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龙图腾网获悉电子科技大学申请的专利一种基于电流比较的SPAD淬灭电路获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115574936B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-01-27发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202211108771.3，技术领域涉及：G01J1/44；该发明授权一种基于电流比较的SPAD淬灭电路是由王向展;周洲;张中;张启辉;宁宁设计研发完成，并于2022-09-13向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于电流比较的SPAD淬灭电路在说明书摘要公布了：本发明属于模拟集成电路技术领域，具体涉及一种基于电流比较的SPAD淬灭电路。本发明应用电流镜感应雪崩电流，再通过电流比较检测雪崩电流信号，经反相器处理后输出脉冲信号；此结构有效地加快了单光子探测的响应速度，缩短淬灭时间，从而减小单光子雪崩光电二极管SPAD的电荷数量；还采用了一种可调时间的延迟保持电路，针对不同单光子雪崩光电二极管SPAD的特性，降低后脉冲等非理想因素产生的概率，增加电路灵活度，使电路更加可靠。本发明的淬灭和复位速度快,可以在几纳秒内实现单光子雪崩光电二极管的淬灭与复位。有效解决了传统单光子探测器淬灭电路因雪崩电流响应速度慢而导致淬灭复位时间长，从而引起单光子探测效率低的问题。

本发明授权一种基于电流比较的SPAD淬灭电路在权利要求书中公布了：1.一种基于电流比较的SPAD淬灭电路，其特征在于：包括单光子雪崩光电二极管SPAD、第一MOS管M1、第二MOS管M2、第三MOS管M3、第四MOS管M4、第五MOS管M5、第一反相器INV1、延迟保持电路和电流比较器；其中第一MOS管M1、第二MOS管、第三MOS管和第四MOS管均为N型MOS管；第五MOS管为P型MOS管； 所述第一MOS管M1作为复位管，其栅极连接延迟保持电路的输出端，漏极连接单光子雪崩光电二极管SPAD的阳极、第二MOS管M2和第五MOS管M5的漏极、第三MOS管M3和第四MOS管M4的栅极，第一MOS管M1的源极接地； 当第一MOS管M1接收到延迟保持电路输出的复位信号REC时导通，将单光子雪崩光电二极管SPAD阳极点处的电位下拉至地，从而单光子雪崩光电二极管SPAD两端的反向偏压大于雪崩击穿电压，恢复到工作状态，等待下一次的单光子触发； 所述第二MOS管M2的栅极与第五MOS管M5的栅极互连，并接在电流比较器的输出端，其源极与第三MOS管M3的漏极相连；第五MOS管M5的源极接电源电压VDD； 所述第三MOS管M3和第四MOS管M4的源极均接地；第三MOS管M3、第四MOS管M4构成电流镜结构，用以复制单光子雪崩光电二极管SPAD的雪崩支路产生的电流Ispad；第四MOS管M4的漏极将复制的电流Ispad与外接雪崩阈值电流Iref连通作差，并输出电流信号Iin到电流比较器的输入端； 所述第一反相器INV1的输入端连接电流比较器的输出端，输出端连接延迟保持电路的输入端；第一反相器INV1将雪崩电流脉冲信号OUTb进行翻转作为延迟保持电路的输入信号； 所述单光子雪崩光电二极管SPAD的阴极电压为该单光子雪崩光电二极管SPAD的雪崩击穿电压Vbreak加上电源电压VDD，使得单光子雪崩光电二极管SPAD在工作状态下的反偏电压大于雪崩击穿电压； 所述电流比较器的输入接第四MOS管M4的漏极，以及外部输入的雪崩阈值电流Iref；用于检测雪崩信号，当产生单光子雪崩光电二极管SPAD的雪崩支路电流Ispad时，与雪崩阈值电流Iref作比较，并输出雪崩电流脉冲信号OUTb给第一反相器INV1和第五MOS管M5的栅极； 所述延迟保持电路用于产生单光子雪崩光电二极管SPAD淬灭电路的复位信号REC，将单光子雪崩光电二极管SPAD的反向偏压复位至雪崩击穿电压以上，恢复待工作状态，等待下一次雪崩信号的探测； 当光子到来前，单光子雪崩光电二极管SPAD无光子触发，此时通过电流镜结构复制雪崩电流Ispad与雪崩阈值电流Iref作电流比较，Ispad≤Iref，Iin≥0，电流比较器的输出信号OUTb为高电平，第一MOS管M1、第五MOS管M5截止，第二MOS管M2导通构成低阻路径，使得单光子雪崩光电二极管SPAD阳极电位处于低电平，从而单光子雪崩光电二极管SPAD两端的反向偏压大于雪崩击穿电压Vbreak，电路处于待光子检测的稳定状态； 当光子到来时，单光子雪崩光电二极管SPAD产生雪崩电流Ispad，通过电流镜结构复制雪崩电流Ispad与雪崩阈值电流Iref作电流比较；Ispad＞Iref，Iin＜0，电流比较器的输出信号OUTb为低电平，第五MOS管M5导通，第二MOS管M2截止，使得单光子雪崩光电二极管SPAD阳极电位上拉至高电平，从而单光子雪崩光电二极管SPAD两端的反向偏压降低至雪崩击穿电压以下，单光子雪崩光电二极管SPAD的雪崩自持效应停止，达到淬灭的目的； 同时，经过电流比较器输出的雪崩电流脉冲信号OUTb通过第一反相器INV1反相后，由延迟保持电路延时，输出复位信号REC，使得作为复位管的第一MOS管M1导通，将单光子雪崩光电二极管SPAD阳极点处的电位下拉至地，从而单光子雪崩光电二极管SPAD两端的反向偏压大于雪崩击穿电压，恢复到工作状态，等待下一次的单光子触发。

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