JP5327883B2 - Gate circuit and laser drive circuit - Google Patents

Gate circuit and laser drive circuit Download PDF

Info

Publication number
JP5327883B2
JP5327883B2 JP2010061741A JP2010061741A JP5327883B2 JP 5327883 B2 JP5327883 B2 JP 5327883B2 JP 2010061741 A JP2010061741 A JP 2010061741A JP 2010061741 A JP2010061741 A JP 2010061741A JP 5327883 B2 JP5327883 B2 JP 5327883B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
circuit
output
signal
current source
buffer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2010061741A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2011198865A (en
Inventor
弘 小泉
和好 西村
稔 富樫
祐輔 大友
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP2010061741A priority Critical patent/JP5327883B2/en
Publication of JP2011198865A publication Critical patent/JP2011198865A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5327883B2 publication Critical patent/JP5327883B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は、光通信に用いられるバーストデータ信号等の通過/遮断を制御信号の論理に応じて制御するゲート回路、およびそのゲート回路を備えたレーザ駆動回路に関する。   The present invention relates to a gate circuit that controls passage / blocking of a burst data signal or the like used for optical communication according to the logic of a control signal, and a laser driving circuit including the gate circuit.

バースト送信器のように、バーストデータの伝送を制御信号によってON/OFFする場合、バーストデータ信号が入力され続けても、その伝送を遮断する所謂ゲート回路を用いるのが一般的である。ゲート論理回路は、複数の入力論理に対して1つの論理を出力する回路の総称であるが、バースト制御の場合、AND論理を用いる場合が多い。すなわち、ゲート回路は、制御信号がHighである場合、データ信号の論理レベルはそのまま出力端子に現れるが、制御信号がLowである場合は、データ信号の論理レベルがHighでもLowでも、データ信号と制御信号のLowレベルとの論理積によって出力論理レベルがLowレベルに固定されるのである。   When the transmission of burst data is turned ON / OFF by a control signal as in a burst transmitter, a so-called gate circuit that cuts off the transmission even when the burst data signal continues to be input is generally used. A gate logic circuit is a general term for circuits that output one logic for a plurality of input logics, but in the case of burst control, AND logic is often used. In other words, when the control signal is high, the gate circuit has the logic level of the data signal as it appears at the output terminal, but when the control signal is low, the data signal and the logic level of the data signal are the same regardless of whether the logic level of the data signal is high or low. The output logic level is fixed at the low level by the logical product of the control signal and the low level.

このようなゲート回路は、図9に示したように、例えば、バースト型レーザ駆動回路にしばしば用いられる。このレーザ駆動回路は、アノード側端子LDAおよびカソード側端子LDKに高周波カット用のインダクタL1,L2が接続されたレーザ素子LD、差動のバーストデータ信号DATAを入力してレーザ素子LDにそのバーストデータDATAに応じた変調信号を出力する変調回路10、レーザ素子LDにバイアス電流を供給するバイアス回路20、レーザ素子LDの出力光をモニタして、変調回路10に制御電圧VCSMを供給するとともにバイアス回路20に制御電圧VCSBを供給するAPC(Automatic Power Control)回路30からなる。変調回路10、バイアス回路20、およびAPC回路30には、前記した制御信号として送信イネーブル信号TX_ENが入力している。この送信イネーブル信号TX_ENは、Highはイネーブル(バーストON:レーザ発光)を、Lowは非イネーブル(バーストOFF:レーザ消光)を示す。   Such a gate circuit is often used in, for example, a burst type laser driving circuit as shown in FIG. In this laser drive circuit, a laser element LD in which inductors L1 and L2 for high frequency cut are connected to an anode side terminal LDA and a cathode side terminal LDK, a differential burst data signal DATA is inputted, and the burst data is inputted to the laser element LD. A modulation circuit 10 that outputs a modulation signal corresponding to DATA, a bias circuit 20 that supplies a bias current to the laser element LD, an output light of the laser element LD is monitored, and a control voltage VCSM is supplied to the modulation circuit 10 and a bias circuit 20 includes an APC (Automatic Power Control) circuit 30 that supplies a control voltage VCSB to 20. The transmission enable signal TX_EN is input to the modulation circuit 10, the bias circuit 20, and the APC circuit 30 as the control signal. In the transmission enable signal TX_EN, High indicates enable (burst ON: laser emission), and Low indicates non-enable (burst OFF: laser extinction).

変調回路10は、入力するバーストデータ信号DATAを送信イネーブル信号TX_ENのHigh/Lowに応じてゲーティングするゲート回路11、増幅用のn段のプリドライブ回路121〜12n、およびドライブ回路として機能する出力バッファ回路13から構成される。ゲート回路11、プリドライブ回路121〜12n、および出力バッファ回路13は、それぞれ電流源回路I11,I121〜12n,I13を備え、そのうちの電流源回路I121〜12n,I13の各々がAPC回路30から出力する制御電圧VCSMによって、レーザ素子LDの消光比が一定となるように制御される。バイアス回路20の電流源回路(図示せず)も、APC回路30から出力する制御電圧VCSBによって、レーザ素子LDの出力光パワーが一定となるように、制御される。   The modulation circuit 10 gates the input burst data signal DATA according to the High / Low level of the transmission enable signal TX_EN, n-stage predrive circuits 121 to 12n for amplification, and an output that functions as a drive circuit. The buffer circuit 13 is configured. The gate circuit 11, the pre-drive circuits 121 to 12n, and the output buffer circuit 13 include current source circuits I11, I121 to 12n, and I13, respectively, and each of the current source circuits I121 to 12n and I13 is output from the APC circuit 30. The extinction ratio of the laser element LD is controlled to be constant by the control voltage VCSM. The current source circuit (not shown) of the bias circuit 20 is also controlled by the control voltage VCSB output from the APC circuit 30 so that the output optical power of the laser element LD becomes constant.

データ信号は、ゲート回路11を介してn段のプリドライブ回路121〜12nに伝送される。ゲート回路11は送信イネーブル信号TX_ENを受信することによってデータ信号通過モードとLowレベル固定モード(データ信号遮断モード)の一方に切り替わる。バーストOFF時、一般的には送信イネーブル信号TX_ENがLowのとき、ゲート回路11自身の出力レベルをLowに固定することで、出力バッファ回路13の出力レベルをLowレベルに固定する。   The data signal is transmitted to the n-stage pre-drive circuits 121 to 12 n via the gate circuit 11. The gate circuit 11 is switched to one of the data signal passing mode and the low level fixed mode (data signal cutoff mode) by receiving the transmission enable signal TX_EN. When the burst is OFF, generally, when the transmission enable signal TX_EN is Low, the output level of the output buffer circuit 13 is fixed to Low level by fixing the output level of the gate circuit 11 itself to Low.

図10に出力バッファ回路13の構成を示す。この出力バッファ回路13は、トランジスタQ1〜Q3、抵抗R1〜R5からなり、トランジスタQ1,Q2のベースに差動のレーザ駆動信号(バーストデータ信号DATAに応じた信号)ISPB,ISPNが入力し、トランジスタQ3のベースに制御電圧VCSMが入力する。   FIG. 10 shows the configuration of the output buffer circuit 13. This output buffer circuit 13 comprises transistors Q1 to Q3 and resistors R1 to R5, and differential laser drive signals (signals corresponding to the burst data signal DATA) ISPB and ISPN are input to the bases of the transistors Q1 and Q2. The control voltage VCSM is input to the base of Q3.

