JP2000209046A - Driver circuit for modulator - Google Patents

Driver circuit for modulator

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JP2000209046A
JP2000209046A JP11003709A JP370999A JP2000209046A JP 2000209046 A JP2000209046 A JP 2000209046A JP 11003709 A JP11003709 A JP 11003709A JP 370999 A JP370999 A JP 370999A JP 2000209046 A JP2000209046 A JP 2000209046A
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driver circuit
electrode
circuit
voltage
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Hiroyuki Kikuchi
博行 菊池
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide the output voltage of large amplitude by respectively connecting the gate and source of a first FET with a signal input and the source of a second FET, connecting the drain of the second FET with the source of a third FET and utilizing the drain of the third FET as a signal output terminal. SOLUTION: A driver circuit is provided with FETs 11-16, resistors 22-25 and a level shift circuit 31. The level shift circuit 31 is composed of serially connected two diodes. In the driver circuit, an electrode 1 is a signal input terminal and an electrode 7 is a signal output terminal. Prescribed constant voltage sources are respectively connected to electrodes 2-5. When integrating the driver circuit into an integrated circuit, respective electrodes 1-10 become simple nodes. Concerning the configuration of the driver circuit, the electrode 7 connected with the drain of the FET 13 as the output of a differential circuit is utilized as a terminal for extracting an output signal. The level shift circuit 31 is connected between the gate of the FET 12 and the electrode 5.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、集積回路などによ
って実現可能な変調器用ドライバ回路に関し、特に高周
波領域で大きい出力振幅を必要とする用途に適する変調
器用ドライバ回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a modulator driver circuit which can be realized by an integrated circuit or the like, and more particularly to a modulator driver circuit suitable for applications requiring a large output amplitude in a high frequency range.

【0002】[0002]

【従来の技術】光伝送システムに用いられる光変調器
は、大きい振幅の変調駆動電圧を必要としている。例え
ば、10[Gbit/s]以上の伝送速度で光伝送を行う
場合に、(LiNbO3)光変調器を用いる場合には、現状では
3[Vpp]〜4[Vpp]程度の大きい振幅の変調駆動電
圧が必要である。
2. Description of the Related Art An optical modulator used in an optical transmission system requires a large amplitude modulation drive voltage. For example, when optical transmission is performed at a transmission rate of 10 [Gbit / s] or more and a (LiNbO 3 ) optical modulator is used, modulation with a large amplitude of about 3 [Vpp] to 4 [Vpp] is currently performed. A drive voltage is required.

【0003】このような光変調器の変調用ドライバ回路
としてはシングルエンド形,差動形等の回路が考えられ
るが、いずれにしても回路の出力振幅(変調駆動電圧の
振幅)は集積回路を構成する素子の耐圧で制限される。
特に、高速動作の素子ほど耐圧が下がり、大きな出力振
幅を得ることが難しくなる。例えば、文献1(吉田ほ
か,“低消費電力10Gb/s EA変調器ドライバIC”C-10-1
6,1998電子情報通信学会エレクトロニクスソサイエテ
ィ大会,pp.63.)には図14に示すような差動形のドラ
イバ回路が示されている。
[0003] As a modulation driver circuit of such an optical modulator, a single-end type, a differential type or the like can be considered. In any case, the output amplitude of the circuit (the amplitude of the modulation drive voltage) depends on the integrated circuit. It is limited by the withstand voltage of the constituent elements.
In particular, the higher the speed of the device, the lower the breakdown voltage, and it becomes difficult to obtain a large output amplitude. For example, see Reference 1 (Yoshida et al., “Low Power 10Gb / s EA Modulator Driver IC” C-10-1
6, 1998 IEICE Electronics Society Conference, pp. 63) shows a differential driver circuit as shown in FIG.

【0004】このドライバ回路においては、3つのFE
T(電界効果トランジスタ)111,112及び116
を用いている。差動回路を構成する2つのFET11
1,112の一方のゲートと接続された電極101が信
号入力として利用される。他方のFET112のゲート
と接続された電極150は、逆相信号入力として利用さ
れる。電極150に基準電圧が印加される場合もある。
In this driver circuit, three FEs
T (field effect transistor) 111, 112 and 116
Is used. Two FETs 11 constituting a differential circuit
The electrode 101 connected to one of the gates 1 and 112 is used as a signal input. The electrode 150 connected to the gate of the other FET 112 is used as a negative-phase signal input. A reference voltage may be applied to the electrode 150 in some cases.

【0005】電極102,103,104及び105に
は、それぞれ所定の定電圧源が接続される。出力信号
は、電極106及び151から取り出される。FET1
12のドレイン・ゲート間電圧(Vdg)は、電極10
1に印加される入力信号がハイレベルの時に最大にな
り、その時に出力振幅以上の電圧がVdgとして現れ
る。高速動作の場合には素子の耐圧が下がるので、電圧
VdgをFET112の耐圧以下に抑えようとすると大
きな出力振幅が得られないという問題がある。
A predetermined constant voltage source is connected to each of the electrodes 102, 103, 104 and 105. The output signal is extracted from the electrodes 106 and 151. FET1
The drain-gate voltage (Vdg) of the electrode 12 is
When the input signal applied to 1 is at a high level, it becomes maximum, and at that time, a voltage having an output amplitude or more appears as Vdg. In the case of high-speed operation, the withstand voltage of the element is reduced. Therefore, if the voltage Vdg is suppressed to be equal to or lower than the withstand voltage of the FET 112, there is a problem that a large output amplitude cannot be obtained.

【0006】例えば、文献2(G.W.Haines and R.Renes
i,“An integrated high-swing video amplifier”Int.
Solid State Ckts. Conf., Digest Tech. Papers, 196
9, pp.94-95.)には、図15に示すようなドライバ回路
が示されている。このドライバ回路においては、バイポ
ーラのトランジスタ211,212を増幅素子として用
いている。またトランジスタ212に加わる電圧を低減
するための回路が含まれている。
For example, reference 2 (GWHaines and R. Renes)
i, “An integrated high-swing video amplifier” Int.
Solid State Ckts. Conf., Digest Tech. Papers, 196
9, pp. 94-95.) Shows a driver circuit as shown in FIG. In this driver circuit, bipolar transistors 211 and 212 are used as amplification elements. Further, a circuit for reducing a voltage applied to the transistor 212 is included.

【0007】トランジスタ213は、トランジスタ21
2とカスケード接続されている。また、抵抗221,2
22,223で構成される分圧回路、並びに抵抗22
4,225で構成される分圧回路を帰還回路に設けて、
各分圧回路でトランジスタ212,213,214,2
15の各々のベース電位を生成している。これによっ
て、次に説明するようにトランジスタ212のコレクタ
・ベース間電圧(Vcb)が低減される。
The transistor 213 includes the transistor 21
2 in cascade. Also, the resistors 221 and 221
22 and 223, and a resistor 22
A voltage divider composed of 4,225 is provided in the feedback circuit,
In each voltage dividing circuit, transistors 212, 213, 214, 2
15 are generated. Thus, the collector-base voltage (Vcb) of the transistor 212 is reduced as described below.

【0008】図15の電極205,206,207,2
08,209及び210の各々の電位をVs,Vout,
VA,VC,VB及びVDとし、抵抗221,222及
び223のそれぞれの抵抗値をR1,R2及びR3とす
ると、VA,VB,VC,VDの各電位はそれぞれ次の
ように表される。 VA=Vout+Vbe(1) ・・・(1) VB=(R3・Vs+(R1+R2)Vout)/(R1+R2+R3)・・・(2) VC=VB−Vbe(2) ・・・(3) VD=((R2+R3)Vs+R1・Vout)/(R1+R2+R3) ・・・(4) ここで、Vbe(1)及びVbe(2)は、それぞれトランジスタ
214及び213のベース・エミッタ間電圧を表す。
The electrodes 205, 206, 207, 2 of FIG.
08, 209 and 210 are set to Vs, Vout,
Assuming that VA, VC, VB and VD, and the resistance values of the resistors 221, 222 and 223 are R1, R2 and R3, the potentials of VA, VB, VC and VD are respectively expressed as follows. VA = Vout + Vbe (1) (1) VB = (R3 · Vs + (R1 + R2) Vout) / (R1 + R2 + R3) (2) VC = VB−Vbe (2) (3) VD = ( (R2 + R3) Vs + R1.Vout) / (R1 + R2 + R3) (4) Here, Vbe (1) and Vbe (2) represent the base-emitter voltages of the transistors 214 and 213, respectively.

