根據(jù)表1來確定RMOD和RTC的值。

表1 不同Tempco下的RMOD和RTC值

3.2 典型應(yīng)用電路

MAX3296是一種高速的激光驅(qū)動(dòng)器。它具有傳輸速率高、調(diào)制電流小、性能安全可靠等優(yōu)點(diǎn)。因而可廣泛應(yīng)用于光纖通信以及ATM局域網(wǎng)中作為光反射器。

MAX3296可應(yīng)用于三種電路模式，分別是帶光電管的共陰極激光管電路、未帶光電管的共陰激光管電路和帶光電管的共陽(yáng)激光管電路，圖3和圖4分別為 帶有光電管的共陰和共陽(yáng)極激光管電路。其激光管的工作模式由MAX3296的POL端和POL端的連接方式來確定。