このように、出力バッファ回路13が差動回路構成でかつレーザ素子LDが直流接続される場合は、レーザ駆動信号ISPBをLow、入力端子ISNBをHighにし、レーザ素子LDのカソード端子LDKの電位とアノード端子LDAの電位をVLDK>VLDAとなるように固定することで、レーザ素子LDの発振を停止せしめるとともに、レーザ素子LD用のVDDLD電源からレーザ素子LDを介してレーザ駆動回路10に電流が流れ込むことを防ぐのである。これに加え、バイアス回路20を制御して、レーザ素子LDにバイアス電流が流れないようにすることとあいまって、レーザ素子LDを消光することができる。   Thus, when the output buffer circuit 13 has a differential circuit configuration and the laser element LD is DC-connected, the laser drive signal ISPB is set to Low, the input terminal ISNB is set to High, and the potential of the cathode terminal LDK of the laser element LD is set to By fixing the potential of the anode terminal LDA so that VLDK> VLDA, the oscillation of the laser element LD is stopped, and a current flows from the VDDLD power source for the laser element LD to the laser driving circuit 10 via the laser element LD. To prevent this. In addition, the laser element LD can be extinguished together with controlling the bias circuit 20 so that no bias current flows to the laser element LD.

このような機能を提供するゲート回路11は、電流加算回路の応用によって実現できると考えられる。図11に典型的な電流加算回路11Aの詳細を示す(例えば、特許文献1参照)。111、112は第1、第2のバッファ回路(もしくは増幅回路)、113はエミッタフォロア回路である。第1のバッファ回路111は、トランジスタQ4〜Q6,抵抗R6〜R8,負荷抵抗RL01,RL02から構成され、第2のバッファ回路112はトランジスタQ7〜Q8,抵抗R9〜R11,負荷抵抗RL01,RL02から構成される。エミッタフォロア回路113はトランジスタQ10〜Q13、抵抗R12,R13から構成される。第1、第2のバッファ回路111,112は、負荷抵抗RL01,RL02を共有して並列接続される。これら2つのバッファ回路111,112のうち、第1のバッファ回路112の入力側に、第2のバッファ回路112の出力側がLowになるようなDCレベル信号を入力しておき、データ通過モードでは第1のバッファ回路111の動作電流をONにして第2のバッファ回路112の動作電流をOFFに、Low固定モードでは第1のバッファ回路111の動作電流をOFFして第2のバッファ回路112の動作電流をONになるように制御すればよい。   It is considered that the gate circuit 11 providing such a function can be realized by application of a current adding circuit. FIG. 11 shows details of a typical current adding circuit 11A (see, for example, Patent Document 1). 111 and 112 are first and second buffer circuits (or amplifier circuits), and 113 is an emitter follower circuit. The first buffer circuit 111 includes transistors Q4 to Q6, resistors R6 to R8, and load resistors RL01 and RL02. The second buffer circuit 112 includes transistors Q7 to Q8, resistors R9 to R11, and load resistors RL01 and RL02. Composed. The emitter follower circuit 113 includes transistors Q10 to Q13 and resistors R12 and R13. The first and second buffer circuits 111 and 112 are connected in parallel by sharing the load resistors RL01 and RL02. Of these two buffer circuits 111 and 112, a DC level signal is input to the input side of the first buffer circuit 112 so that the output side of the second buffer circuit 112 is low. The operation current of the first buffer circuit 111 is turned off by turning on the operation current of the second buffer circuit 112, and the operation current of the first buffer circuit 111 is turned off in the low fixed mode. What is necessary is just to control so that an electric current may turn ON.

特開2000−261257号公報JP 2000-261257 A

図11で説明した電流加算回路11Aを利用した従来のゲート回路では、重要な制約があることが、その動作原理から明らかである。すなわち、負荷抵抗を共有する必要があるので、図11におけるバッファ回路111に流れる電流とバッファ回路112に流れる電流は同じである必要がある。なぜならば、差動バッファ回路の出力振幅は、負荷抵抗の値と負荷抵抗に流れる電流量によって決定されるからである。図11で具体的に示せば、少なくとも電流制御用の抵抗R8とR11は同じ値であり、電流制御トランジスタQ6とQ9のベース電圧は同じとなる必要がある。結果的に、第1および第2のバッファ回路111,112は同じサイズの素子で構成することが望ましくなる。   It is apparent from the operation principle that the conventional gate circuit using the current adding circuit 11A described in FIG. That is, since it is necessary to share the load resistance, the current flowing through the buffer circuit 111 and the current flowing through the buffer circuit 112 in FIG. 11 need to be the same. This is because the output amplitude of the differential buffer circuit is determined by the value of the load resistance and the amount of current flowing through the load resistance. Specifically, in FIG. 11, at least the current control resistors R8 and R11 have the same value, and the base voltages of the current control transistors Q6 and Q9 need to be the same. As a result, it is desirable that the first and second buffer circuits 111 and 112 are composed of elements of the same size.

このような制約がなければ、電位を固定するだけで、高周波動作を必要としない第2のバッファ回路112は、そのサイズ、すなわち電流量を小さくできることが望ましい。第2のバッファ回路112を小型化できるメリットは、バッファ回路の出力容量負荷が小さくなることと、消費電力の低減である。   If there is no such restriction, it is desirable that the second buffer circuit 112 that only fixes the potential and does not require high-frequency operation can reduce the size, that is, the amount of current. The merit that the size of the second buffer circuit 112 can be reduced is that the output capacity load of the buffer circuit is reduced and the power consumption is reduced.

したがって、従来技術では、ゲート回路11はレーザ駆動回路の変調回路10の入力端に配置することが望ましかった。駆動能力が小さくても良い初段バッファであれば、上記の制約はさほど問題にならない。しかし理想的には出力バッファ回路13の直前にゲート回路11が配置されることが望ましいのである。なぜなら、図9のような従来構成では、送信イネーブル信号TX_ENがOFF状態のときに、プリドライブ回路121〜12nの電流を遮断して省電力化を図ろうとすると、ゲート回路11の出力論理レベルが出力バッファ回路13に伝達されないため、出力バッファ回路13の電流を完全に遮断しない限り、レーザ素子LDの消光を確実化することができないからである。ゲート回路11を出力バッファ回路13の直前に配置できれば、消光時にプリドライブ回路121〜12nの電流を遮断できるだけでなく、出力バッファ回路13の電流を曖昧に遮断しても、レーザ素子LDの発光を防止することができる。   Therefore, in the prior art, it has been desirable to arrange the gate circuit 11 at the input end of the modulation circuit 10 of the laser drive circuit. In the case of a first-stage buffer that may have a small driving capability, the above-described restrictions are not a problem. However, ideally, it is desirable that the gate circuit 11 be disposed immediately before the output buffer circuit 13. This is because in the conventional configuration as shown in FIG. 9, when the transmission enable signal TX_EN is in the OFF state, if the current of the pre-drive circuits 121 to 12n is cut off to save power, the output logic level of the gate circuit 11 is This is because, since the signal is not transmitted to the output buffer circuit 13, the extinction of the laser element LD cannot be ensured unless the current of the output buffer circuit 13 is completely cut off. If the gate circuit 11 can be disposed immediately before the output buffer circuit 13, not only can the currents of the predrive circuits 121 to 12n be interrupted during extinction, but the laser element LD can emit light even if the current of the output buffer circuit 13 is ambiguously interrupted. Can be prevented.

しかし、出力バッファ回路13の直前にゲート回路11を配置するということは、ゲート回路11自身が相応の駆動能力を具備する必要があることに他ならない。バッファ回路13の駆動能力は、基本的に電流量で決まるため、従来技術では、図11のように、大きなバッファ回路を2つ並べることになり、極めて非効率である。   However, disposing the gate circuit 11 immediately before the output buffer circuit 13 is nothing other than that the gate circuit 11 itself needs to have a corresponding driving capability. Since the drive capability of the buffer circuit 13 is basically determined by the amount of current, in the conventional technique, two large buffer circuits are arranged as shown in FIG. 11, which is extremely inefficient.