【0009】また、トランジスタ212及び213のコ
レクタ・ベース間電圧をそれぞれVcb(3)及びVcb(4)と
すると、Vcb(3)及びVcb(4)は次のように表される。 Vcb(3)=VC−VD =R2(Vout−Vs)/(R1+R2+R3)−Vbe(2)・・・(5) Vcb(4)=VA−VB =R3(Vout−Vs)/(R1+R2+R3)+Vbe(1)・・・(6) 上記第(5)式及び第(6)式によれば、トランジスタ212
及び213のコレクタ・ベース間電圧は、分圧回路の抵
抗値を適当に選択することにより、トランジスタ213
を接続しない場合と比べて1/2以下にできることが分
かる。
If the collector-base voltages of the transistors 212 and 213 are Vcb (3) and Vcb (4), respectively, Vcb (3) and Vcb (4) are expressed as follows. Vcb (3) = VC-VD = R2 (Vout-Vs) / (R1 + R2 + R3) -Vbe (2) (5) Vcb (4) = VA-VB = R3 (Vout-Vs) / (R1 + R2 + R3) + Vbe (1) ... (6) According to the above formulas (5) and (6), the transistor 212
And the voltage between the collector and the base of the transistor 213 can be selected by appropriately selecting the resistance value of the voltage dividing circuit.
Can be reduced to 以下 or less as compared with the case where no is connected.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】図15に示す回路のバ
イポーラトランジスタ211〜215をFETに置き換
えれば、図12のようにドライバ回路を構成することが
可能である。また、図12に示すドライバ回路の各FE
T111〜116として(InPHEMT)で代表され
るような高周波素子を用いて回路を集積化すれば、高速
の変調器用ドライバ回路の実現が可能である。
If the bipolar transistors 211 to 215 in the circuit shown in FIG. 15 are replaced with FETs, a driver circuit can be formed as shown in FIG. Further, each FE of the driver circuit shown in FIG.
If circuits are integrated using high-frequency elements typified by (InPHEMT) as T111 to T116, a high-speed modulator driver circuit can be realized.

【0011】しかしながら、図12に示すようにFET
を用いてドライバ回路を構成する場合には、以下に説明
する問題が生ずることがシミュレーションの解析により
あらたにわかった。図13のグラフは、図12に示すド
ライバ回路の各FET111〜116として(InPH
EMT)を用いた場合の入力電圧(電極101の電圧)
と各ノードの電圧との関係をシミュレーションにより求
めた結果を示している。図13においては、図12の電
極106〜110の各々のノードにおける電圧が、それ
ぞれV6〜V10で示されている。
However, as shown in FIG.
It has been found by simulation analysis that a problem described below arises when a driver circuit is configured by using. The graph of FIG. 13 shows (InPH) as each of the FETs 111 to 116 of the driver circuit shown in FIG.
Input voltage when using EMT) (voltage of electrode 101)
The figure shows the result obtained by simulation of the relationship between the voltage and the voltage of each node. 13, the voltages at the nodes of the electrodes 106 to 110 in FIG. 12 are indicated by V6 to V10, respectively.

【0012】このシミュレーションにおいては、次のよ
うな条件を想定している。(InPHEMT)素子の主
な特性については、しきい値が約−650[mV]、ト
ランスコンダクタンスが約1.2[mS/mm]、fT
が約130[GHz],fMAXが約300[GHz]と
する。また、FETのドレイン・ゲート間電圧の許容値
は約2.6V以下である。
In this simulation, the following conditions are assumed. Regarding the main characteristics of the (InPHEMT) element, the threshold value is about -650 [mV], the transconductance is about 1.2 [mS / mm], and the fT
Is about 130 [GHz] and fMAX is about 300 [GHz]. The allowable value of the drain-gate voltage of the FET is about 2.6 V or less.

【0013】また、電極102,103,104及び1
05に接続する電圧源の各電圧値は、それぞれ−5.1
[V],−2[V],0[V],−5.2[V]に定め
た。このシミュレーションでは、入力信号の電圧V1を
−2[V]から−5[V]までの範囲で与えているが、
FET111のドレイン・ゲート間耐圧を考慮すると、
実際の入力信号の電圧は−4.6[V]までに制限され
る。
The electrodes 102, 103, 104 and 1
05 are -5.1, respectively.
[V], -2 [V], 0 [V], and -5.2 [V]. In this simulation, the voltage V1 of the input signal is given in a range from -2 [V] to -5 [V].
Considering the drain-gate breakdown voltage of the FET 111,
The actual input signal voltage is limited to -4.6 [V].

【0014】例えば、入力電圧範囲を−4.5[V]〜
−3[V]に定めると、FET112のドレイン・ゲー
ト間電圧は2.2V以下になる。図13の例では出力ノ
ード電圧V6の振幅が最大で約2.8[Vpp]であり、
3[Vpp]以上の振幅を得ることは難しい。これは以下
に述べる理由による。FET114のゲート・ソース間
電圧のゲート電位依存性はバイポーラトランジスタのベ
ース・エミッタ間電圧のベース電位依存性よりも大き
い。そのため、図13からも明らかなように、出力ノー
ド電圧V6の電圧変化は差動出力ノード電圧V7の変化
よりも小さい。従って、図12の差動回路で得られる振
幅は図14の差動回路よりも小さくなる。
For example, when the input voltage range is from -4.5 [V] to
When it is determined to be −3 [V], the drain-gate voltage of the FET 112 becomes 2.2 V or less. In the example of FIG. 13, the maximum amplitude of the output node voltage V6 is about 2.8 [Vpp].
It is difficult to obtain an amplitude of 3 [Vpp] or more. This is for the following reasons. The gate potential dependency of the gate-source voltage of the FET 114 is larger than the base potential dependency of the base-emitter voltage of the bipolar transistor. Therefore, as is clear from FIG. 13, the voltage change of the output node voltage V6 is smaller than the change of the differential output node voltage V7. Therefore, the amplitude obtained by the differential circuit of FIG. 12 is smaller than that of the differential circuit of FIG.

【0015】また、FET112のゲート電位には負帰
還がかかっているため、入力電圧V1の電圧変化に比べ
て差動出力ノード電圧V7の電圧変化が抑制される。従
って、出力ノード電圧V6に得られる振幅は一般の差動
回路で得られる振幅よりも小さくなる。つまり、図12
のようにドライバ回路を構成すると、各素子(FET1
11,112,113)に印加される電圧を大幅に低減
することができるが、その代わりに本来の目的である大
きな振幅を得ることが犠牲になって、十分な振幅が得ら
れないという欠点を生じる。
Further, since negative feedback is applied to the gate potential of the FET 112, the voltage change of the differential output node voltage V7 is suppressed as compared with the voltage change of the input voltage V1. Therefore, the amplitude obtained from the output node voltage V6 is smaller than the amplitude obtained from a general differential circuit. That is, FIG.
When the driver circuit is configured as shown in FIG.
11, 112, 113) can be greatly reduced, but at the expense of obtaining a large amplitude, which is the original purpose, with the disadvantage that a sufficient amplitude cannot be obtained. Occurs.

