LiDARの性能を引き出すドライバ/スイッチ/レーザーダイオードの役割 (DigiKey社【アプリケーションラボ】技術解説記事のご紹介)

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No. 2020 2025. 6. 10

◇	LiDARの性能を引き出すドライバ/スイッチ/レーザーダイオードの役割 (DigiKey社【アプリケーションラボ】技術解説記事のご紹介)
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LiDARの性能を引き出すドライバ/スイッチ/レーザーダイオードの役割
(DigiKey社【アプリケーションラボ】技術解説記事のご紹介)

　「アプリケーションラボ」は、DigiKey社のご協力をいただいて、DigiKey社が公開している新製品や技術情報を日本語でご紹介するWebページです。基礎技術から最新技術まで有益な情報を公開していますので、是非ご活用ください。

　今回は、自動車や無人搬送車、ロボット掃除機などで、物を見る目の働きをするLiDARについて解説した記事をご紹介します。

■LiDARの性能を引き出すドライバ/スイッチ/レーザーダイオードの役割

　LiDAR(Light Detection And Ranging)は、パルス状のレーザー光を照射し、物体から返ってくる時間を計測して物体までの距離や方向を測定する技術です。

　LiDARはレーダー(Radar)と役割が似ていますが、レーダーが電波を使用するのに対し、LiDARは光を使用します。光は電波よりも波長が短く収束させやすいので、高い精度で位置や形状などを検出できます。

　LiDARの主要部品はレーザーダイオード、ゲートドライバ、ゲートスイッチFETで、これらの選択により性能が決まります。レーザーダイオードが決まった波長の光を生成し、ゲートドライバとゲートスイッチFETによりオン/オフを行って高速パルスを供給します。

ゲートドライバがゲートスイッチを制御する

　LiDARに使用されるレーザーダイオードの波長は、GaAs(ガリウム砒素)を用いた905nmまたはInGaAsP(インジウムガリウム砒素リン)を用いた1550nmが主に使用されます。905nmレーザーはコストが低く、シリコンフォトダイオードで検出可能で、雨天の影響を受けにくいという特長があります。1550nmレーザーは、より高い出力を目に安全に使用できるため、長距離のLiDARや高精度測定に適しています。

　周囲の広い範囲の検出が必要となる自動車に搭載されるLiDARは、100m～200mの有効範囲と0.1°の角度分解能が要求されます。また、無人搬送車やロボット掃除機などのように、移動速度が遅くエリアが限定される用途では、自動車のLiDARよりも遅い数百ミリ秒以内の反応速度で十分です。

　【アプリケーションラボ】では、LiDARの仕組みやLiDARの核となる電気光学経路について解説した後、ローム社のレーザーダイオードとゲートドライバ、EPC社のゲートスイッチFETを紹介しています。

　ローム社のRLD90QZW3-00Aは、LiDARアプリケーションに最適化されたレーザダイオードで、ビーム幅(発散角)、ビーム波長の狭さ、ビーム安定性で優れた性能を発揮します。また、BD2311NVX-LBE2はシングルチャンネルの超高速GaNゲートドライバで、GaN高電子移動度トランジスタ(HEMT)などのスイッチングデバイスを狭い出力パルスで駆動できます。

　EPCのEPC2252は、車載規格(AEC-Q101)に準拠したNチャンネルエンハンスメントモードGaNパワートランジスタです。1.5mm×1.5mmの小型パッケージですが、大電流レーザーダイオードのスイッチングが可能です。

　ここで解説されているデバイスは、マルツオンラインのウェブサイトで購入できますので、是非参考にしてください。


	▽不可視パルスレーザーダイオード【RLD90QZW3-00A】・単価：￥18,502(税込) ・波長：905nm ・光出力：最大75W(パルス駆動) ・順方向電流：23A(最大28A) ・順方向電圧：11V ・発光エリア：225μm×10μm ・動作温度範囲：最大85℃ ・パッケージ：φ5.6mm CAN

	▽シングルチャンネル超高速ゲートドライバ【BD2311NVX-LBE2】・単価：￥981(税込) ・電源電圧：4.5V～5.5V ・ピーク出力電流：7A(ソース)、5A(シンク) ・入力タイプ：反転・立ち上がり/立ち下がり時間：650ps/700ps ・動作温度範囲：－40°C～＋125°C ・パッケージ：SSON06RX2020(6ピンUDFN)

	▽NチャンネルエンハンスメントモードGaNパワートランジスタ【EPC2252】・単価：￥607(税込) ・ドレイン-ソース間電圧：80V ・連続ドレイン電流：8.2A ・パルスドレイン電流：100A ・オン抵抗：11mΩ ・ゲート電荷：4.3nC @5V ・動作温度範囲：－40°C～＋150°C ・パッケージ：ダイ(面実装)

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