本発明は以上の点に鑑みたもので、その目的は、高い駆動能力と高速動作能力を備えつつ、出力レベル固定時には低消費電力化できるゲート回路およびそのゲート回路を備えたレーザ駆動回路を実現することである。   The present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to realize a gate circuit capable of reducing power consumption when the output level is fixed and a laser driving circuit including the gate circuit while having high driving capability and high-speed operation capability. It is to be.

上記目的を達成するために、請求項1にかかる発明のゲート回路は、制御信号の論理に応じてバーストデータ信号等の信号を通過/遮断するゲート回路において、第1の電源端子に接続された第1の負荷抵抗と、第1の電流源回路とを有し、前段回路の出力信号を入力する第1のバッファ回路と、該第1のバッファ回路の出力側に接続された第2の負荷抵抗と、第2の電流源回路とを有し、前記第1の負荷抵抗と前記第2の負荷抵抗の和が合成負荷抵抗となり、該合成負荷抵抗から出力信号が取り出される第2のバッファ回路とを備え、前記第1および第2の電流源回路は、前記制御信号の論理レベルによって一方が動作ONのとき他方が動作OFFとなり、前記第1の電流源回路が動作ONのとき前記第1のバッファ回路の出力信号を出力し、前記第2の電流源回路が動作ONのとき予め決められた論理レベルに固定された出力信号を出力することを特徴とする。
請求項2にかかる発明は、請求項1に記載のゲート回路において、前記第2の負荷抵抗の値を前記第1の負荷抵抗の値よりも大きく設定するとともに、前記第1の電流源回路の電流の値を前記第2の電流源回路の電流の値よりも大きく設定したことを特徴とする。
請求項3にかかる発明は、請求項1又は2に記載のゲート回路において、前記第2の負荷抵抗と並列にコンデンサを接続したことを特徴とする。
請求項4にかかる発明は、請求項1、2又は3に記載のゲート回路において、前記第2のバッファ回路の入力信号として固定電圧を印加したことを特徴とする。
請求項5にかかる発明は、請求項1、2、3又は4に記載のゲート回路において、前記第1および第2の電流源回路は、それぞれ、第2の電源端子に直列接続された第1のトランジスタおよび第1の抵抗と、該第1のトランジスタの制御端子とバイアス電圧端子との間に接続された第2のトランジスタと、前記第1のトランジスタの制御端子と前記第2の電源端子との間に直列接続された前記第2のトランジスタと逆極性の第3のトランジスタおよび第2の抵抗とを備え、前記第1の電流源回路の前記第2および第3のトランジスタの制御端子と、前記第2の電流源回路の前記第2および第3のトランジスタの制御端子とに、前記制御信号が、論理レベルが互いに反転関係で印加されることを特徴とする。
請求項6にかかる発明は、請求項1、2、3、4又は5に記載のゲート回路において、前記第2のバッファ回路の出力側に、エミッタフォロア回路が接続されることを特徴とする。
請求項7にかかる発明のレーザ駆動回路は、請求項1、2、3、4、5又は6に記載のゲート回路の前段にバーストデータ信号を増幅するプリドライブ回路が接続され、後段にレーザ素子を駆動する出力バッファ回路が接続された変調回路を備え、且つ前記制御信号は送信イネーブル信号であることを特徴とする。
請求項8にかかる発明は、請求項7に記載のレーザ駆動回路において、前記送信イネーブル信号がバーストデータOFFを示すとき、前記第1のバッファ回路が動作OFFとなり前記第2のバッファ回路が動作ONとなって前記ゲート回路の出力信号がLowレベルに固定され、前記出力バッファ回路の出力がLowレベルに固定され、前記プリドライブ回路からのバーストデータ信号の出力の有無によらず、前記出力バッファ回路の出力信号がLowレベルに固定されることを特徴とする。
To achieve the above object, a gate circuit according to a first aspect of the present invention is connected to a first power supply terminal in a gate circuit that passes / cuts off a signal such as a burst data signal according to the logic of a control signal. A first buffer circuit having a first load resistor and a first current source circuit, for inputting an output signal of the preceding circuit, and a second load connected to the output side of the first buffer circuit; A second buffer circuit having a resistor and a second current source circuit, wherein a sum of the first load resistor and the second load resistor becomes a combined load resistor, and an output signal is extracted from the combined load resistor The first and second current source circuits are configured such that one of the first and second current source circuits is turned off when the operation is on, and the other is turned off when the first current source circuit is on. Outputs the output signal of the buffer circuit Characterized in that the second current source circuit outputs an output signal which is fixed to the logic level to a predetermined time of operation ON.
According to a second aspect of the present invention, in the gate circuit according to the first aspect, the value of the second load resistance is set larger than the value of the first load resistance, and the first current source circuit The current value is set larger than the current value of the second current source circuit.
According to a third aspect of the present invention, in the gate circuit according to the first or second aspect, a capacitor is connected in parallel with the second load resistor.
According to a fourth aspect of the present invention, in the gate circuit according to the first, second, or third aspect, a fixed voltage is applied as an input signal of the second buffer circuit.
According to a fifth aspect of the present invention, in the gate circuit according to the first, second, third, or fourth aspect, each of the first and second current source circuits is a first connected in series to a second power supply terminal. A transistor, a first resistor, a second transistor connected between a control terminal and a bias voltage terminal of the first transistor, a control terminal of the first transistor, and a second power supply terminal A third transistor having a polarity opposite to that of the second transistor connected in series and a second resistor, and control terminals of the second and third transistors of the first current source circuit; The control signal is applied to the control terminals of the second and third transistors of the second current source circuit in an inverted relationship with respect to each other.
According to a sixth aspect of the present invention, in the gate circuit according to the first, second, third, fourth, or fifth aspect, an emitter follower circuit is connected to an output side of the second buffer circuit.
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a laser driving circuit comprising: a pre-drive circuit that amplifies a burst data signal is connected to a front stage of the gate circuit according to the first, second, third, fourth, fifth, or sixth aspect; And a modulation circuit to which an output buffer circuit for driving is connected, and the control signal is a transmission enable signal.
According to an eighth aspect of the present invention, in the laser driving circuit according to the seventh aspect, when the transmission enable signal indicates burst data OFF, the first buffer circuit is turned off and the second buffer circuit is turned on. The output signal of the gate circuit is fixed at the low level, the output of the output buffer circuit is fixed at the low level, and the output buffer circuit is output regardless of whether or not the burst data signal is output from the pre-drive circuit. The output signal is fixed at a low level.

本発明のゲート回路によれば、バースト型レーザ駆動回路の省電力モード実現への寄与が顕著である。省電力モードとは、レーザ素子を消光している期間にレーザ駆動回路の電力消費を抑制する技術である。PONシステムにおける究極の省電力モード技術とは、送信イネーブル信号に連動して、高速に電力消費量を増減できる技術である。しかし、大量の電流を必要とするレーザ駆動回路の回路電流を完全に遮断し、その後回復させる手法では、回復のために極めて長い遷移時間が必要となってしまう。   According to the gate circuit of the present invention, the contribution to the realization of the power saving mode of the burst type laser driving circuit is remarkable. The power saving mode is a technique for suppressing power consumption of the laser driving circuit during a period in which the laser element is extinguished. The ultimate power saving mode technology in the PON system is a technology that can increase and decrease the power consumption at high speed in conjunction with the transmission enable signal. However, in the method of completely interrupting the circuit current of the laser driving circuit that requires a large amount of current and then recovering it, an extremely long transition time is required for recovery.