【0016】なお、前記文献1の図3に示されるドライ
バIC出力波形は、10[Gbit/s]の速度で動作さ
せた時のアイ開口を示している。この波形形状から判断
すると、更に高速な40[Gbit/s]の動作速度では
本発明で期待されるような動作は不可能と考えられる。
本発明は、上記のような変調器用ドライバ回路におい
て、各素子に加わる電圧を低減し、しかも振幅の大きな
出力電圧を得ることを目的とする。
The output waveform of the driver IC shown in FIG. 3 of Document 1 shows an eye opening when operated at a speed of 10 [Gbit / s]. Judging from this waveform shape, it is considered that the operation as expected in the present invention is impossible at a higher operation speed of 40 [Gbit / s].
An object of the present invention is to reduce the voltage applied to each element and obtain an output voltage having a large amplitude in the modulator driver circuit as described above.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】請求項1の変調器用ドラ
イバ回路は、第1のFET,第2のFET,第3のFE
T,第4のFET,第5のFET,第6のFET,第1
の抵抗,第2の抵抗,第3の抵抗,第4の抵抗及び導電
素子と、それぞれが所定の電圧源と接続される第1の電
極,第2の電極,第3の電極及び第4の電極とを備え、
前記導電素子の高電位側端子と前記第1の抵抗の一端と
が接続され、前記第1の抵抗の他端と前記第2の抵抗の
一端とが接続され、前記第1のFETのゲート,ドレイ
ン及びソースが、それぞれ信号入力,前記第1の電極及
び第2のFETのソースと接続され、前記第2のFET
のドレインが前記第3のFETのソースと接続され、前
記導電素子の低電位側端子と前記第2の電極とが接続さ
れ、前記第3のFETのゲートが前記第1の抵抗の他端
及び前記第2の抵抗の一端と接続され、前記第3のFE
Tのドレインが前記第4のFETのゲート及び前記第3
の抵抗の一端と接続され、前記第4のFETのソース及
びドレインが、それぞれ前記第2の抵抗の他端及び前記
第5のFETのソースと接続され、前記第5のFETの
ゲートが前記第3の抵抗の他端及び前記第4の抵抗の一
端と接続され、前記第5のFETのドレインが前記第3
の電極と接続され、前記第4の抵抗の他端が前記第3の
電極と接続され、前記第6のFETのドレインが前記第
1のFETのソース及び前記第2のFETのソースと接
続され、前記第6のFETのゲート及びソースが、それ
ぞれ前記第4の電極及び前記第2の電極と接続された変
調器用ドライバ回路であって、前記第3のFETのドレ
インを信号出力端子として利用することを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a modulator driver circuit comprising a first FET, a second FET, and a third FE.
T, fourth FET, fifth FET, sixth FET, first FET
, A second resistor, a third resistor, a fourth resistor, and a conductive element, and a first electrode, a second electrode, a third electrode, and a fourth electrode each connected to a predetermined voltage source. And an electrode,
A high potential side terminal of the conductive element is connected to one end of the first resistor, the other end of the first resistor is connected to one end of the second resistor, and a gate of the first FET, A drain and a source connected to the signal input, the first electrode, and the source of the second FET, respectively,
Is connected to the source of the third FET, the low potential side terminal of the conductive element is connected to the second electrode, and the gate of the third FET is connected to the other end of the first resistor and The third FE connected to one end of the second resistor;
The drain of T is connected to the gate of the fourth FET and the third FET.
And the source and the drain of the fourth FET are connected to the other end of the second resistor and the source of the fifth FET, respectively, and the gate of the fifth FET is connected to the 3 is connected to the other end of the resistor and one end of the fourth resistor, and the drain of the fifth FET is connected to the third resistor.
The other end of the fourth resistor is connected to the third electrode, and the drain of the sixth FET is connected to the source of the first FET and the source of the second FET. A modulator driver circuit in which a gate and a source of the sixth FET are connected to the fourth electrode and the second electrode, respectively, wherein a drain of the third FET is used as a signal output terminal It is characterized by the following.

【0018】すなわち、図12に示すようなドライバ回
路において、その信号出力を差動回路の出力から直接取
り出すように構成したものである。これによって、後述
するようにより大きな出力振幅が得られる。請求項2
は、請求項1の変調器用ドライバ回路において、前記導
電素子を直列に接続された複数のダイオードで構成し、
前記ダイオードの高電位側のアノードを前記第1の抵抗
の一端に接続し、前記ダイオードの低電位側のカソード
を前記第2の電極と接続したことを特徴とする。
That is, in the driver circuit as shown in FIG. 12, the signal output is directly extracted from the output of the differential circuit. As a result, a larger output amplitude is obtained as described later. Claim 2
In the modulator driver circuit according to claim 1, the conductive element is configured by a plurality of diodes connected in series,
The high potential side anode of the diode is connected to one end of the first resistor, and the low potential side cathode of the diode is connected to the second electrode.

【0019】ダイオードに流れる電流の変化に比べて、
その順方向端子間電圧の変化は非常に小さい。従って、
前記導電素子として抵抗の代わりにダイオードを用いる
ことにより、第2のFETの入力(ゲート)に出力から
フィードバックされる帰還量が小さくなり、差動入力間
のレベル差の減少が防止される。これにより、許容でき
る出力電圧の変化範囲が大きくなる。
Compared with the change in the current flowing through the diode,
The change in the forward terminal voltage is very small. Therefore,
By using a diode instead of a resistor as the conductive element, the amount of feedback fed back from the output to the input (gate) of the second FET is reduced, and a decrease in the level difference between the differential inputs is prevented. As a result, the allowable range of the output voltage change becomes large.

【0020】請求項3は、請求項1の変調器用ドライバ
回路において、直列に接続された複数のダイオードで構
成されるレベルシフト回路を前記第3の電極と前記第1
のFETのドレインとの間に接続し、前記第1のFET
のドレインの電位を前記第3の電極の電位よりも低くし
たことを特徴とする。レベルシフト回路を用いることに
より、前記第3の電極の電圧から前記第1のFETのド
レインに印加すべき電圧を生成できるので、必要な電圧
源の数を減らすことができる。また、レベルシフト回路
を用いるので、前記第1のFETのドレインの電位は前
記第3の電極の電位よりも低くなる。
According to a third aspect of the present invention, in the modulator driver circuit according to the first aspect, a level shift circuit comprising a plurality of diodes connected in series is connected to the third electrode and the first electrode.
Connected between the drain of the first FET and the first FET
Is characterized in that the potential of the drain is lower than the potential of the third electrode. By using the level shift circuit, a voltage to be applied to the drain of the first FET can be generated from the voltage of the third electrode, so that the number of necessary voltage sources can be reduced. Further, since the level shift circuit is used, the potential of the drain of the first FET is lower than the potential of the third electrode.

【0021】従って、前記第1のFETのドレイン−ゲ
ート間電圧をその耐圧以内に抑制するのに効果的であ
る。また、ダイオードを用いてレベルシフト回路を構成
するので、前記第1のFETに流れる電流の変化に対し
てドレイン電圧の変化は非常に小さくなる。請求項4
は、請求項3の変調器用ドライバ回路において、前記レ
ベルシフト回路と並列に接続されたバイパスコンデンサ
を設けたことを特徴とする。
Therefore, it is effective to suppress the drain-gate voltage of the first FET within its breakdown voltage. Further, since the level shift circuit is formed using the diodes, the change in the drain voltage becomes very small with respect to the change in the current flowing through the first FET. Claim 4
According to a third aspect of the present invention, in the modulator driver circuit according to the third aspect, a bypass capacitor connected in parallel with the level shift circuit is provided.

【0022】バイパスコンデンサを接続することによ
り、高周波信号成分が前記レベルシフト回路をバイパス
するので、高周波領域での前記第1のFETのドレイン
電圧の変動を抑制するのに効果がある。請求項5は、請
求項1,請求項2,請求項3及び請求項4のいずれかの
変調器用ドライバ回路において、前記第2のFETのゲ
ートを前記導電素子の高電位側端子及び前記第1の抵抗
の一端と接続したことを特徴とする。
Since the high frequency signal component bypasses the level shift circuit by connecting the bypass capacitor, it is effective in suppressing the fluctuation of the drain voltage of the first FET in the high frequency region. According to a fifth aspect, in the modulator driver circuit according to any one of the first, second, third, and fourth aspects, the gate of the second FET is connected to a high potential side terminal of the conductive element and the first FET. And one end of the resistor.

【0023】前記第2のFETのゲートの電位がほぼ一
定になるので、前記第1のFETのゲートに印加される
入力信号に応じた出力信号が得られる。請求項6は、請
求項1,請求項2,請求項3及び請求項4のいずれかの
変調器用ドライバ回路において、前記第2のFETのゲ
ートを逆相信号入力と接続したことを特徴とする。
Since the potential of the gate of the second FET is substantially constant, an output signal corresponding to the input signal applied to the gate of the first FET can be obtained. According to a sixth aspect of the present invention, in the modulator driver circuit according to any one of the first, second, third, and fourth aspects, the gate of the second FET is connected to a negative-phase signal input. .

【0024】信号入力と逆相信号入力との間に差動信号
を入力することができる。これにより、より振幅の大き
な出力信号が得られる。請求項7は、請求項1の変調器
用ドライバ回路において、前記第1のFETのゲート及
び前記第2のFETのゲートに、入力整合回路,少なく
とも1つのソースホロワ回路及び少なくとも1つの全帰
還型の差動回路で構成される入力回路を接続したことを
特徴とする。
A differential signal can be input between the signal input and the negative-phase signal input. As a result, an output signal having a larger amplitude can be obtained. According to a seventh aspect of the present invention, in the modulator driver circuit according to the first aspect, an input matching circuit, at least one source follower circuit, and at least one full feedback type differential circuit are connected to the gate of the first FET and the gate of the second FET. An input circuit constituted by a dynamic circuit is connected.

