1.一種應(yīng)用于SPAD探測器的高計(jì)數(shù)范圍的模擬計(jì)數(shù)電路，其特征在于電路由一個(gè)計(jì)數(shù)電容C、1個(gè)電阻R和15個(gè)MOS管組成，其中NMOS管MN3和MN4，PMOS管MP6，MP7，MP8和MP9以及電阻R構(gòu)成一個(gè)Cascode偏置電路，為計(jì)數(shù)電路提供偏置，同時(shí)該偏置電路還為計(jì)數(shù)電路的輸出跟隨器提供了一個(gè)電流源負(fù)載，保證了計(jì)數(shù)器的線性輸出，該偏置電路還為限流PMOS管MP2提供了一個(gè)較高電平的偏置電壓，在計(jì)數(shù)電容充電的支路上起到了一個(gè)限制導(dǎo)通電流過大的作用，PMOS管MP0是電荷注入管，為信號輸入開關(guān)，其柵極接一個(gè)脈沖信號in，源極接電源電壓VDD，其漏極與PMOS管MP1管的源極相連；MP1是隔離管，其柵極接電源電壓VDD，其漏極與限流PMOS管MP2的源極接在一起；MP2為限流管，其柵極接的電壓偏置由Cascode偏置電路提供，其作用是在電容充電的瞬間限制住充電電流的大小，PMOS管MP2的漏極接電容C的上極板；NMOS管MN0為一個(gè)復(fù)位開關(guān)，MN0的柵極接一個(gè)復(fù)位信號Clear，漏極接計(jì)數(shù)電容C的正極板，源極接計(jì)數(shù)電容的下極板，即GND；NMOS管MN1、MN2、MN3和MN4構(gòu)成NMOS管電流鏡；PMOS管MP4和MP5構(gòu)成PMOS管電流鏡，這兩個(gè)電流鏡的作用是將Cascode偏置電路的偏置電流傳遞到輸出端out所在的支路，最終PMOS管MP4相當(dāng)于跟隨器PMOS管MP3的電流源負(fù)載；PMOS管MP3是電壓跟隨器，負(fù)責(zé)最后將計(jì)數(shù)電容上的電壓信號傳遞到輸出端out，作為計(jì)數(shù)的輸出結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于SPAD探測器的高計(jì)數(shù)范圍的模擬計(jì)數(shù)電路，其特征在于所述計(jì)數(shù)電路由PMOS管MP0、MP1、MP2和電容C組成。
3.一種利用權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于SPAD探測器的高計(jì)數(shù)范圍的模擬計(jì)數(shù)電路進(jìn)行計(jì)數(shù)的方法，其特征在于包含以下三個(gè)步驟：
一、復(fù)位階段，復(fù)位階段是光子探測的準(zhǔn)備階段，在雪崩脈沖到來之前，復(fù)位信號Clear為高電平，信號輸入開關(guān)MP0處于斷開狀態(tài)，利用復(fù)位開關(guān)Clear將電容的原有的電荷放電到GND，以等待計(jì)數(shù)階段的到來；
二、計(jì)數(shù)階段，單光子雪崩二極管光電探測器開始對光信號進(jìn)行探測，產(chǎn)生雪崩脈沖輸入信號，雪崩脈沖信號in在低電平的時(shí)候，MP0是導(dǎo)通的，且其溝道電阻非常小，因此MP0的漏極與源極電位接近相同，為電源電壓，當(dāng)雪崩脈沖信號的一個(gè)上升沿到來時(shí)，由于電容的兩端電壓不能突變的原理，MP0兩端的電壓不能突變，因此MP0的柵極電壓上升時(shí)，其漏極電壓也隨之升高，經(jīng)過一個(gè)短暫的瞬間又恢復(fù)到正常狀態(tài)，由于只有瞬間導(dǎo)通，且有限流MOS管MP2限制導(dǎo)通電流的大小，計(jì)數(shù)電容所獲得的電荷量非常少，計(jì)數(shù)電容就在這一瞬間完成了充電并計(jì)數(shù)；
三、讀出階段，SPAD完成了對單光子信號的探測，信號輸入開關(guān)MP0斷開，電壓跟隨器MP3開始對計(jì)數(shù)電容C的上極板上的電壓進(jìn)行讀出，通過計(jì)算即可得到SPAD在探測期間所探測到的光子數(shù)。