そこで、プリドライブ回路群や出力バッファ回路の電流遮断を完全ではなく、マイルドに遮断することにより、送信イネーブル信号によるレーザ駆動回路のバースト応答性を向上せしめることができる。しかし、従来技術において、回路電流を遮断せず、減少させるにとどめてしまうと、ゲート機能が出力バッファ回路に作用しなくなってしまうので、レーザ消光を確実にせしめることは困難となる。本発明はこのようなジレンマを根本的に解決できる技術である。バースト応答性を重視して省電力モードにおける回路電流を設計することも、省電力モード時の電力削減量を重視した設計とすることも自在となる。   Therefore, the burst response of the laser drive circuit by the transmission enable signal can be improved by cutting off the current of the pre-drive circuit group and the output buffer circuit in a mild but not perfect manner. However, in the prior art, if the circuit current is not cut off but reduced, the gate function does not act on the output buffer circuit, so that it is difficult to ensure laser quenching. The present invention is a technology that can fundamentally solve such a dilemma. It is possible to design the circuit current in the power saving mode with an emphasis on burst response, or to design with an emphasis on the power reduction amount in the power saving mode.

本発明技術を用いれば、このようなバースト通信ごとの省電力化に必要な回路設計が容易となり、安全で効果の高い省電力化を実現できるのである。また、省電力モード機能を有しない、従来構造のレーザ駆動回路に適用しても、プリドライブ機能とゲート機能をコンパクトに1つのゲート回路にまとめることができるので、回路規模の削減と低電力化に寄与できる。   If the technology of the present invention is used, circuit design necessary for such power saving for each burst communication can be facilitated, and safe and effective power saving can be realized. In addition, even when applied to a laser drive circuit with a conventional structure that does not have a power saving mode function, the predrive function and gate function can be compactly combined into a single gate circuit, reducing the circuit scale and reducing power consumption. Can contribute.

本発明のゲート回路は、レーザ駆動回路だけに限定されるものではない。ゲート機能が必要な駆動回路として、あるいはゲート機能が必要な中間バッファ回路として適用することが可能である。   The gate circuit of the present invention is not limited to a laser driving circuit. The present invention can be applied as a drive circuit that requires a gate function or an intermediate buffer circuit that requires a gate function.

本発明におけるゲート回路の基本構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the basic composition of the gate circuit in this invention. 本発明の第1の実施例のゲート回路の回路図である。It is a circuit diagram of the gate circuit of the 1st example of the present invention. 本発明の第1の実施例のゲート回路を適用したバースト型レーザ駆動回路のブロック図である。1 is a block diagram of a burst type laser driving circuit to which a gate circuit according to a first embodiment of the present invention is applied. FIG. 図3のレーザ駆動回路について過渡解析シミュレーションを実施した特性図である。FIG. 4 is a characteristic diagram in which a transient analysis simulation is performed on the laser drive circuit of FIG. 3. 図4における過渡解析シミュレーション結果から、レーザ電流のアイパタンについて従来構造と本発明とを比較した特性図である。FIG. 5 is a characteristic diagram comparing the conventional structure and the present invention regarding the laser current eye pattern from the transient analysis simulation result in FIG. 4. 本発明の第2の実施例のゲート回路の回路図である。It is a circuit diagram of the gate circuit of the 2nd Example of this invention. 回路シミュレーションによるレーザ電流のアイパタンについて、本発明の第1の実施例と第2の実施例とを比較した図である。It is the figure which compared the 1st Example of this invention with the 2nd Example about the eye pattern of the laser current by circuit simulation. 本発明のゲート回路を用いさらに省電力化構成を構築したレーザ駆動回路のブロック図である。It is a block diagram of the laser drive circuit which constructed | assembled the power saving structure further using the gate circuit of this invention. 典型的なバースト型レーザ駆動回路のブロック図である。It is a block diagram of a typical burst type laser drive circuit. 典型的な出力バッファ回路の回路図である。1 is a circuit diagram of a typical output buffer circuit. 従来技術による電流加算回路の回路図である。It is a circuit diagram of the current addition circuit by a prior art.

プリドライブ回路としても機能する本発明のゲート回路14の基本構成を、図1を用いて説明する。このゲート回路14は、第1のバッファ回路141と第2のバッファ142とエミッタフォロア回路123からなる。第1のバッファ回路141の出力側と電源端子VCCとの間には負荷抵抗RL1を接続し、また第1のバッファ回路141の出力側と第2のバッファ142の出力側との間には負荷抵抗RL2を挿入する。また、第1および第2のバッファ回路141,142はそれぞれ独立した電流源回路IS1,IS2を備えており、送信イネーブル信号TX_ENによって、第1のバッファ回路141の電流源回路IS1がONであるときは第2のバッファ回路142の電流源回路IS2がOFFとなるように、スイッチSW1とSW2によって制御される。第1のバッファ回路141の入力側には前段回路からのバーストデータ信号が入力され、第2のバッファ142の入力側には第2のバッファ回路142の出力レベルが固定されるようなバイアス電圧VLが入力される。   A basic configuration of the gate circuit 14 of the present invention that also functions as a pre-drive circuit will be described with reference to FIG. The gate circuit 14 includes a first buffer circuit 141, a second buffer 142, and an emitter follower circuit 123. A load resistor RL1 is connected between the output side of the first buffer circuit 141 and the power supply terminal VCC, and a load is connected between the output side of the first buffer circuit 141 and the output side of the second buffer 142. Resistor RL2 is inserted. The first and second buffer circuits 141 and 142 include independent current source circuits IS1 and IS2, respectively. When the current source circuit IS1 of the first buffer circuit 141 is turned on by the transmission enable signal TX_EN. Are controlled by the switches SW1 and SW2 so that the current source circuit IS2 of the second buffer circuit 142 is turned off. A bias data VL is inputted to the input side of the first buffer circuit 141 so that the burst data signal from the previous stage circuit is inputted and the output level of the second buffer circuit 142 is fixed to the input side of the second buffer 142. Is entered.

スイッチSW1がON、すなわち電流源回路IS1の電流が流れる状態で、スイッチSW2がOFF、すなわち電流源回路IS2の電流が流れない状態である場合は、第1のバッファ回路141が動作ON状態となり、第1のバッファ回路141の負荷抵抗の値は負荷抵抗RL1の値となる。逆に、スイッチSW1がOFFでスイッチSW2がONとなる場合は、第2のバッファ回路142が動作ON状態となって第2のバッファ回路142の負荷抵抗の値は負荷抵抗RL1とRL2の和となる。   When the switch SW1 is ON, that is, the current of the current source circuit IS1 flows and the switch SW2 is OFF, that is, the current of the current source circuit IS2 does not flow, the first buffer circuit 141 is in an operation ON state. The value of the load resistance of the first buffer circuit 141 is the value of the load resistance RL1. On the contrary, when the switch SW1 is OFF and the switch SW2 is ON, the second buffer circuit 142 is in an operation ON state, and the value of the load resistance of the second buffer circuit 142 is the sum of the load resistances RL1 and RL2. Become.

第1および第2のバッファ回路141、142の出力の振幅は、負荷抵抗とバッファ回路電流の積で決まるから、負荷抵抗が大きくなる第2のバッファ回路142の電流源回路IS2の電流のほうが、第1のバッファ回路141の電流源回路IS1の電流より小さくしても、同じ振幅レベルを確保できる。もちろん、DCレベルも第1のバッファ回路141と第2のバッファ回路142とで同じとなる。   Since the amplitudes of the outputs of the first and second buffer circuits 141 and 142 are determined by the product of the load resistance and the buffer circuit current, the current of the current source circuit IS2 of the second buffer circuit 142 that increases the load resistance is Even if the current is smaller than the current of the current source circuit IS1 of the first buffer circuit 141, the same amplitude level can be secured. Of course, the DC level is the same in the first buffer circuit 141 and the second buffer circuit 142.