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】(第1の実施の形態)本発明の変
調器用ドライバ回路を実施するドライバ回路の一例につ
いて、図1及び図2を参照して説明する。この形態は、
請求項1,請求項2及び請求項5に対応する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (First Embodiment) An example of a driver circuit for implementing a modulator driver circuit of the present invention will be described with reference to FIGS. This form
It corresponds to claim 1, claim 2 and claim 5.

【0026】図1はこの形態の変調器用ドライバ回路の
構成を示すブロック図である。図2は図1の回路の入力
電圧と各ノード電圧との関係を示すグラフである。この
形態では、請求項1の第1のFET,第2のFET,第
3のFET,第4のFET,第5のFET,第6のFE
T,第1の抵抗,第2の抵抗,第3の抵抗,第4の抵
抗,導電素子,信号入力,第1の電極,第2の電極,第
3の電極及び第4の電極は、それぞれFET11,FE
T12,FET13,FET14,FET15,FET
16,抵抗22,抵抗23,抵抗24,抵抗25,レベ
ルシフト回路31,電極1,電極3,電極5,電極4及
び電極2に対応する。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a modulator driver circuit according to this embodiment. FIG. 2 is a graph showing the relationship between the input voltage of the circuit of FIG. 1 and each node voltage. In this embodiment, the first FET, the second FET, the third FET, the fourth FET, the fifth FET, and the sixth FE according to claim 1 are described.
T, the first resistor, the second resistor, the third resistor, the fourth resistor, the conductive element, the signal input, the first electrode, the second electrode, the third electrode, and the fourth electrode are respectively FET11, FE
T12, FET13, FET14, FET15, FET
16, the resistor 22, the resistor 23, the resistor 24, the resistor 25, the level shift circuit 31, the electrode 1, the electrode 3, the electrode 5, the electrode 4, and the electrode 2.

【0027】図1に示すドライバ回路は、FET11〜
16,抵抗22〜25及びレベルシフト回路31を備え
ている。レベルシフト回路31は、直列に接続された2
つのダイオードで構成されている。図1に示すドライバ
回路においては、電極1が信号入力端子であり、電極7
が信号出力端子である。電極2〜5には、それぞれ所定
の定電圧源が接続される。
The driver circuit shown in FIG.
16, a resistor 22 to 25 and a level shift circuit 31. The level shift circuit 31 includes two serially connected
It consists of two diodes. In the driver circuit shown in FIG. 1, the electrode 1 is a signal input terminal and the electrode 7
Is a signal output terminal. A predetermined constant voltage source is connected to each of the electrodes 2 to 5.

【0028】このドライバ回路を集積回路の内部に組み
込む場合には、電極1〜10の各々は単なる接続点、す
なわちノードとなる。図1のドライバ回路の構成は、既
に説明した図12の回路とよく似ているが、次の点の構
成が変更されている。(a)差動回路の出力であるFE
T13のドレインと接続された電極7を出力信号を取り
出すための端子として利用している。(b)抵抗121
の代わりに複数のダイオードで構成したレベルシフト回
路31をFET12のゲートと電極5との間に接続して
ある。
When this driver circuit is incorporated in an integrated circuit, each of the electrodes 1 to 10 is simply a connection point, that is, a node. The configuration of the driver circuit of FIG. 1 is very similar to the circuit of FIG. 12 already described, but the configuration of the following points is changed. (A) FE which is the output of the differential circuit
The electrode 7 connected to the drain of T13 is used as a terminal for extracting an output signal. (B) Resistance 121
Instead, a level shift circuit 31 composed of a plurality of diodes is connected between the gate of the FET 12 and the electrode 5.

【0029】図2のグラフは、図1に示すドライバ回路
の各FET11〜16として(InPHEMT)を用い
た場合の入力電圧(電極1の電圧V1)と各ノードの電
圧V6〜V10との関係をシミュレーションにより求め
た結果を示している。図2においては、図1の電極6〜
10の各々のノードにおける電圧が、それぞれV6〜V
10で示されている。
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the input voltage (the voltage V1 of the electrode 1) and the voltages V6 to V10 of each node when (InPHEMT) is used as each of the FETs 11 to 16 of the driver circuit shown in FIG. The result obtained by simulation is shown. In FIG. 2, the electrodes 6 to 6 of FIG.
10 at V6 to V
Indicated at 10.

【0030】このシミュレーションにおいては、次のよ
うな条件を想定している。(InPHEMT)素子の主
な特性については、しきい値が約−650[mV]、ト
ランスコンダクタンスが約1.2[mS/mm]、fT
が約130[GHz],fMAXが約300[GHz]と
する。また、FETのドレイン・ゲート間電圧の許容値
は約2.6V以下である。
In this simulation, the following conditions are assumed. As for the main characteristics of the (InPHEMT) element, the threshold value is about -650 [mV], the transconductance is about 1.2 [mS / mm], and the fT
Is about 130 [GHz] and fMAX is about 300 [GHz]. The allowable value of the drain-gate voltage of the FET is about 2.6 V or less.

【0031】また、電極2,3,4及び5に接続する電
圧源の各電圧値は.それぞれ−5.1[V],−2
[V],0[V],−5.2[V]に定めた。このシミ
ュレーションでは、入力信号の電圧V1を−2[V]か
ら−5[V]までの範囲で与えているが、FET11の
ドレイン・ゲート間耐圧を考慮すると、実際の入力信号
の電圧は−4.6[V]までに制限される。
The voltage values of the voltage sources connected to the electrodes 2, 3, 4 and 5 are. -5.1 [V], -2 respectively
[V], 0 [V], and -5.2 [V]. In this simulation, the voltage V1 of the input signal is given in the range of -2 [V] to -5 [V], but in consideration of the drain-gate breakdown voltage of the FET 11, the actual voltage of the input signal is -4. It is limited to 0.6 [V].

【0032】図2を参照すると、入力電圧V1の変化範
囲が−4.5[V]〜−3[V]の場合、FET12の
ドレイン・ゲート間電圧(V8,V10の電位差)は
2.2V以下であり、これは図12のドライバ回路の場
合と同じである。一方、図1のドライバ回路の出力は電
極7から取り出されるノード電圧V7である。入力電圧
V1の変化範囲が−4.5[V]〜−3[V]の場合、
ノード電圧V7の振幅は、最大で約3.5[Vpp]にな
る。この振幅は、図12のドライバ回路の出力(図13
のV6)の振幅と比べて0.7[V]増大している。
Referring to FIG. 2, when the change range of the input voltage V1 is -4.5 [V] to -3 [V], the drain-gate voltage (potential difference between V8 and V10) of the FET 12 is 2.2V. This is the same as the case of the driver circuit of FIG. On the other hand, the output of the driver circuit of FIG. 1 is a node voltage V7 extracted from the electrode 7. When the change range of the input voltage V1 is -4.5 [V] to -3 [V],
The maximum amplitude of the node voltage V7 is about 3.5 [Vpp]. This amplitude corresponds to the output of the driver circuit of FIG.
V6) is increased by 0.7 [V].

【0033】すなわち、前記(a),(b)の構成の変
更によって、FET12のドレイン・ゲート間電圧の増
加を招くことなく、出力振幅の大幅な増加が見込まれ
る。その理由について以下に説明する。図1に示すドラ
イバ回路において、電極6及び7のノード電圧をそれぞ
れV6及びV7とし、FET14のゲート・ソース間電
圧をVgsとすると、ノード電圧V6は(V7−Vgs)に
なる。
That is, by changing the configurations (a) and (b), a large increase in output amplitude can be expected without increasing the drain-gate voltage of the FET 12. The reason will be described below. In the driver circuit shown in FIG. 1, when the node voltages of the electrodes 6 and 7 are V6 and V7, respectively, and the gate-source voltage of the FET 14 is Vgs, the node voltage V6 becomes (V7-Vgs).

【0034】ここで、入力電圧V1に対応してノード電
圧V7がハイレベルの方向へ増加すると、ノード電圧V
6は上がり、FET14に流れる電流が増えるので、こ
れに対応するため電圧Vgsが大きくなる。従って、ノー
ド電圧V6は電圧Vgsの増加のためノード電圧V7程上
がらない。逆に、ノード電圧V7がロウレベルの方へ減
少すると、ノード電圧V6は下がり、FET14に流れ
る電流が減少するので、これに対応するため電圧Vgsが
小さくなる。従って、ノード電圧V6は電圧Vgsの減少
のためノード電圧V7程下がらない。
Here, when the node voltage V7 increases in the direction of the high level corresponding to the input voltage V1, the node voltage V7 increases.
6, the current flowing through the FET 14 increases, and the voltage Vgs increases accordingly. Therefore, the node voltage V6 does not rise as much as the node voltage V7 due to the increase in the voltage Vgs. Conversely, when the node voltage V7 decreases toward the low level, the node voltage V6 decreases and the current flowing through the FET 14 decreases, and accordingly, the voltage Vgs decreases. Therefore, the node voltage V6 does not decrease as much as the node voltage V7 due to the decrease in the voltage Vgs.

