CN100533882C - 激光二极管驱动电路 - Google Patents

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Abstract

提供一种激光二极管驱动电路，设置由电源、激光二极管、第一晶体管(FET1)至地的第一电流路径(P1)和由电源、电阻(R)、第二晶体管(FET2)至地的第二电流路径(P2)，向所述第一晶体管(FET1)及第二晶体管(FET2)供给用于分别控制流经第一电流路径(P1)和第二电流路径(P2)的电流并且相互反相的输入信号，滤波器电路(2)插入在电源与激光二极管及电阻(R)的共同连接点之间。这样，在不会对激光二极管驱动电路的电流放大作用造成恶劣影响的情况下，可以可靠去除噪音。

Description

激光二极管驱动电路
技术领域
本发明涉及应用于使用半导体激光器(称为激光二极管)的光发送装置中的激光二极管驱动电路。
背景技术
近年，光通信速度越来越高速化，伴随这种高速化，供给激光二极管驱动电路的用于通信目的并由0、1数字信号构成的脉冲信号的速度也被高速化。具体来说，脉冲信号的0、1数字信号比特间隔被缩短至1～10纳秒程度。激光二极管驱动电路将该脉冲信号的电振幅变换为激光二极管驱动电流的强弱。当该激光二极管驱动电路的驱动电流中存在噪音、扰乱了光信号波形时，在电流路径中必须加入去除噪音的滤波器电路。
现有技术中，在去除激光二极管驱动电流的噪音时，为稳定脉冲电流的振幅并保证不将其信号成分作为噪音予以除去，将去除噪音滤波器插在电流变化小的部分。
具体来说，如图6所示，在控制脉冲电流开关的晶体管FET1的源极与地之间通常放置电阻的部分，插入铁氧体磁环等的滤波器电路10。
但是，将所述滤波器电路10设置在晶体管FET1的源极与地之间的情况下，如图7所示，由于滤波器电路10的电阻成分，造成了FET1源极电压V上升、与栅极电压之间的电压差变小，从而使电流输出I的振幅变小。晶体管不是场效应型而是双极型的情况时也有同样的问题。
另外，使用市面出售的激光二极管驱动IC时，有时其内部结构不公开，从而使得不明白哪个为安装滤波器的端子。
更有，当使用市面出售的激光二极管驱动IC时，如图8所示，有在激光二极管驱动IC内部，接地端子b被共同化的情况。此时，本来打算用滤波器电路10去除噪音，但由于激光二极管驱动IC的接地端子b的阻抗低，有时不能完全去除流经激光二极管驱动IC的噪音。
专利文献1：特开平6—164038号公报。
发明内容
本发明的目的在于提供一种激光二极管驱动电路，在不会对激光二极管驱动电路的电流放大作用造成恶劣影响的情况下可以可靠去除噪音，由此可以传送高品质的光信号。
本发明的激光二极管驱动电路，设置从电源、激光二极管、晶体管至地的电流路径，向该晶体管供给用于控制流经所述电流路径的电流的输入信号，所述滤波器电路插入在电源与激光二极管之间。
依据该构成，由于在电源与激光二极管之间插入了滤波器电路，可以减少该滤波器电路的阻抗对放大作用的影响，从而防止电流输出的振幅变化。
本发明的激光二极管驱动电路，设置从电源、激光二极管、第一晶体管至地的第一电流路径，和从电源、电阻、第二晶体管至地的第二电流路径；向所述第一及第二晶体管供给用于分别控制流经所述第一及第二电流路径的电流的相互反相的输入信号；所述滤波器电路插入在电源和将激光二极管与电阻连接的共同连接点之间。
依据该构成，使流经所述第一及第二电流路径的电流之和与输入信号状态无关而是保持一定，由于在电源和将激光二极管与电阻连接的共同连接点之间插入有滤波器电路，可使流经滤波器电路的电流也保持一定。因此，减少了滤波器电路对放大作用的影响，能可靠去除噪音，并且防止电流输出的振幅变化。
再有，如果电路构成为设置用于控制流经所述激光二极管的偏置电流的第三电流路径、和用于补偿流经所述第三电流路径的偏置电流的增减的第四电流路径，则可以使流经所述第三及第四电流路径的电流之和也成为一定，从而使流经滤波器电路的电流不发生变化。因此，减少了滤波器电路对放大作用的影响，并且防止电流输出的振幅变化。
通过如上述的本发明，可以达到的效果是：即使输入信号高速变化，也能减少对激光二极管驱动电路的电流输出的影响，能可靠去除噪音。
附图说明
图1表示本发明的激光二极管驱动电路的电路图。
图2表示激光二极管驱动电流I波形曲线图。
图3表示成组脉冲信号波形曲线图。
图4表示滤波器电路2的具体构成例的电路图。
图5表示偏置电流可变的激光二极管驱动电路的电路图。
图6表示现有技术的激光二极管驱动电路的电路图。
图7表示说明通过滤波器电路10降低电压而使用的主要部分电路图。
图8表示将滤波器电路适用于激光二极管驱动IC情况下的主要部分电路图。
图中：1、1’—LD驱动电路，2、10—滤波器电路，P1—第一电流路径，P2—第二电流路径，P3—第三电流路径，P4—第四电流路径，a—共同连接点，b—共同端子。