例えば、負荷抵抗RL1,RL2の値をRL1,RL2、電流源回路IS1,IS2の電流をIS1,IS2とし、RL2/RL1=3とすると、IS2/IS1=1/4とすることができ、第2のバッファ回路142の回路規模と消費電流を大幅に削減することができることになる。これら第1および第2のバッファ回路141,142の出力をエミッタフォロア143でバッファすれば、第1および第2のバッファ回路141,142のインピーダンスが大きくできるので、負荷抵抗RL2の値を比較的大きくしても(RL2を流れる電流は小さいので)出力振幅が減少してしまうことは無い。   For example, if the values of the load resistors RL1 and RL2 are RL1 and RL2, the currents of the current source circuits IS1 and IS2 are IS1 and IS2, and RL2 / RL1 = 3, then IS2 / IS1 = 1/4. The circuit scale and current consumption of the second buffer circuit 142 can be greatly reduced. If the outputs of the first and second buffer circuits 141 and 142 are buffered by the emitter follower 143, the impedance of the first and second buffer circuits 141 and 142 can be increased, so that the value of the load resistance RL2 is relatively large. However, the output amplitude does not decrease (because the current flowing through RL2 is small).

図9で説明した従来のレーザ駆動回路における出力バッファ回路13の前段のプリドライブ回路12nを本発明のゲート回路14に置き換えることで、従来の入力段のゲート回路11が不要となった分、かえって全体の回路規模を縮小して理想的な出力バッファ回路13の前段のゲート回路配置が可能となるのである。   By replacing the pre-drive circuit 12n in the previous stage of the output buffer circuit 13 in the conventional laser driving circuit described with reference to FIG. 9 with the gate circuit 14 of the present invention, the conventional input stage gate circuit 11 becomes unnecessary. By reducing the overall circuit scale, it is possible to arrange the gate circuit in the previous stage of the ideal output buffer circuit 13.

<第1の実施例>
図2を用いて、本発明のゲート回路の第1の実施例を説明する。本実施例のゲート回路14は、図11で説明した電流加算回路11Aを改良するものであるので、図11と同じ要素には同じ符号をつけた。このゲート回路14は、第1のバッファ回路141、第2のバッファ回路142、およびエミッタフォロア回路143から構成される。第1のバッファ回路141は、トランジスタQ4〜Q6、CMOSトランジスタM1,M2、抵抗R6〜R8、R14、負荷抵抗RL1,RL3で構成される。第2のバッファ回路142は、トランジスタQ7〜Q9,CMOSトランジスタM3,M4、抵抗R9〜R11、R15〜R19,負荷抵抗RL2,RL4で構成される。エミッタフォロア回路143は、トランジスタQ10〜Q13、抵抗R12〜R13で構成される。INV1,INV2はインバータである。
<First embodiment>
A first embodiment of the gate circuit of the present invention will be described with reference to FIG. Since the gate circuit 14 of this embodiment is an improvement over the current adding circuit 11A described with reference to FIG. 11, the same elements as those in FIG. The gate circuit 14 includes a first buffer circuit 141, a second buffer circuit 142, and an emitter follower circuit 143. The first buffer circuit 141 includes transistors Q4 to Q6, CMOS transistors M1 and M2, resistors R6 to R8 and R14, and load resistors RL1 and RL3. The second buffer circuit 142 includes transistors Q7 to Q9, CMOS transistors M3 and M4, resistors R9 to R11, R15 to R19, and load resistors RL2 and RL4. The emitter follower circuit 143 includes transistors Q10 to Q13 and resistors R12 to R13. INV1 and INV2 are inverters.

第1および第2のバッファ回路141,142の基本構成は典型的な差動増幅回路であり、負荷抵抗RL1とRL2、RL3とRL4が直列に接続される。第2のバッファ回路142の入力側は、抵抗15〜R18によって構成される抵抗分割回路によって生成された電圧V1,V2によって固定される。V2>V1となるように抵抗分割回路を設計すれば、第2のバッファ回路142が動作ONとなる場合には、差動出力端子OUTPの電位がLow固定される。   The basic configuration of the first and second buffer circuits 141 and 142 is a typical differential amplifier circuit, and load resistors RL1 and RL2 and RL3 and RL4 are connected in series. The input side of the second buffer circuit 142 is fixed by voltages V1 and V2 generated by a resistance dividing circuit including resistors 15 to R18. If the resistance dividing circuit is designed so that V2> V1, the potential of the differential output terminal OUTP is fixed to Low when the second buffer circuit 142 is turned on.

第1および第2のバッファ回路141,142の電流源回路には、それぞれCMOSトランジスタM1とM2、M3とM4で構成されるスイッチ回路が具備される。第1のバッファ回路141における動作を例に説明する。なお、送信イネーブルTX_ENは、Highがデータ通過モード、Lowが出力レベル固定モードとする。CMOS論理レベルの送信イネーブル信号TX_ENはインバータINV1によって反転し、GATAINPとしてCMOSトランジスタM1,M2のゲート端子に入力される。   The current source circuits of the first and second buffer circuits 141 and 142 are provided with switch circuits composed of CMOS transistors M1 and M2 and M3 and M4, respectively. An operation in the first buffer circuit 141 will be described as an example. The transmission enable TX_EN is set to High for the data passing mode and Low for the output level fixed mode. The transmission enable signal TX_EN at the CMOS logic level is inverted by the inverter INV1 and input to the gate terminals of the CMOS transistors M1 and M2 as GATAINP.

送信イネーブルTX_ENがHighのとき、トランジスタM1がON、M2がOFFとなるので、電流源のトランジスタQ6のベース電圧には電流源制御電圧VCSが印加され、第1のバッファ回路141が動作ONとなる。したがって、差動入力端子IPB,INBに入力されたデータ信号は第1のバッファ回路141によってバッファされ、エミッタフォロア回路143を介して出力端子OUTP、およびOUTNに出力される。   When the transmission enable TX_EN is High, the transistor M1 is turned on and the transistor M2 is turned off. Therefore, the current source control voltage VCS is applied to the base voltage of the current source transistor Q6, and the first buffer circuit 141 is turned on. . Therefore, the data signals input to the differential input terminals IPB and INB are buffered by the first buffer circuit 141 and output to the output terminals OUTP and OUTN via the emitter follower circuit 143.

このとき、第2のバッファ回路142の電流源回路は、インバータINV2の出力GATEINNの電圧レベルがHighとなるので、トランジスタM3はOFFとなり、トランジスタM4がONとなり、電流源のトランジスタQ9のベース端子が接地され、電流遮断されて動作OFFとなる。   At this time, in the current source circuit of the second buffer circuit 142, since the voltage level of the output GATEINN of the inverter INV2 becomes High, the transistor M3 is turned off, the transistor M4 is turned on, and the base terminal of the current source transistor Q9 is turned on. It is grounded, the current is cut off, and the operation is turned off.

以上のようにして、送信イネーブル信号TX_ENがHighである場合は、抵抗RL1,RL3が本実施例の第1のバッファ回路141の負荷抵抗となる。第1のバッファ回路141の出力端子OPA1、ONA2は、負荷抵抗RL2,RL4を介してエミッタフォロア143に接続されることになる。   As described above, when the transmission enable signal TX_EN is High, the resistors RL1 and RL3 are load resistors of the first buffer circuit 141 of the present embodiment. The output terminals OPA1 and ONA2 of the first buffer circuit 141 are connected to the emitter follower 143 via the load resistors RL2 and RL4.