【0035】このように、ノード電圧V6の変化はノー
ド電圧V7の変化に比べて小さくなる。これは図2のグ
ラフからも明らかである。よって、図12のドライバ回
路において電極106の位置から出力信号を取り出すよ
りも、図1のドライバ回路のように、差動回路の出力で
あるFET13のドレインから出力信号を直接取り出す
方がより大きな出力振幅が得られる。
As described above, the change in the node voltage V6 is smaller than the change in the node voltage V7. This is clear from the graph of FIG. Therefore, a larger output is obtained when the output signal is directly taken out from the drain of the FET 13 which is the output of the differential circuit as in the driver circuit shown in FIG. The amplitude is obtained.

【0036】また、差動回路においては、差動入力間
(FET11のゲートとFET12のゲートとの間)の
レベル差に応じて出力が得られるので、このレベル差が
大きい程、出力振幅が大きくなる。ところが、図12に
示すドライバ回路の場合、差動回路の逆相入力側である
FET12のゲートには、抵抗121の端子間電圧の変
化の影響が現れるので、入力の電圧(V1)に対して正
帰還がかかる。つまり、図13の入力電圧V1とノード
電圧V10との関係から分かるように、入力電圧V1の
増加に対してノード電圧V10が増加し、差動入力間の
レベル差を減少する方向に働く。
In the differential circuit, an output is obtained according to the level difference between the differential inputs (between the gate of the FET 11 and the gate of the FET 12). Therefore, the larger the level difference, the larger the output amplitude. Become. However, in the case of the driver circuit shown in FIG. 12, the influence of a change in the voltage between the terminals of the resistor 121 appears on the gate of the FET 12 on the opposite phase input side of the differential circuit. Positive feedback is applied. That is, as can be seen from the relationship between the input voltage V1 and the node voltage V10 in FIG. 13, the node voltage V10 increases with an increase in the input voltage V1, and acts in a direction to reduce the level difference between the differential inputs.

【0037】一方、図1に示すドライバ回路では、抵抗
121の代わりにダイオードを用いたレベルシフト回路
31が設けてある。ダイオードを流れる電流は印加電圧
の指数関数で表され、ダイオードの順方向の電圧変化は
電流の変化に比べて小さい。このため、FET12のゲ
ートにおける電圧変化が抑制され、帰還による電圧変化
の影響が小さくなる。
On the other hand, in the driver circuit shown in FIG. 1, a level shift circuit 31 using a diode instead of the resistor 121 is provided. The current flowing through the diode is represented by an exponential function of the applied voltage, and the forward voltage change of the diode is smaller than the current change. Therefore, a voltage change at the gate of the FET 12 is suppressed, and the influence of the voltage change due to feedback is reduced.

【0038】従って、帰還効果によって差動回路の入力
間のレベル差が減少するのを抑制できる。例えば、図2
に示すノード電圧V10の変化は、図13に示すノード
電圧V10の変化に比べて小さくなっている。 (第2の実施の形態)本発明の変調器用ドライバ回路を
実施するドライバ回路の一例について、図3及び図4を
参照して説明する。この形態は、請求項1及び請求項6
に対応する。
Therefore, it is possible to suppress the level difference between the inputs of the differential circuit from decreasing due to the feedback effect. For example, FIG.
The change in the node voltage V10 shown in FIG. 13 is smaller than the change in the node voltage V10 shown in FIG. (Second Embodiment) An example of a driver circuit for implementing the modulator driver circuit of the present invention will be described with reference to FIGS. This mode is defined in claims 1 and 6
Corresponding to

【0039】図3はこの形態の変調器用ドライバ回路の
構成を示すブロック図である。図4は図3の回路の入力
電圧と各ノード電圧との関係を示すグラフである。この
形態は、第1の実施の形態の変形例である。図3におい
て、図1と対応する要素には同一の符号を付けて示して
ある。変更された部分について、以下に説明する。
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the modulator driver circuit of this embodiment. FIG. 4 is a graph showing the relationship between the input voltage of the circuit of FIG. 3 and each node voltage. This embodiment is a modification of the first embodiment. 3, elements corresponding to those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. The changed part will be described below.

【0040】図3に示すドライバ回路においては、FE
T12のゲートを電極10から分離して、電極50に接
続してある。この形態では、正相入力である電極1と逆
相入力である電極50との間に入力信号が印加される。
また、図3のドライバ回路においては、図1のレベルシ
フト回路31の代わりに抵抗21が設けてある。図3の
ドライバ回路についてシミュレーションを行った結果が
図4に示されている。シミュレーションの条件について
は、第1の実施の形態と同様であり、図3の電極6〜1
0及び50の各々のノードにおける電圧が、それぞれV
6〜V10及びV50で示されている。
In the driver circuit shown in FIG.
The gate of T12 is separated from the electrode 10 and connected to the electrode 50. In this embodiment, an input signal is applied between the electrode 1 that is a positive-phase input and the electrode 50 that is a negative-phase input.
In the driver circuit shown in FIG. 3, a resistor 21 is provided instead of the level shift circuit 31 shown in FIG. FIG. 4 shows the result of a simulation performed on the driver circuit of FIG. The simulation conditions are the same as those in the first embodiment, and the electrodes 6 to 1 in FIG.
The voltage at each of the nodes 0 and 50 is V
6 to V10 and V50.

【0041】図4を参照すると、入力電圧V1の変化範
囲が−4[V]〜−3[V]の場合、FET12のドレ
イン・ゲート間電圧は2.4V以下になる。また、出力
として得られるノード電圧V7の振幅は最大で2.8
[Vpp]であるが、ノード電圧V6と比べると大きいこ
とが分かる。つまり、電極7から出力信号を取り出すこ
とによって、図12のドライバ回路よりも大きい振幅が
得られる。
Referring to FIG. 4, when the change range of the input voltage V1 is -4 [V] to -3 [V], the drain-gate voltage of the FET 12 becomes 2.4 V or less. The maximum amplitude of the node voltage V7 obtained as an output is 2.8.
[Vpp], which is larger than the node voltage V6. That is, by extracting an output signal from the electrode 7, an amplitude larger than that of the driver circuit of FIG. 12 can be obtained.

【0042】図2と図4とを対比すると、図4では比較
的小さい範囲の入力電圧V1の変化によって出力である
ノード電圧V7に2.8[V]程度の大きな変化が得ら
れる。これは、図3のドライバ回路において、電極1及
び電極50の両方の入力を利用しているためであり、差
動回路における一般的な特性である。ただし、このよう
な特性が得られるのは差動回路の動作が線形動作範囲に
ある場合に限られる。
When FIG. 2 and FIG. 4 are compared, in FIG. 4, a large change of about 2.8 [V] is obtained in the output node voltage V7 due to the change of the input voltage V1 in a relatively small range. This is because the driver circuit of FIG. 3 uses both inputs of the electrode 1 and the electrode 50, and is a general characteristic of a differential circuit. However, such characteristics are obtained only when the operation of the differential circuit is within the linear operation range.

【0043】(第3の実施の形態)本発明の変調器用ド
ライバ回路を実施するドライバ回路の一例について、図
5及び図6を参照して説明する。この形態は、請求項
1,請求項2及び請求項6に対応する。図5はこの形態
の変調器用ドライバ回路の構成を示すブロック図であ
る。図6は図5の回路の入力電圧と各ノード電圧との関
係を示すグラフである。この形態は、第2の実施の形態
の変形例であり、図3の抵抗21を図1のレベルシフト
回路31で置き換えたものである。それ以外の構成は、
図3と同一である。
(Third Embodiment) An example of a driver circuit for implementing the modulator driver circuit of the present invention will be described with reference to FIGS. This embodiment corresponds to claims 1, 2 and 6. FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the modulator driver circuit of this embodiment. FIG. 6 is a graph showing the relationship between the input voltage of the circuit of FIG. 5 and each node voltage. This embodiment is a modification of the second embodiment, in which the resistor 21 in FIG. 3 is replaced by the level shift circuit 31 in FIG. For other configurations,
It is the same as FIG.