具体实施方式
下面，参照附图详细说明本发明的实施方式。
图1为表示本发明的激光二极管(以下称“LD”)驱动电路1的电路图。
LD驱动电路1包括：由2个晶体管FET1、FET2构成的放大电路；控制脉冲调制振幅的第三晶体管FET3；设定LD偏置电流的第四晶体管FET4；分别插入放大电路负载中的电阻R和LD；和与所述电阻R和LD共同连接的滤波器电路2。
将由电源、LD、第一晶体管FET1至地的路径P1称为第一电流路径P1，将由电源、电阻R、第二晶体管FET2至地的路径P2称为第二电流路径P2。
向构成放大电路的2个FET1、FET2的栅极输入来自信号电路(图中未表示)的用于高速通断控制LD的成组脉冲(burst)信号。该成组脉冲信号由施加给FET1栅极的信号和施加给FET2栅极的信号这2个信号构成，该2个信号相互相位相反地来供给。还有，调制振幅控制用FET3的栅极被输入脉冲电流控制信号，偏置设定用FET4的栅极被输入偏置设定信号。
所述滤波器电路2，是为去除重叠于LD驱动电流信号中的噪音信号而设置的电路，其特征为连接在电源、与电阻及LD之间。
图2为表示LD驱动电流I与时间t之间关系曲线。LD驱动电流I的振幅幅度以Iw表示、偏置电流值以IB表示。振幅幅度Iw根据所述脉冲电流控制信号的大小决定，偏置电流值IB根据所述偏置设定信号的大小决定。
成组脉冲信号如图3中“信号输入”所示，是在极短周期(比如1～10纳秒)内，以0、1反复的信号。LD的驱动电路1是根据成组脉冲信号，产生驱动LD用的驱动电流I。LD的发出光由该驱动电流信号来调制强度。被调制了强度的光，射入传输用光纤(图中未表示)，由该光纤传播。
图4为表示滤波器电路2的具体结构的电路图。该滤波器电路2由电感L和电阻R1、电容C1构成，其中电感L由串联插入在电阻R和LD的共同连接点a与电源之间的铁氧体磁环构成，电阻R1和电容C1串联连接在所述共同连接点a与地之间。
下面说明将该滤波器电路2设置在电阻R和LD的共同连接点a与电源之间所产生的效果。
图1中由于流经FET1和FET2的电流量合计是一定的，通过将滤波器电路2设置在电阻R和LD的共同连接点a与电源之间，能使流经滤波器电路2的电流与输入信号的变化无关而保持一定。因此，通过滤波器电路2产生的电源降低也是一定的，可以防止共同连接点a的电位变化。故，FET1的源极电压不变，使决定负载电流量的栅—源间电压也保持稳定值。为此，能够克服电流增益的变化、放大特性不稳定等现有技术的缺点。
图5为表示能根据输入切换偏置电流的LD驱动电路1′的电路图。该电路是面向如PON系统住宅内终端设备作为LD驱动电路来使用的。
该电路，将控制流经LD的偏置电流的第五晶体管FET5设置在LD阴极侧。对偏置电流的控制通过控制FET5的栅电压来实现。
还有，为补偿LD的偏置电流的增减的补偿电路由电阻R′和第六晶体管FET6构成。由FET5至地的路径被称为第三电流路径P3，由FET6至地的电流路径被称为第四电流路径。
施加给FET6栅极的栅电压与FET5的栅电压恰好是相反相位。因此，流经LD的电流量和流经R′的电流量的合计成为一定值，能使流经滤波器电路2的电流保持一定。其结果，与图1的LD驱动电路一样，能使FET1的源电压不发生变化、防止电流增益的变化。
以上，说明了本发明的实施方式，但本发明的实施方式并不局限于所述的方式。比如，也可以让电源的正极与负极相反、LD的极性反向连接。另外，滤波器电路2并不局限于图4所示由LCR构成的反L型电路，也可以采用一般使用的滤波器电路。再有，至今为止使用的晶体管是起切换开关作用的，但通过适当设定半导体元件的工作点，也可以作为模拟改变电阻的可变电阻器工作。其他在本发明的范围内，还可以实施各种变形。

Claims (2)

1、一种激光二极管驱动电路，设置有滤波器电路，其用于去除在驱动激光二极管的输出电流信号中混入的噪音，其特征在于，
设置从电源、激光二极管、第一晶体管至地的第一电流路径，和从电源、第一电阻、第二晶体管至地的第二电流路径；
向所述第一及第二晶体管供给用于分别控制流经所述第一及第二电流路径的电流的相互反相的输入信号；
所述滤波器电路插入在电源和将激光二极管与电阻连接的共同连接点之间。
2、根据权利要求1所述的激光二极管驱动电路，其特征在于，
设置用于控制流经所述激光二极管的偏置电流的第三电流路径(P3)、和用于补偿流经所述第三电流路径(P3)的偏置电流的增减的第四电流路径(P4)；
所述第三电流路径(P3)设置为从所述激光二极管和所述第一晶体管之连接点开始经由第五晶体管和第四晶体管而到地之间的路径；
所述第四电流路径(P4)设置为从所述激光二极管的阳极开始经由第二电阻、第六晶体管和所述第四晶体管而到地之间的路径。
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