一方、送信イネーブル信号TX_ENがLowである場合は、前述の状態とは逆に、第1のバッファ回路141が動作OFFとなり、第2のバッファ回路142が動作ONとなる。このとき、第2のバッファ回路142の負荷抵抗は「RL1+RL2」もしくは「RL3+RL4」になることに注目すべきである。負荷抵抗が大きくなる分、第2のバッファ回路142は第1のバッファ回路141より少ない電流であっても、第1のバッファ回路141と同じ出力振幅を得ることができる。   On the other hand, when the transmission enable signal TX_EN is Low, the first buffer circuit 141 is turned off and the second buffer circuit 142 is turned on, contrary to the above state. At this time, it should be noted that the load resistance of the second buffer circuit 142 is “RL1 + RL2” or “RL3 + RL4”. As the load resistance increases, the second buffer circuit 142 can obtain the same output amplitude as that of the first buffer circuit 141 even when the current is smaller than that of the first buffer circuit 141.

図3は第1の本実施例に基づくゲート回路14をレーザ駆動回路の変調回路10に適用した場合のブロック図である。本発明のゲート回路14は、変調回路10の出力バッファ回路13の前段に配置され、ゲート回路14の前段に配置されるプリドライブ回路121n-1の出力を受信する。ここでは、ゲート回路14が従来の最終段のプリドライブ回路12nとしても機能する。   FIG. 3 is a block diagram when the gate circuit 14 according to the first embodiment is applied to the modulation circuit 10 of the laser driving circuit. The gate circuit 14 of the present invention is arranged in the preceding stage of the output buffer circuit 13 of the modulation circuit 10 and receives the output of the pre-drive circuit 121n-1 arranged in the preceding stage of the gate circuit 14. Here, the gate circuit 14 also functions as the conventional final stage pre-drive circuit 12n.

図4は図3の構成において、10Gbpsのビットレートにおける動作を模擬した回路シミュレーション結果例である。(a)に示す従来構造は、負荷抵抗RL2,RL4を0(Ω)としてシミュレーションした例である。本シミュレーションでは、第1のバッファ回路141と第2のバッファ回路142の電流比を4:1とした。GATEINPがHigh、GATEINNがLowである区間がバーストOFFの区間である。   FIG. 4 is an example of a circuit simulation result simulating the operation at a bit rate of 10 Gbps in the configuration of FIG. The conventional structure shown in (a) is an example in which the load resistances RL2 and RL4 are simulated as 0 (Ω). In this simulation, the current ratio of the first buffer circuit 141 and the second buffer circuit 142 is 4: 1. A section in which GATEINP is High and GATEINN is Low is a burst OFF section.

(a)に示す従来構造では、第2のバッファ回路142による電位固定能力が不足するため、完全なLowレベル固定が実現しておらず、変調回路10の出力バッファ回路13の出力端子LDA、およびLDKの電位レベルがレーザ素子LDに対して順方向(VLDK<VLDA)となってしまい、その結果、レーザ素子LDの電流ILDが10mA程度流れ続け、遮断しきれていないことがわかる。 In the conventional structure shown in (a), since the potential fixing capability of the second buffer circuit 142 is insufficient, complete low level fixing is not realized, and the output terminal LDA of the output buffer circuit 13 of the modulation circuit 10 and LDK potential level becomes a forward direction (VLDK <VLDA) to the laser diode LD, as a result, current I LD of the laser diode LD is continued 10mA about flow, it can be seen that not completely cut off.

一方、(b)に示す本発明の第1の実施例では、バーストOFF期間において、ゲート回路14の出力端子OUTPの電位レベルが充分にLowレベル固定できており、その結果、出力バッファ回路13の出力端子のレベルはレーザ素子LDに対して逆接続(LDK>LDA)が維持されていることがわかる。従って、電流ILDは充分遮断できていることがわかる。 On the other hand, in the first embodiment of the present invention shown in (b), the potential level of the output terminal OUTP of the gate circuit 14 can be sufficiently fixed at the low level during the burst OFF period. It can be seen that the level of the output terminal is maintained reversely connected (LDK> LDA) to the laser element LD. Therefore, it can be seen that the current I LD is sufficiently cut off.

図5は、前記シミュレーションにおける10ps〜150psの期間におけるアイパタン波形を(a)に示す従来構造と(b)に示す本発明の第1の実施例とで比較した例である。本発明では、第1のバッファ回路141の出力が負荷抵抗RL2、RL4を介してエミッタフォロア回路143に接続されるため、これらの抵抗と第2のバッファ回路142の出力端子容量とで寄生的なローパスフィルタを形成してしまう。このため、従来構造に比べて若干ではあるが帯域が減少する。図5に示すように、アイパタンの立ち上がり、立下り(Tr/Tf)が従来構造に比べて本発明では若干劣化していることがわかる。   FIG. 5 is an example in which the eye pattern waveform in the period of 10 ps to 150 ps in the simulation is compared between the conventional structure shown in FIG. 5A and the first embodiment of the present invention shown in FIG. In the present invention, since the output of the first buffer circuit 141 is connected to the emitter follower circuit 143 via the load resistors RL2 and RL4, these resistors and the output terminal capacitance of the second buffer circuit 142 are parasitic. A low-pass filter is formed. For this reason, the band is slightly reduced as compared with the conventional structure. As shown in FIG. 5, it can be seen that the rising and falling (Tr / Tf) of the eye pattern are slightly deteriorated in the present invention as compared with the conventional structure.

<第2の実施例>
上記したような本発明の課題は、図6に示す第2の実施例により緩和することが可能である。本実施例では、負荷抵抗RL2,RL4のそれぞれと並列に、スピードアップコンデンサCS1,CS2を接続した例である。第2のバッファ回路142は出力端子OUTPの電位レベルをLow固定するのが目的であるから、第2のバッファ回路142の負荷抵抗はDC的な値が確保されていれば良い。一方、第1のバッファ回路141にとっては、負荷抵抗RL2,RL4は高周波動作における波形劣化の原因となる。そこで、コンデンサCS1を接続することで、高周波動作時における端子OPA1−OPA2間のインピーダンスZ(Ω)は、負荷抵抗RL2の抵抗値をR(Ω)、コンデンサCS1の容量値をC(F)とすると、
Z=R/(2πfCR+1) ・・・(1)
となる。ここで、fは動作周波数(Hz)である。例えば10Gbpsのビットレートを5GHzとみたて、R=70Ω、C=3pFとした場合、Z=約9.2Ωとなる。つまり、高周波では約1/7にインピーダンスが低下したことに相当する。
<Second embodiment>
The problems of the present invention as described above can be alleviated by the second embodiment shown in FIG. In this embodiment, speed-up capacitors CS1 and CS2 are connected in parallel with the load resistors RL2 and RL4, respectively. The purpose of the second buffer circuit 142 is to fix the potential level of the output terminal OUTP to Low. Therefore, it is sufficient that the load resistance of the second buffer circuit 142 has a DC value. On the other hand, for the first buffer circuit 141, the load resistors RL2 and RL4 cause waveform deterioration during high-frequency operation. Therefore, by connecting the capacitor CS1, the impedance Z (Ω) between the terminals OPA1 and OPA2 during high-frequency operation is such that the resistance value of the load resistor RL2 is R (Ω) and the capacitance value of the capacitor CS1 is C (F). Then
Z = R / (2πfCR + 1) (1)
It becomes. Here, f is an operating frequency (Hz). For example, assuming that the bit rate of 10 Gbps is 5 GHz, and R = 70Ω and C = 3pF, Z = about 9.2Ω. That is, this corresponds to the impedance being reduced to about 1/7 at high frequencies.