【0044】図5のドライバ回路についてシミュレーシ
ョンを行った結果が図6に示されている。シミュレーシ
ョンの条件については、第1の実施の形態と同様であ
り、図5の電極6〜10及び50の各々のノードにおけ
る電圧が、それぞれV6〜V10及びV50で示されて
いる。図6を参照すると、入力電圧V1の変化範囲が−
4[V]〜−3[V]の場合、FET12のドレイン・
ゲート間電圧は2.4V以下になる。また、出力として
得られるノード電圧V7の振幅が最大で約3[Vpp]で
あり、図3のドライバ回路と比べて改善されている。
FIG. 6 shows the result of a simulation performed on the driver circuit shown in FIG. The simulation conditions are the same as those in the first embodiment, and the voltages at the nodes of the electrodes 6 to 10 and 50 in FIG. 5 are indicated by V6 to V10 and V50, respectively. Referring to FIG. 6, the change range of the input voltage V1 is-
In the case of 4 [V] to -3 [V], the drain of the FET 12
The gate-to-gate voltage becomes 2.4 V or less. The maximum amplitude of the node voltage V7 obtained as an output is about 3 [Vpp], which is improved as compared with the driver circuit of FIG.

【0045】図6の結果を図2と対比すると、FET1
2のドレイン・ゲート間電圧(V8とV10又はV50
との差)は0.2V程度増えているが、耐圧範囲内に維
持されている。また、入力電圧V1が1[Vpp]の小さ
い振幅で3[Vpp]の出力振幅が得られる。 (第4の実施の形態)本発明の変調器用ドライバ回路を
実施するドライバ回路の一例について、図7を参照して
説明する。この形態は、請求項1,請求項2,請求項3
及び請求項5に対応する。図7はこの形態の変調器用ド
ライバ回路の構成を示すブロック図である。
When the result of FIG. 6 is compared with FIG.
2 drain-gate voltage (V8 and V10 or V50
Is increased by about 0.2 V, but is maintained within the breakdown voltage range. Further, an output amplitude of 3 [Vpp] is obtained with the input voltage V1 having a small amplitude of 1 [Vpp]. (Fourth Embodiment) An example of a driver circuit for implementing the modulator driver circuit of the present invention will be described with reference to FIG. This form is claimed in claim 1, claim 2, claim 3
And claim 5. FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the modulator driver circuit of this embodiment.

【0046】この形態では、請求項3のレベルシフト回
路はレベルシフト回路32に対応する。図7のドライバ
回路は図3のドライバ回路の変形例であり、次の点が変
更されている。すなわち、3つのダイオードで構成され
たレベルシフト回路32が電極4とFET11のドレイ
ンとの間に接続されている。
In this embodiment, the level shift circuit of claim 3 corresponds to the level shift circuit 32. The driver circuit of FIG. 7 is a modified example of the driver circuit of FIG. 3 and the following points are changed. That is, the level shift circuit 32 composed of three diodes is connected between the electrode 4 and the drain of the FET 11.

【0047】この形態では、電極3に印加すべき電圧
を、レベルシフト回路32が電極4に印加される電圧に
基づいて生成するので、図3のドライバ回路と比べると
必要とされる電圧源の数を1つ減らすことができる。つ
まり、電極4に接続される1つの電圧源からの電圧をF
ET11とFET12とで共通に利用できる。レベルシ
フト回路32は、電極4に印加される電圧に比べて低い
電圧をFET11のドレインに印加する。これによっ
て、FET11のゲート・ドレイン間電圧が抑制される
ので、それを耐圧内に維持するのに効果的である。ダイ
オードの順方向電圧の変化はそれを流れる電流の変化に
比べて小さいので、電極1に印加される入力電圧V1の
変化に比べてFET11のドレイン電圧の変化は小さ
い。従って、図5のドライバ回路においても、図1及び
図3に示すドライバ回路と同様の動作が実現する。
In this embodiment, the voltage to be applied to the electrode 3 is generated based on the voltage applied to the electrode 4 by the level shift circuit 32. Therefore, compared to the driver circuit of FIG. The number can be reduced by one. That is, the voltage from one voltage source connected to the electrode 4 is
ET11 and FET12 can be used in common. The level shift circuit 32 applies a voltage lower than the voltage applied to the electrode 4 to the drain of the FET 11. As a result, the voltage between the gate and the drain of the FET 11 is suppressed, which is effective in maintaining the voltage within the breakdown voltage. Since the change in the forward voltage of the diode is smaller than the change in the current flowing therethrough, the change in the drain voltage of the FET 11 is smaller than the change in the input voltage V1 applied to the electrode 1. Therefore, the same operation as the driver circuits shown in FIGS. 1 and 3 is realized also in the driver circuit of FIG.

【0048】なお、高周波領域でのFET11のドレイ
ン電圧の変動については、レベルシフト回路32と並列
にバイパスコンデンサを接続することによって影響を低
減できる。 (第5の実施の形態)本発明の変調器用ドライバ回路を
実施するドライバ回路の一例について、図8〜図11を
参照して説明する。この形態は、請求項1〜請求項4,
請求項6及び請求項7に対応する。
The influence of the drain voltage fluctuation of the FET 11 in the high frequency region can be reduced by connecting a bypass capacitor in parallel with the level shift circuit 32. (Fifth Embodiment) An example of a driver circuit for implementing the modulator driver circuit of the present invention will be described with reference to FIGS. This form is defined in claims 1 to 4,
This corresponds to claims 6 and 7.

【0049】図8はこの形態の変調器用ドライバ回路の
構成を示すブロック図である。図9は変調器用ドライバ
回路全体の構成例を示すブロック図である。図10は図
9の回路の出力応答波形を示すタイムチャートである。
図11は図9の回路各部の詳細を示す電気回路図であ
る。図8のドライバ回路は、図7のドライバ回路を変形
したものであり、FET12のゲートを電極10から切
り離して電極50と接続した点が図7と異なっている。
また、図8のドライバ回路においてはレベルシフト回路
32と並列にバイパスコンデンサ35が接続されてい
る。バイパスコンデンサ35は、高周波領域でのFET
11のドレイン電圧の変動を抑制するのに効果がある。
図8において図7と対応する要素は、同一の符号を付け
て示してある。
FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of the modulator driver circuit of this embodiment. FIG. 9 is a block diagram showing a configuration example of the entire modulator driver circuit. FIG. 10 is a time chart showing the output response waveform of the circuit of FIG.
FIG. 11 is an electric circuit diagram showing the details of the circuit components of FIG. The driver circuit in FIG. 8 is a modification of the driver circuit in FIG. 7, and differs from FIG. 7 in that the gate of the FET 12 is separated from the electrode 10 and connected to the electrode 50.
In the driver circuit of FIG. 8, a bypass capacitor 35 is connected in parallel with the level shift circuit 32. The bypass capacitor 35 is an FET in a high frequency region.
11 is effective in suppressing the fluctuation of the drain voltage.
8, elements corresponding to those in FIG. 7 are denoted by the same reference numerals.

【0050】図9に示す変調器用ドライバ回路は、図8
に示すドライバ回路の入力側に更に回路を付加して構成
したものであり、40Gbit/sの伝送速度で動作する
ことを想定して、具体的に設計してある。すなわち、図
9の変調器用ドライバ回路の最終ドライバ段に、図8の
ドライバ回路70が接続してある。図9の変調器用ドラ
イバ回路には、ドライバ回路70の他に、入力整合回路
61,3つのソースホロワ回路62(1),62(2),62
(3)及び2つの全帰還型の差動回路63(1),63(2)が
備わっている。
The driver circuit for the modulator shown in FIG.
And a circuit is further added to the input side of the driver circuit shown in FIG. 1 and specifically designed on the assumption that the driver circuit operates at a transmission speed of 40 Gbit / s. That is, the driver circuit 70 of FIG. 8 is connected to the final driver stage of the modulator driver circuit of FIG. The modulator driver circuit of FIG. 9 includes an input matching circuit 61 and three source follower circuits 62 (1), 62 (2), and 62 in addition to the driver circuit 70.
(3) and two full feedback type differential circuits 63 (1) and 63 (2).

【0051】入力整合回路61,ソースホロワ回路62
及び全帰還型の差動回路63の詳細が図11に示してあ
る。図9の3つのソースホロワ回路62(1),62(2),6
2(3)は互いに同一の構成であり、図9の2つの全帰還
型の差動回路63(1),63(2)は互いに同一の構成であ
る。図9の変調器用ドライバ回路においては、入力整合
回路61の出力O1,O2がソースホロワ回路62(1)
の入力I1,I2にそれぞれ接続され、ソースホロワ回
路62(1)の出力O1,O2が全帰還型の差動回路63
(1)の入力I1,I2にそれぞれ接続され、全帰還型の
差動回路63(1)の出力O1,O2がソースホロワ回路
62(2)の入力I1,I2にそれぞれ接続され、ソース
ホロワ回路62(2)の出力O1,O2が全帰還型の差動
回路63(2)の入力I1,I2にそれぞれ接続され、全
帰還型の差動回路63(2)の出力O1,O2がソースホ
ロワ回路62(3)の入力I1,I2にそれぞれ接続さ
れ、ソースホロワ回路62(3)の出力O1,O2がそれ
ぞれ電極1,50にそれぞれ接続されている。
Input matching circuit 61, source follower circuit 62
The details of the differential circuit 63 of the full feedback type are shown in FIG. The three source follower circuits 62 (1), 62 (2), and 6 shown in FIG.
2 (3) have the same configuration, and the two full feedback differential circuits 63 (1) and 63 (2) in FIG. 9 have the same configuration. In the modulator driver circuit of FIG. 9, the outputs O1 and O2 of the input matching circuit 61 are connected to the source follower circuit 62 (1).
And the outputs O1 and O2 of the source follower circuit 62 (1) are
The outputs O1 and O2 of the differential circuit 63 (1) of the full feedback type are connected to the inputs I1 and I2 of the source follower circuit 62 (2), respectively. 2) are connected to the inputs I1 and I2 of the full feedback differential circuit 63 (2), respectively, and the outputs O1 and O2 of the full feedback differential circuit 63 (2) are connected to the source follower circuit 62 ( 3) are connected to inputs I1 and I2, respectively, and outputs O1 and O2 of source follower circuit 62 (3) are connected to electrodes 1 and 50, respectively.

【0052】また、入力整合回路61の入力I1,I2
が端子81,82とそれぞれ接続されている。端子81
は信号入力端子として利用され、端子82は逆相信号入
力端子として利用される。端子83に印加される一定の
電圧が、入力整合回路61,ソースホロワ回路62
(1),62(2),62(3),全帰還型の差動回路63(1),
63(2)の各々の端子Vcs及びドライバ回路70の電極
2に印加される。
The inputs I1 and I2 of the input matching circuit 61
Are connected to the terminals 81 and 82, respectively. Terminal 81
Is used as a signal input terminal, and the terminal 82 is used as a negative-phase signal input terminal. A constant voltage applied to the terminal 83 is applied to the input matching circuit 61 and the source follower circuit 62.
(1), 62 (2), 62 (3), all feedback type differential circuit 63 (1),
63 (2) is applied to each terminal Vcs and the electrode 2 of the driver circuit 70.

【0053】同様に、端子84に印加される一定の電圧
が、入力整合回路61,ソースホロワ回路62(1),6
2(2),62(3),全帰還型の差動回路63(1),63(2)
の各々の端子Vss及びドライバ回路70の電極5に印加
される。また、端子85に印加される一定の電圧が、入
力整合回路61,ソースホロワ回路62(1),62(2),
62(3),全帰還型の差動回路63(1),63(2)の各々
の端子VDD及びドライバ回路70の電極4に印加され
る。
Similarly, a constant voltage applied to terminal 84 is applied to input matching circuit 61, source follower circuits 62 (1),
2 (2), 62 (3), full feedback type differential circuit 63 (1), 63 (2)
Are applied to each terminal Vss and the electrode 5 of the driver circuit 70. Further, a constant voltage applied to the terminal 85 is applied to the input matching circuit 61, the source follower circuits 62 (1), 62 (2),
62 (3), the terminal VDD of each of the differential circuits 63 (1) and 63 (2) of the full feedback type and the electrode 4 of the driver circuit 70.

【0054】図9の変調器用ドライバ回路の応答特性を
シミュレーションにより調べた結果が、図10に示され
ている。この例では、PN7段相当の40[Gbit/s]
のNRZ信号を端子81に入力し、端子82に所定の基
準電圧を与え、ドライバ回路70の電極7に得られる出
力信号の応答波形をシミュレーションで求めた。端子8
1に入力した信号の振幅は0.9[Vpp]である。図
10を参照すると、アイの開口で約3[Vpp]の出力
振幅が得られていることが分かる。
FIG. 10 shows a result obtained by examining the response characteristics of the modulator driver circuit of FIG. 9 by simulation. In this example, 40 [Gbit / s] corresponding to 7 stages of PN
NRZ signal was input to a terminal 81, a predetermined reference voltage was applied to a terminal 82, and a response waveform of an output signal obtained at an electrode 7 of a driver circuit 70 was obtained by simulation. Terminal 8
The amplitude of the signal input to 1 is 0.9 [Vpp]. Referring to FIG. 10, it can be seen that an output amplitude of about 3 [Vpp] is obtained at the eye opening.

【0055】[0055]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば差
動回路の出力から直接出力信号を取り出すことによっ
て、従来より大きな出力振幅が得られる。また、帰還回
路に用いる導電素子を直列に接続された複数のダイオー
ドで構成することによって、帰還効果が緩和されるの
で、FETのドレイン・ゲート間電圧を過大にすること
なく3[Vpp]以上の大きな出力振幅が得られる。
As described above, according to the present invention, a larger output amplitude can be obtained by extracting an output signal directly from the output of the differential circuit. In addition, since the conductive element used in the feedback circuit is composed of a plurality of diodes connected in series, the feedback effect is alleviated. Therefore, the voltage of 3 Vpp or more can be obtained without excessively increasing the drain-gate voltage of the FET. A large output amplitude is obtained.

【0056】よって、ドレイン・ゲート間電圧が小さい
高周波素子を利用して変調器用ドライバ回路を構成で
き、高速な領域(例えば40[Gbit/s]の伝送速度)
でも利用可能な変調器用ドライバ回路を実現できる。
Therefore, a modulator driver circuit can be constructed using a high-frequency element having a small drain-gate voltage, and a high-speed region (for example, a transmission speed of 40 [Gbit / s])
However, a usable modulator driver circuit can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】第1の実施の形態の変調器用ドライバ回路の構
成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a modulator driver circuit according to a first embodiment.

【図2】図1の回路の入力電圧と各ノード電圧との関係
を示すグラフである。
FIG. 2 is a graph showing a relationship between an input voltage of the circuit of FIG. 1 and each node voltage.

【図3】第2の実施の形態の変調器用ドライバ回路の構
成を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of a modulator driver circuit according to a second embodiment.

【図4】図3の回路の入力電圧と各ノード電圧との関係
を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing a relationship between an input voltage of the circuit of FIG. 3 and each node voltage.

【図5】第3の実施の形態の変調器用ドライバ回路の構
成を示すブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration of a modulator driver circuit according to a third embodiment.

【図6】図5の回路の入力電圧と各ノード電圧との関係
を示すグラフである。
FIG. 6 is a graph showing a relationship between an input voltage of the circuit of FIG. 5 and each node voltage.

【図7】第4の実施の形態の変調器用ドライバ回路の構
成を示すブロック図である。
FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration of a modulator driver circuit according to a fourth embodiment.

【図8】第5の実施の形態の変調器用ドライバ回路の構
成を示すブロック図である。
FIG. 8 is a block diagram illustrating a configuration of a modulator driver circuit according to a fifth embodiment.

【図9】変調器用ドライバ回路全体の構成例を示すブロ
ック図である。
FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration example of an entire modulator driver circuit.

【図10】図9の回路の出力応答波形を示すタイムチャ
ートである。
FIG. 10 is a time chart showing an output response waveform of the circuit of FIG. 9;

【図11】図9の回路各部の詳細を示す電気回路図であ
る。
FIG. 11 is an electric circuit diagram showing the details of each circuit in FIG. 9;

【図12】図15の各トランジスタをFETで置き換え
たドライバ回路を示す電気回路図である。
12 is an electric circuit diagram showing a driver circuit in which each transistor of FIG. 15 is replaced by an FET.

【図13】図12の回路の入力電圧と各ノード電圧との
関係を示すグラフである。
FIG. 13 is a graph showing a relationship between an input voltage of the circuit of FIG. 12 and each node voltage.