この効果は、図7に示したアイパタン波形でも顕著に認めることができる。(a)に示す第2の実施例における過渡特性では、図4に示した第1の実施例による過渡解析シミュレーション結果とほとんど違いが見られない。しかし、アイパタン波形で比較すると、第1の実施例に比較して、本実施例の波形の方がTr/Tfが改善している(速くなっている)ことがわかる。これは、スピードアップコンデンサCS1,CS2の働きにより、第1のバッファ回路141の負荷が減少したことを示すものである。このような工夫により、従来構造に近い駆動能力を維持したまま、少ない消費電力でゲート機能を備えたゲート回路14を実現できるのである。   This effect can be recognized remarkably even in the eye pattern waveform shown in FIG. In the transient characteristics in the second embodiment shown in FIG. 4 (a), there is almost no difference from the transient analysis simulation result in the first embodiment shown in FIG. However, when compared with the eye pattern waveform, it can be seen that Tr / Tf is improved (faster) in the waveform of the present embodiment than in the first embodiment. This indicates that the load on the first buffer circuit 141 is reduced by the action of the speed-up capacitors CS1 and CS2. By such a device, the gate circuit 14 having a gate function can be realized with low power consumption while maintaining a driving capability close to that of the conventional structure.

<第3の実施例>
図8を用いて、本発明の第3の実施例について説明する。本実施例は第1および第2の実施例で説明したゲート回路14を、バースト型レーザ駆動回路の変調回路10のゲート機能付きプリドライブ回路として適用した例である。例えば出力バッファ回路13としては、図10に示したような典型的なバッファ回路でよいが、APC回路30の電流制御端子(VCSM、VCSB)に単極双投スイッチSW3,SW4を備えて、送信イネーブル信号TX_ENに連動して電流源回路I121,I122,I12n-1,I13の電流をON/OFF制御することで、低消費電力化を図る。バイアス回路20の電流源回路についても同様である。ただし、ゲート機能付きプリドライブ回路としてのゲート回路14の電流源I14(IS1,IS2)は、図1で説明したように、送信イネーブル信号TX_ENに連動して、電流源回路IS1,IS2の一方は動作ONとなり、他方は動作OFFとなる。
<Third embodiment>
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, the gate circuit 14 described in the first and second embodiments is applied as a pre-drive circuit with a gate function of the modulation circuit 10 of the burst type laser drive circuit. For example, the output buffer circuit 13 may be a typical buffer circuit as shown in FIG. 10, but the APC circuit 30 includes single-pole double-throw switches SW3 and SW4 at the current control terminals (VCSM and VCSB) for transmission. The power consumption is reduced by ON / OFF controlling the currents of the current source circuits I121, I122, I12n-1, and I13 in conjunction with the enable signal TX_EN. The same applies to the current source circuit of the bias circuit 20. However, as described in FIG. 1, the current source I14 (IS1, IS2) of the gate circuit 14 as a pre-drive circuit with a gate function is linked to the transmission enable signal TX_EN, and one of the current source circuits IS1, IS2 The operation is turned on, and the other is turned off.

図8の構成では、電流源回路の電流を遮断するために、電流源制御端子はプルダウン抵抗RPD1、RPD2を介して接地しているが、本発明では完全に接地レベルに引き下げなくてもレーザ素子LDを消光せしめることができる。すなわち、電流は遮断しないが、充分電流が減少するような電圧に切り替えることが可能である。このことは、変調駆動の停止がプリドライブ回路121〜12n-1や出力バッファ回路13の電流遮断による「停止」ではなく、ゲート回路14によるレベル固定によって支配されるからである。言い換えれば、出力バッファ回路13の直前にゲート回路14が配置されることで、バーストOFF時には常に出力バッファ回路13の入力端子がLowレベル固定されるので、プリドライブ回路121〜12n-1の出力信号はそのゲート回路14で遮断され、出力バッファ回路13の出力端子もレーザ素子LDに対して順方向となる電位関係にはならない。   In the configuration of FIG. 8, the current source control terminal is grounded via the pull-down resistors RPD1 and RPD2 in order to cut off the current of the current source circuit. However, in the present invention, the laser element is not required to be completely pulled down to the ground level. The LD can be quenched. In other words, it is possible to switch to a voltage that does not cut off the current but sufficiently reduces the current. This is because the stop of the modulation drive is governed not by the “stop” due to the current interruption of the pre-drive circuits 121 to 12n-1 and the output buffer circuit 13, but by the level fixing by the gate circuit 14. In other words, since the gate circuit 14 is arranged immediately before the output buffer circuit 13, the input terminal of the output buffer circuit 13 is always fixed at the low level when the burst is OFF, so that the output signals of the predrive circuits 121 to 12n-1 Is interrupted by the gate circuit 14, and the output terminal of the output buffer circuit 13 does not have a potential relationship in the forward direction with respect to the laser element LD.

<その他の実施例>
なお、以上の実施例では、BiCMOSデバイスによる回路を前提に説明したが、バイポーラ回路やCMOSプロセスによる回路にも適用できることはもちろんである。また、以上の実施例では、正電圧電源で、かつ第1の電源端子としてVCCを、第2の電源端子としてグランドに接地されたVEEを前提として説明したが、第2の電源端子よりも第1の電源端子の方が高電位であればよい。また、負電圧電源でも本発明の趣旨を損なうことなく構成する事が可能である。
<Other examples>
In the above embodiment, the description has been made on the assumption that the circuit is a BiCMOS device. However, it is needless to say that the present invention can be applied to a bipolar circuit or a circuit based on a CMOS process. In the above embodiment, a description has been given on the assumption that a positive voltage power supply is used, VCC is used as the first power supply terminal, and VEE is grounded as the second power supply terminal. It is sufficient that one power supply terminal has a higher potential. A negative voltage power supply can also be configured without detracting from the spirit of the present invention.

10:変調回路、11:ゲート回路、11A:電流加算回路、121〜12n:プリドライブ回路、13:出力バッファ回路、14:ゲート回路
111:第1のバッファ回路、112:第2のバッファ回路、113:エミッタフォロア回路
141:第1のバッファ回路、142:第2のバッファ回路、143:エミッタフォロア回路
20:バイアス回路
30:APC回路
10: modulation circuit, 11: gate circuit, 11A: current addition circuit, 121 to 12n: pre-drive circuit, 13: output buffer circuit, 14: gate circuit 111: first buffer circuit, 112: second buffer circuit, 113: Emitter follower circuit 141: First buffer circuit 142: Second buffer circuit 143: Emitter follower circuit 20: Bias circuit 30: APC circuit

Claims (8)