【図14】従来例(1)のドライバ回路を示す電気回路
図である。
FIG. 14 is an electric circuit diagram showing a driver circuit of a conventional example (1).

【図15】従来例(2)のドライバ回路を示す電気回路
図である。
FIG. 15 is an electric circuit diagram showing a driver circuit of a conventional example (2).

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,50 電
極 11,12,13,14,15,16 FET 21,22,23,24,25 抵抗 31,32 レベルシフト回路 35 バイパスコンデンサ 61 入力整合回路 62 ソースホロワ回路 63 全帰還型の差動回路 70 ドライバ回路 81〜85 端子 V1 入力電圧 V6,V7,V8,V9,V10,V50 ノード電圧
1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,50 electrode 11,12,13,14,15,16 FET 21,22,23,24,25 resistance 31,32 level shift circuit 35 bypass capacitor 61 input matching circuit 62 source follower circuit 63 differential circuit of full feedback type 70 driver circuit 81 to 85 terminal V1 input voltage V6, V7, V8, V9, V10, V50 node voltage

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H04B 10/06 Fターム(参考) 5J066 AA01 AA12 CA32 CA62 FA20 HA02 HA09 HA19 HA25 HA29 KA00 KA18 KA29 KA53 MA02 MA08 MA13 ND01 ND11 ND22 ND23 PD01 SA00 TA02 TA06 5J092 AA01 AA12 CA32 CA62 FA20 HA02 HA09 HA19 HA25 HA29 KA00 KA18 KA29 KA53 MA02 MA08 MA13 SA00 TA02 TA06 5K002 AA02 CA03 CA14 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H04B 10/06 F term (Reference) 5J066 AA01 AA12 CA32 CA62 FA20 HA02 HA09 HA19 HA25 HA29 KA00 KA18 KA29 KA53 MA02 MA08 MA13 ND01 ND11 ND22 ND23 PD01 SA00 TA02 TA06 5J092 AA01 AA12 CA32 CA62 FA20 HA02 HA09 HA19 HA25 HA29 KA00 KA18 KA29 KA53 MA02 MA08 MA13 SA00 TA02 TA06 5K002 AA02 CA03 CA14

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1のFET,第2のFET,第3のF
ET,第4のFET,第5のFET,第6のFET,第
1の抵抗,第2の抵抗,第3の抵抗,第4の抵抗及び導
電素子と、それぞれが所定の電圧源と接続される第1の
電極,第2の電極,第3の電極及び第4の電極とを備
え、 前記導電素子の高電位側端子と前記第1の抵抗の一端と
が接続され、 前記第1の抵抗の他端と前記第2の抵抗の一端とが接続
され、 前記第1のFETのゲート,ドレイン及びソースが、そ
れぞれ信号入力,前記第1の電極及び第2のFETのソ
ースと接続され、 前記第2のFETのドレインが前記第3のFETのソー
スと接続され、 前記導電素子の低電位側端子と前記第2の電極とが接続
され、 前記第3のFETのゲートが前記第1の抵抗の他端及び
前記第2の抵抗の一端と接続され、 前記第3のFETのドレインが前記第4のFETのゲー
ト及び前記第3の抵抗の一端と接続され、 前記第4のFETのソース及びドレインが、それぞれ前
記第2の抵抗の他端及び前記第5のFETのソースと接
続され、 前記第5のFETのゲートが前記第3の抵抗の他端及び
前記第4の抵抗の一端と接続され、 前記第5のFETのドレインが前記第3の電極と接続さ
れ、 前記第4の抵抗の他端が前記第3の電極と接続され、 前記第6のFETのドレインが前記第1のFETのソー
ス及び前記第2のFETのソースと接続され、 前記第6のFETのゲート及びソースが、それぞれ前記
第4の電極及び前記第2の電極と接続された変調器用ド
ライバ回路であって、 前記第3のFETのドレインを信号出力端子として利用
することを特徴とする変調器用ドライバ回路。
1. A first FET, a second FET, and a third F
ET, a fourth FET, a fifth FET, a sixth FET, a first resistor, a second resistor, a third resistor, a fourth resistor, and a conductive element, each of which is connected to a predetermined voltage source. A first electrode, a second electrode, a third electrode, and a fourth electrode, wherein a high-potential side terminal of the conductive element is connected to one end of the first resistor; Is connected to one end of the second resistor, and the gate, drain and source of the first FET are connected to a signal input, the first electrode and the source of the second FET, respectively. The drain of the second FET is connected to the source of the third FET, the low potential side terminal of the conductive element is connected to the second electrode, and the gate of the third FET is connected to the first resistor. And the drain of the third FET is connected to one end of the second resistor and one end of the second resistor. Is connected to the gate of the fourth FET and one end of the third resistor, and the source and drain of the fourth FET are connected to the other end of the second resistor and the source of the fifth FET, respectively. Connected, the gate of the fifth FET is connected to the other end of the third resistor and one end of the fourth resistor, the drain of the fifth FET is connected to the third electrode, 4, the other end of the resistor is connected to the third electrode, the drain of the sixth FET is connected to the source of the first FET and the source of the second FET, and the gate of the sixth FET And a source, respectively, a modulator driver circuit connected to the fourth electrode and the second electrode, respectively, wherein a drain of the third FET is used as a signal output terminal. circuit.
【請求項2】 請求項1の変調器用ドライバ回路におい
て、前記導電素子を直列に接続された複数のダイオード
で構成し、前記ダイオードの高電位側のアノードを前記
第1の抵抗の一端に接続し、前記ダイオードの低電位側
のカソードを前記第2の電極と接続したことを特徴とす
る変調器用ドライバ回路。
2. The modulator driver circuit according to claim 1, wherein said conductive element is constituted by a plurality of diodes connected in series, and an anode on a high potential side of said diode is connected to one end of said first resistor. A driver circuit for a modulator, wherein a cathode on a low potential side of the diode is connected to the second electrode.
【請求項3】 請求項1の変調器用ドライバ回路におい
て、直列に接続された複数のダイオードで構成されるレ
ベルシフト回路を前記第3の電極と前記第1のFETの
ドレインとの間に接続し、前記第1のFETのドレイン
の電位を前記第3の電極の電位よりも低くしたことを特
徴とする変調器用ドライバ回路。
3. The modulator driver circuit according to claim 1, wherein a level shift circuit composed of a plurality of diodes connected in series is connected between said third electrode and a drain of said first FET. A driver circuit for a modulator, wherein the potential of the drain of the first FET is lower than the potential of the third electrode.
【請求項4】 請求項3の変調器用ドライバ回路におい
て、前記レベルシフト回路と並列に接続されたバイパス
コンデンサを設けたことを特徴とする変調器用ドライバ
回路。
4. The modulator driver circuit according to claim 3, further comprising a bypass capacitor connected in parallel with said level shift circuit.
【請求項5】 請求項1,請求項2,請求項3及び請求
項4のいずれかの変調器用ドライバ回路において、前記
第2のFETのゲートを前記導電素子の高電位側端子及
び前記第1の抵抗の一端と接続したことを特徴とする変
調器用ドライバ回路。
5. The modulator driver circuit according to claim 1, wherein a gate of said second FET is connected to a high potential side terminal of said conductive element and said first FET. A driver circuit for a modulator, wherein the driver circuit is connected to one end of a resistor.
【請求項6】 請求項1,請求項2,請求項3及び請求
項4のいずれかの変調器用ドライバ回路において、前記
第2のFETのゲートを逆相信号入力と接続したことを
特徴とする変調器用ドライバ回路。
6. The modulator driver circuit according to claim 1, wherein a gate of said second FET is connected to a negative-phase signal input. Modulator driver circuit.
【請求項7】 請求項1の変調器用ドライバ回路におい
て、前記第1のFETのゲート及び前記第2のFETの
ゲートに、入力整合回路,少なくとも1つのソースホロ
ワ回路及び少なくとも1つの全帰還型の差動回路で構成
される入力回路を接続したことを特徴とする変調器用ド
ライバ回路。
7. The modulator driver circuit according to claim 1, wherein an input matching circuit, at least one source follower circuit, and at least one full feedback type differential circuit are connected to the gate of the first FET and the gate of the second FET. A driver circuit for a modulator, wherein an input circuit constituted by a dynamic circuit is connected.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014181869A1 (en) * 2013-05-09 2014-11-13 日本電信電話株式会社 Optical modulator driver circuit and optical transmitter
CN108400818A (en) * 2018-03-06 2018-08-14 李海莲 The front-end circuit of optical modulator in a kind of communication system

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