制御信号の論理に応じてバーストデータ信号等の信号を通過/遮断するゲート回路において、
第1の電源端子に接続された第1の負荷抵抗と、第1の電流源回路とを有し、前段回路の出力信号を入力する第1のバッファ回路と、該第1のバッファ回路の出力側に接続された第2の負荷抵抗と、第2の電流源回路とを有し、前記第1の負荷抵抗と前記第2の負荷抵抗の和が合成負荷抵抗となり、該合成負荷抵抗から出力信号が取り出される第2のバッファ回路とを備え、前記第1および第2の電流源回路は、前記制御信号の論理レベルによって一方が動作ONのとき他方が動作OFFとなり、
前記第1の電流源回路が動作ONのとき前記第1のバッファ回路の出力信号を出力し、前記第2の電流源回路が動作ONのとき予め決められた論理レベルに固定された出力信号を出力することを特徴とするゲート回路。
In a gate circuit that passes / cuts off a signal such as a burst data signal according to the logic of the control signal,
A first buffer circuit having a first load resistor connected to the first power supply terminal and a first current source circuit, for inputting an output signal of the preceding circuit, and an output of the first buffer circuit A second load resistor connected to the side and a second current source circuit, and the sum of the first load resistor and the second load resistor becomes a combined load resistor, and output from the combined load resistor A second buffer circuit from which a signal is extracted, and the first and second current source circuits are turned off when one is turned on by the logic level of the control signal,
When the first current source circuit is in operation ON, the output signal of the first buffer circuit is output, and when the second current source circuit is in operation ON, an output signal fixed at a predetermined logic level is output. A gate circuit characterized by output.
請求項1に記載のゲート回路において、
前記第2の負荷抵抗の値を前記第1の負荷抵抗の値よりも大きく設定するとともに、前記第1の電流源回路の電流の値を前記第2の電流源回路の電流の値よりも大きく設定したことを特徴とするゲート回路。
The gate circuit according to claim 1,
The value of the second load resistance is set larger than the value of the first load resistance, and the current value of the first current source circuit is set larger than the value of the current of the second current source circuit. A gate circuit characterized by setting.
請求項1又は2に記載のゲート回路において、
前記第2の負荷抵抗と並列にコンデンサを接続したことを特徴とするゲート回路。
The gate circuit according to claim 1 or 2,
A gate circuit comprising a capacitor connected in parallel with the second load resistor.
請求項1、2又は3に記載のゲート回路において、
前記第2のバッファ回路の入力信号として固定電圧を印加したことを特徴とするゲート回路。
The gate circuit according to claim 1, 2 or 3,
A gate circuit, wherein a fixed voltage is applied as an input signal of the second buffer circuit.
請求項1、2、3又は4に記載のゲート回路において、
前記第1および第2の電流源回路は、それぞれ、第2の電源端子に直列接続された第1のトランジスタおよび第1の抵抗と、該第1のトランジスタの制御端子とバイアス電圧端子との間に接続された第2のトランジスタと、前記第1のトランジスタの制御端子と前記第2の電源端子との間に直列接続された前記第2のトランジスタと逆極性の第3のトランジスタおよび第2の抵抗とを備え、
前記第1の電流源回路の前記第2および第3のトランジスタの制御端子と、前記第2の電流源回路の前記第2および第3のトランジスタの制御端子とに、前記制御信号が、論理レベルが互いに反転関係で印加されることを特徴とするゲート回路。
The gate circuit according to claim 1, 2, 3 or 4,
The first and second current source circuits respectively include a first transistor and a first resistor connected in series to a second power supply terminal, and a control terminal and a bias voltage terminal of the first transistor. A second transistor connected to the second transistor, a third transistor having a polarity opposite to that of the second transistor connected in series between the control terminal of the first transistor and the second power supply terminal, and a second transistor With resistance,
The control signal has a logic level at the control terminals of the second and third transistors of the first current source circuit and the control terminals of the second and third transistors of the second current source circuit. Are applied in an inverted relationship with each other.
請求項1、2、3、4又は5に記載のゲート回路において、
前記第2のバッファ回路の出力側に、エミッタフォロア回路が接続されることを特徴とするゲート回路。
The gate circuit according to claim 1, 2, 3, 4 or 5,
An emitter follower circuit is connected to an output side of the second buffer circuit.
請求項1、2、3、4、5又は6に記載のゲート回路の前段にバーストデータ信号を増幅するプリドライブ回路が接続され、後段にレーザ素子を駆動する出力バッファ回路が接続された変調回路を備え、且つ前記制御信号は送信イネーブル信号であることを特徴とするレーザ駆動回路。   7. A modulation circuit in which a pre-drive circuit for amplifying a burst data signal is connected to the preceding stage of the gate circuit according to claim 1, and an output buffer circuit for driving a laser element is connected to the subsequent stage. And the control signal is a transmission enable signal. 請求項7に記載のレーザ駆動回路において、
前記送信イネーブル信号がバーストデータOFFを示すとき、前記第1のバッファ回路が動作OFFとなり前記第2のバッファ回路が動作ONとなって前記ゲート回路の出力信号がLowレベルに固定され、前記出力バッファ回路の出力がLowレベルに固定され、前記プリドライブ回路からのバーストデータ信号の出力の有無によらず、前記出力バッファ回路の出力信号がLowレベルに固定されることを特徴とするレーザ駆動回路。
The laser drive circuit according to claim 7,
When the transmission enable signal indicates burst data OFF, the first buffer circuit is turned off, the second buffer circuit is turned on, and the output signal of the gate circuit is fixed at the low level, and the output buffer An output of the circuit is fixed at a low level, and an output signal of the output buffer circuit is fixed at a low level regardless of whether or not a burst data signal is output from the pre-drive circuit.
JP2010061741A 2010-03-18 2010-03-18 Gate circuit and laser drive circuit Expired - Fee Related JP5327883B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010061741A JP5327883B2 (en) 2010-03-18 2010-03-18 Gate circuit and laser drive circuit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010061741A JP5327883B2 (en) 2010-03-18 2010-03-18 Gate circuit and laser drive circuit

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2011198865A JP2011198865A (en) 2011-10-06
JP5327883B2 true JP5327883B2 (en) 2013-10-30

Family

ID=44876737

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010061741A Expired - Fee Related JP5327883B2 (en) 2010-03-18 2010-03-18 Gate circuit and laser drive circuit

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5327883B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6190072B2 (en) * 2014-10-15 2017-08-30 株式会社フジクラ Optical transmitter, active optical cable, ONU, and optical transmission method
EP3208897B1 (en) * 2014-10-15 2019-05-15 Fujikura, Ltd. Optical transmitter, active optical cable, and optical transmission method

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01166582A (en) * 1987-12-22 1989-06-30 Sumitomo Electric Ind Ltd Laser driving circuit
JPH05152659A (en) * 1991-11-27 1993-06-18 Sumitomo Electric Ind Ltd Semiconductor laser driving circuit
JP3146467B2 (en) * 1992-10-21 2001-03-19 住友電気工業株式会社 Semiconductor laser drive circuit
JP3175132B2 (en) * 1992-11-27 2001-06-11 住友電気工業株式会社 Optical transmitter
JP5213894B2 (en) * 2010-02-26 2013-06-19 日本電信電話株式会社 Burst laser drive circuit

Also Published As

Publication number Publication date
JP2011198865A (en) 2011-10-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6900663B1 (en) Low voltage differential signal driver circuit and method
US7411987B2 (en) System and method for using an output transformer for laser diode drivers
US20080246511A1 (en) Differential Drive Circuit and Electronic Apparatus Incorporating the Same
JP5337886B2 (en) DC coupled laser driving circuit and semiconductor laser element driving method
US8406262B2 (en) LD-driver improving falling edge of driving signal
US9229250B2 (en) Electro-optical modulator interface
KR101501142B1 (en) Level shift circuit and display device having the same
JP5322166B2 (en) Laser drive circuit
JP2005223103A (en) Light-emitting diode drive circuit and optical transmitter for optical fiber link
CN116208142B (en) Differential signal driving circuit and method for selecting differential signal driving circuit
JP2015005971A (en) Power-efficient high-speed driver for vertical-cavity surface-emitting laser
CN106575965A (en) Wideband transmitter with high-frequency signal peaking
US20090289668A1 (en) Output driver circuit for an integrated circuit
JP4097149B2 (en) Differential drive circuit and electronic device incorporating the same
JP5327883B2 (en) Gate circuit and laser drive circuit
JP5213894B2 (en) Burst laser drive circuit
US20160254793A1 (en) Clock and data drivers with enhanced transconductance and suppressed output common-mode
US20080136465A1 (en) Semiconductor integrated circuit
JPH0595271A (en) Emitter-coupled logic circuit
JP5859168B2 (en) Emphasis circuit
US20160211638A1 (en) Split voltage supply configuration with matched input load for single ended drivers
KR100810328B1 (en) Current driving type light source driving circuit
JP4790306B2 (en) Laser diode drive circuit
JP2970601B2 (en) Optical modulator driver circuit
JP5120969B2 (en) Low power laser drive circuit

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20120131

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20130220

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130718

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130718

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5327883

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees