JP2000228543A - Method for driving semiconductor light emitting element and optical transmission apparatus using the same - Google Patents
Method for driving semiconductor light emitting element and optical transmission apparatus using the sameInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、光通信等に使わ
れる発光素子を駆動する半導体発光素子の駆動方法に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for driving a semiconductor light emitting device for driving a light emitting device used for optical communication or the like.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ＡlＧaＩnＰ系材料は、窒化物を除III‐
Ｖ族化合物半導体材料の中で最大の直接遷移型バンドギ
ャップを有し、波長が０.５〜０.６μｍ帯の高効率発光
素子材料として注目されている。特に、ＧaＡsに格子整
合するＡlＧaＩnＰ系材料による発光部(活性層を含む積
層構造)がＧaＡs基板上に形成されたｐｎ接合型発光ダ
イオード(ＬＥＤ)は、従来のＧaＰやＡlＧaＩnＰなどの
材料を用いたものに比べて、赤色から緑色に相当する波
長域で、より高輝度の発光が可能であり、また直接遷移
型であるのでより高速応答が可能である。2. Description of the Related Art AlGaInP-based materials except for nitrides
It is attracting attention as a high-efficiency light-emitting element material having the largest direct transition band gap among group V compound semiconductor materials and having a wavelength in the range of 0.5 to 0.6 μm. In particular, a pn junction type light emitting diode (LED) in which a light emitting portion (laminated structure including an active layer) made of an AlGaInP-based material lattice-matched to GaAs is formed on a GaAs substrate uses a conventional material such as GaP or AlGaInP. Compared with the light emitting device, it is possible to emit light of higher luminance in a wavelength range corresponding to red to green, and it is possible to respond more quickly because it is a direct transition type.
【０００３】近年、ＡlＧaＩnＰ系発光ダイオードを送
信用光源として用いた光ファイバ通信が盛んになりつつ
ある。特にプラスチックファイバを用いた光通信におい
て、ファイバとして使用するプラスチックの透過率が波
長６５０ｎｍと５７０ｎｍでほぼ最小になり、ＡlＧaＩ
nＰ系発光ダイオードが最も高効率で発光することがで
きる波長帯であるため、より高速で駆動可能なＡlＧaＩ
nＰ系発光ダイオードが望まれている。[0003] In recent years, optical fiber communication using an AlGaInP-based light emitting diode as a light source for transmission has become active. In particular, in optical communication using a plastic fiber, the transmittance of the plastic used as the fiber becomes almost minimum at wavelengths of 650 nm and 570 nm, and the AlGaI
Since the nP-based light emitting diode has a wavelength band in which light can be emitted with the highest efficiency, the AlGaI which can be driven at a higher speed can be used.
An nP-based light emitting diode is desired.
【０００４】以下、発光ダイオードの通常の駆動方法を
図９(a),(b)を用いて説明する。図９(a)はデジタル変調
時に発光ダイオードに注入する矩形波状の電流波形を示
し、図９(b)は図９(a)の電流を注入された発光ダイオー
ドの光出力Ｐ(t)の過渡応答波形を示している。図９
(a),(b)に示すように、光出力Ｐ(t)は、駆動電流Ｉ(t)
によって注入されたキャリア密度に比例して変化する。
なお、光出力Ｐ(t)の矩形波パルスの立ち上がり時間ｔr
を定常値の１０％(０.１Ｐ1)から９０％(０.９Ｐ1)にな
るまでの時間、立ち下がり時間ｔfを定常値の９０％
(０.９Ｐ1)から１０％(０.１Ｐ1)になるまでの時間とす
る。Hereinafter, a normal driving method of a light emitting diode will be described with reference to FIGS. 9 (a) and 9 (b). FIG. 9A shows a rectangular current waveform injected into the light emitting diode at the time of digital modulation, and FIG. 9B shows a transient of the light output P (t) of the light emitting diode into which the current of FIG. 9A is injected. 4 shows a response waveform. FIG.
As shown in (a) and (b), the optical output P (t) is equal to the driving current I (t).
Changes in proportion to the density of the injected carriers.
The rise time tr of the rectangular wave pulse of the optical output P (t)
Is the time from 10% (0.1P 1 ) to 90% (0.9P 1 ) of the steady value, and the fall time tf is 90% of the steady value.
It is the time from (0.9P 1 ) to 10% (0.1P 1 ).
【０００５】図１１に通信用の高速発光ダイオードの駆
動におけるバイアス電流,電圧の条件について述べる。
図１１において、オン時のバイアス電圧Ｖ1,バイアス電
流Ｉ 1、オフ時のバイアス電圧Ｖ2,バイアス電流Ｉ2であ
る。オフ時の光出力Ｐ2は、オン時の光出力Ｐ1と比較し
て消光比が５０程度とれば許容されるため、オフ時のバ
イアス電流Ｉ2を例えばＩ2＝３ｍＡ程度の値に設定す
る。その場合、駆動電圧でみると、オフ時のバイアス電
圧Ｖ2は、図１１のように発光ダイオードのビルトイン
電圧Ｖbより少し高めの値になる。FIG. 11 shows a drive of a high-speed light emitting diode for communication.
The conditions of bias current and voltage in the operation are described.
In FIG. 11, the bias voltage V at the time of ON is1, Bias current
Style I 1, OFF bias voltage VTwo, Bias current ITwoIn
You. Light output P when offTwoIs the light output P when on1Compare with
If the extinction ratio is about 50, it is acceptable,
Ias current ITwoFor example ITwo= Set to about 3mA
You. In that case, when viewed from the drive voltage, the bias
Pressure VTwoIs a built-in light emitting diode as shown in FIG.
The value is slightly higher than the voltage Vb.
【０００６】この光出力の立ち上がり,立ち下がり時間
を短縮し、高速で直接駆動するために、従来から２つの
方法が使用されている。これを図１０(a),(b)を用いて
説明する。図１０(a)に高速駆動のための駆動電流波形
を示している。立ち上がり時間を改善するために用いら
れるのが“ピーキング”と呼ばれる手法で、立ち上がり
時のみ、設定光出力に相当する駆動電流値より大きい駆
動電流を流し、注入キャリアを増大させるものである。
この場合、注入キャリア密度が大きくなるために発光再
結合速度も速くなり、ピーキングを行わない場合より立
ち上がり特性を約１.５倍改善することができる。Conventionally, two methods have been used to shorten the rise and fall times of the optical output and to directly drive at a high speed. This will be described with reference to FIGS. FIG. 10A shows a driving current waveform for high-speed driving. In order to improve the rise time, a method called "peaking" is used, in which a drive current larger than a drive current value corresponding to a set light output is applied only at the time of rise to increase the number of injected carriers.
In this case, since the injected carrier density is increased, the light emission recombination speed is also increased, and the rising characteristic can be improved about 1.5 times as compared with the case where peaking is not performed.
【０００７】もう一つは立ち下がり時間を改善するため
に用いられる“バックシュート”と呼ばれる手法で、矩
形はパルスの終端時に、逆バイアスを加えて発光ダイオ
ードの活性層に逆電界を与えるものである。図１２の逆
バイアス印加時の発光ダイオードのバンド図に示すよう
に、電流の立ち下がり後に逆バイアスを印加すると、活
性層に残留している電子が第１クラッド層に掃き出さ
れ、ホールが第２クラッド層に掃き出されてしまうため
に活性層内に残留キャリアが存在せず、これによって立
ち下がり時間が速くなる。この手法によって同じく立ち
下がり時間を約１／１.５に低減することができる。The other is a method called "backshoot" used to improve the fall time, and the rectangle is a method in which a reverse bias is applied at the end of a pulse to apply a reverse electric field to the active layer of the light emitting diode. is there. As shown in the band diagram of the light emitting diode when the reverse bias is applied in FIG. 12, when the reverse bias is applied after the fall of the current, the electrons remaining in the active layer are swept out to the first cladding layer, and the holes are removed. Since no residual carriers exist in the active layer due to being swept out by the two cladding layers, the fall time is shortened. The fall time can also be reduced to about 1 / 1.5 by this technique.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記バック
シュートという手法は、立ち下がり特性を改善するため
に有用であるが、発光デバイスに対して逆バイアスをか
けなければならず、そのために回路上の制約があった。
すなわち、発光ダイオードに対してバックシュートの時
のみ逆バイアスをかけるには、発光ダイオードを駆動す
るための電源だけでなく、駆動電源と逆極性の電源が新
たに必要になる。したがって、このためだけに負電圧の
電源を新たに用意する必要が有り、駆動回路用電源が２
つ必要になり、大幅なコストアップになると共に、これ
によって光ファイバモジュールの小型化,軽量化が困難
になる。なお、マイナス電源を使わずに逆バイアスをか
ける手段として、ＣＲの並列微分回路を発光ダイオード
に直列に入れて、立ち下がり時のみ逆バイアスをかける
方法もあるが、必要とされるコンデンサの容量が大きく
なり、駆動回路が集積化できなくなるために量産性が乏
しい。したがって、立ち下がり特性の改善のためにバッ
クシュートを用いることは実用性の点で困難であった。Incidentally, the above-mentioned technique of backshoot is useful for improving the fall characteristic, but it is necessary to apply a reverse bias to the light emitting device. There were restrictions.
That is, in order to apply a reverse bias to the light emitting diode only during the backshooting, not only a power supply for driving the light emitting diode but also a power supply having a polarity opposite to that of the driving power supply is required. Therefore, it is necessary to newly provide a negative voltage power supply only for this purpose.
In addition to this, the cost is greatly increased, and this makes it difficult to reduce the size and weight of the optical fiber module. As a means for applying a reverse bias without using a negative power supply, there is a method in which a CR parallel differentiating circuit is inserted in series with a light emitting diode and a reverse bias is applied only at the time of falling. It becomes large and the drive circuit cannot be integrated, so that mass productivity is poor. Therefore, it is difficult to use a backshoot to improve the fall characteristics in terms of practicality.
【０００９】そこで、この発明の目的は、バックシュー
トのための逆電圧をかける電源等なしに光出力の立ち下
がり特性を改善でき、小型化,軽量化および量産化に適
した高速な半導体発光素子の駆動方法およびそれを用い
た光伝送装置を提供することにある。An object of the present invention is to provide a high-speed semiconductor light-emitting device which can improve the fall characteristic of optical output without a power supply or the like for applying a reverse voltage for backshooting, and which is suitable for miniaturization, weight reduction and mass production. And an optical transmission device using the same.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の半導体発光素子の駆動方法は、半導体発
光素子の駆動電流を高速に変調させて光出力のオンオフ
を繰り返す半導体発光素子の駆動方法において、光出力
のオフ時の少なくともオフ開始から所定の期間、バイア
ス電圧を上記半導体発光素子のビルトイン電圧より低く
かつ光出力のオン時の駆動電圧と同極性の電圧に設定す
ることを特徴としている。According to a first aspect of the present invention, there is provided a method for driving a semiconductor light emitting device, wherein a driving current of the semiconductor light emitting device is modulated at a high speed to repeatedly turn on and off an optical output. In the driving method, the bias voltage is set to a voltage lower than the built-in voltage of the semiconductor light emitting element and to the same polarity as the driving voltage when the light output is turned on for at least a predetermined period from the start of turning off the light output. And
【００１１】上記請求項１の半導体発光素子の駆動方法
によれば、光出力のオフ時の少なくともオフ開始から所
定の期間、バイアス電圧を半導体発光素子のビルトイン
電圧より低くかつ光出力のオン時のバイアス電圧と同極
性の電圧にすることによって、光出力のオフ時に残留す
るキャリアを半導体発光素子の活性層の非発光準位を通
じて再結合させるので、光出力のオフ時の活性層内の残
留キャリアを低減でき、光出力の立ち下がり時間を短縮
できる。したがって、バックシュートのための逆電圧を
かける電源等を用いることなく、光出力の立ち下がり特
性を改善でき、小型化,軽量化および量産化に適した高
速な半導体発光素子の駆動方法を提供できる。なお、上
記光出力のオフ時とは、光出力がゼロの場合に限らず、
光出力が大小に変調されてオンオフする場合における光
出力が小さい状態のときも含まれる。According to the method of driving a semiconductor light emitting device of the first aspect, the bias voltage is lower than the built-in voltage of the semiconductor light emitting device and the light output is turned on at least for a predetermined period from the start of the off state when the light output is off. By setting the voltage to the same polarity as the bias voltage, the carriers remaining when the optical output is turned off are recombined through the non-emission level of the active layer of the semiconductor light emitting device. And the fall time of the light output can be shortened. Therefore, it is possible to improve the fall characteristic of the optical output without using a power supply or the like for applying a reverse voltage for the backshooting, and to provide a high-speed driving method of a semiconductor light emitting element suitable for miniaturization, weight reduction and mass production. . The off state of the light output is not limited to the case where the light output is zero.
This includes the case where the light output is small when the light output is modulated to be large or small and turned on and off.
【００１２】また、請求項２の半導体発光素子の駆動方
法は、請求項１の半導体発光素子の駆動方法において、
上記光出力のオフ時にバイアス電圧を２段階以上に調節
することを特徴としている。Further, the method for driving a semiconductor light emitting device according to claim 2 is the method for driving a semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein
When the light output is turned off, the bias voltage is adjusted in two or more steps.
【００１３】上記請求項２の半導体発光素子の駆動方法
によれば、光出力のオフ時にバイアス電圧をビルトイン
電圧よりも小さくして、光出力の立ち下がり時間を短縮
した後、例えば次の光出力のオン開始前にバイアス電圧
をビルトイン電圧よりも大きくすることによって、活性
層内の非発光準位にキャリアが充満された状態になっ
て、立ち上がり時間を短縮する。したがって、発光の立
ち下がり,立ち上がり特性の両方を改善できる。According to the method of driving a semiconductor light emitting device of the second aspect, when the optical output is turned off, the bias voltage is made smaller than the built-in voltage to shorten the fall time of the optical output, and then, for example, the next optical output By setting the bias voltage to be higher than the built-in voltage before the start of turning on, the non-light-emitting level in the active layer is filled with carriers, and the rise time is reduced. Therefore, both the falling and rising characteristics of the light emission can be improved.
【００１４】また、請求項３の半導体発光素子の駆動方
法は、半導体発光素子の駆動電流を高速に変調させて光
出力のオンオフを繰り返す半導体発光素子の駆動方法に
おいて、光出力のオフ時の少なくともオフ開始から所定
の期間、バイアス電流を上記半導体発光素子の再結合電
流領域内に設定することを特徴としている。According to a third aspect of the present invention, there is provided a method for driving a semiconductor light emitting device, wherein the driving current of the semiconductor light emitting device is modulated at a high speed and the light output is repeatedly turned on and off. A bias current is set within a recombination current region of the semiconductor light emitting element for a predetermined period from the start of turning off.
【００１５】上記請求項３の半導体発光素子の駆動方法
によれば、光出力のオフ時の少なくともオフ開始から所
定の期間、バイアス電流を半導体発光素子の再結合電流
領域内に設定することによって、光出力のオフ時に残留
するキャリアを半導体発光素子の活性層の非発光準位を
通じて再結合させて、活性層内の残留キャリアを低減で
き、光出力の立ち下がり時間を短縮できる。したがっ
て、バックシュートのための逆電圧をかける電源等を用
いることなく、光出力の立ち下がり特性を改善でき、小
型化,軽量化および量産化に適した高速な半導体発光素
子の駆動方法を提供できる。According to the third aspect of the present invention, the bias current is set in the recombination current region of the semiconductor light emitting device at least for a predetermined period from the start of the light output when the light output is turned off. Carriers remaining when the optical output is turned off are recombined through the non-emission level of the active layer of the semiconductor light emitting element, so that the residual carriers in the active layer can be reduced, and the fall time of the optical output can be shortened. Therefore, it is possible to improve the fall characteristic of the optical output without using a power supply or the like for applying a reverse voltage for the backshooting, and to provide a high-speed driving method of a semiconductor light emitting element suitable for miniaturization, weight reduction and mass production. .
【００１６】また、請求項４の半導体発光素子の駆動方
法は、半導体発光素子の駆動電流を高速に変調させて光
出力のオンオフを繰り返す半導体発光素子の駆動方法に
おいて、光出力のオフ時の少なくともオフ開始から所定
の期間、バイアス電流またはバイアス電圧を上記半導体
発光素子の電流−電圧特性曲線における下側の変曲点の
値よりも小さい値に設定することを特徴としている。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method of driving a semiconductor light emitting device, wherein the driving current of the semiconductor light emitting device is modulated at a high speed and the light output is repeatedly turned on and off. For a predetermined period from the start of turning off, a bias current or a bias voltage is set to a value smaller than a value of a lower inflection point in a current-voltage characteristic curve of the semiconductor light emitting device.
【００１７】上記請求項４の半導体発光素子の駆動方法
によれば、上記半導体発光素子の電流−電圧特性におい
て、バイアス電圧が大きくなるに従って再結合電流領域
から拡散電流領域となり、その再結合電流領域と拡散電
流領域との間に存在する変曲点の電流値または電圧値よ
りも低い領域が再結合電流領域となる。したがって、光
出力のオフ時の少なくともオフ開始から所定の期間、バ
イアス電流またはバイアス電圧を半導体発光素子の電流
−電圧特性曲線における下側の変曲点の値よりも小さい
値に設定することによって、バイアス電流が再結合電流
領域となる。そうすると、光出力のオフ時、残留するキ
ャリアを半導体発光素子の活性層の非発光準位を通じて
再結合するので、活性層内の残留キャリアを低減でき、
光出力の立ち下がり時間を短縮できる。したがって、バ
ックシュートのための逆電圧をかける電源等を用いるこ
となく、光出力の立ち下がり特性を改善でき、小型化,
軽量化および量産化に適した高速な半導体発光素子の駆
動方法を提供できる。According to the driving method of the semiconductor light emitting device of the fourth aspect, in the current-voltage characteristics of the semiconductor light emitting device, as the bias voltage increases, the region changes from the recombination current region to the diffusion current region. A region lower than the current value or the voltage value at the inflection point existing between the current region and the diffusion current region is the recombination current region. Therefore, by setting the bias current or the bias voltage to a value smaller than the value of the lower inflection point in the current-voltage characteristic curve of the semiconductor light emitting device, at least for a predetermined period from the start of turning off the light output, The bias current becomes a recombination current region. Then, when the light output is turned off, the remaining carriers are recombined through the non-emission level of the active layer of the semiconductor light emitting element, so that the residual carriers in the active layer can be reduced,
The fall time of the light output can be reduced. Therefore, the fall characteristic of the optical output can be improved without using a power supply for applying a reverse voltage for the backshooting, and the size can be reduced.
A high-speed driving method of a semiconductor light-emitting element suitable for weight reduction and mass production can be provided.
【００１８】また、請求項５の半導体発光素子の駆動方
法は、半導体発光素子の駆動電流を高速に変調させて光
出力のオンオフを繰り返す半導体発光素子の駆動方法に
おいて、光出力のオフ時の少なくともオフ開始から所定
の期間、バイアス電流を１０μＡ以下にすることを特徴
としている。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a method for driving a semiconductor light emitting device, wherein the driving current of the semiconductor light emitting device is modulated at a high speed and the light output is repeatedly turned on and off. The bias current is set to 10 μA or less for a predetermined period from the start of turning off.
【００１９】上記請求項５の半導体発光素子の駆動方法
によれば、光出力のオフ時の少なくともオフ開始から所
定の期間、バイアス電流を１０μＡ以下にすることによ
って、活性層の非発光準位によって残留キャリアが高速
で再結合するので、活性層内の残留キャリアを低減で
き、光出力の立ち下がり時間を短縮できる。したがっ
て、バックシュートのための逆電圧をかける電源等を用
いることなく、光出力の立ち下がり特性を改善でき、小
型化,軽量化および量産化に適した高速な半導体発光素
子の駆動方法を提供できる。According to the driving method of the semiconductor light emitting device of the fifth aspect, the bias current is set to 10 μA or less for at least a predetermined period from the start of turning off the optical output, thereby controlling the non-light emitting level of the active layer. Since the residual carriers recombine at a high speed, the residual carriers in the active layer can be reduced, and the fall time of the optical output can be shortened. Therefore, it is possible to improve the fall characteristic of the optical output without using a power supply or the like for applying a reverse voltage for the backshooting, and to provide a high-speed driving method of a semiconductor light emitting element suitable for miniaturization, weight reduction and mass production. .
【００２０】また、請求項６の半導体発光素子の駆動方
法は、請求項１乃至５のいずれか１つの半導体発光素子
の駆動方法において、光出力のオフ時でかつ光出力のオ
ン開始の前の所定の期間、バイアス電圧を上記半導体発
光素子のビルトイン電圧以上に設定することを特徴とし
ている。According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a method of driving a semiconductor light emitting device according to any one of the first to fifth aspects, wherein the optical output is off and before the optical output is started to be turned on. For a predetermined period, the bias voltage is set to be higher than the built-in voltage of the semiconductor light emitting device.
【００２１】上記請求項６の半導体発光素子の駆動方法
によれば、光出力のオフ時でかつ光出力のオン開始の前
の所定の期間、バイアス電圧を半導体発光素子のビルト
イン電圧以上にすることによって、活性層内の非発光準
位にキャリアが充満された状態になって、立ち上がり時
間を短縮できる。したがって、発光の立ち下がり,立ち
上がり特性を改善できる。According to the driving method of the semiconductor light emitting device of the sixth aspect, the bias voltage is set to be higher than the built-in voltage of the semiconductor light emitting device for a predetermined period when the light output is off and before the light output is started to be turned on. As a result, the non-light-emitting level in the active layer is filled with carriers, and the rise time can be reduced. Therefore, the falling and rising characteristics of light emission can be improved.
【００２２】また、請求項７の半導体発光素子の駆動方
法は、請求項１乃至５のいずれか１つの半導体発光素子
の駆動方法において、光出力のオフ時でかつ光出力のオ
ン開始前の所定の期間、バイアス電流を上記半導体発光
素子の拡散電流領域の範囲内に設定することを特徴とし
ている。According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a method of driving a semiconductor light emitting device according to any one of the first to fifth aspects, wherein the predetermined time when the light output is off and before the light output is started to be turned on. During this period, the bias current is set within the range of the diffusion current region of the semiconductor light emitting device.
【００２３】上記請求項７の半導体発光素子の駆動方法
によれば、光出力のオフ時でかつ光出力のオン開始前の
所定の期間、バイアス電流を半導体発光素子の拡散電流
領域の範囲内にすることによって、活性層内の非発光準
位にキャリアが充満された状態になって、立ち上がり時
間を短縮できる。したがって、発光の立ち下がり,立ち
上がり特性を改善できる。According to the driving method of the semiconductor light emitting device of the present invention, the bias current is kept within the range of the diffusion current region of the semiconductor light emitting device when the light output is off and for a predetermined period before the start of the light output on. By doing so, the non-light emitting level in the active layer is filled with carriers, and the rise time can be reduced. Therefore, the falling and rising characteristics of light emission can be improved.
【００２４】また、請求項８の半導体発光素子の駆動方
法は、ＧayＩn1-yＰ系または(ＡlxＧa1-x)yＩn1-yＰ系
材料を使用した半導体発光素子の駆動方法において、請
求項１乃至７のいずれか１つの半導体発光素子の駆動方
法を採用することを特徴としている。The method of driving a semiconductor light emitting device according to claim 8 is a method of driving a semiconductor light emitting device using a Ga y In 1-y P-based or (Al x Ga 1-x ) y In 1-y P-based material. The method is characterized in that the method for driving a semiconductor light emitting device according to any one of claims 1 to 7 is adopted.
【００２５】上記請求項８の半導体発光素子の駆動方法
によれば、ＧayＩn1-yＰ系または(ＡlxＧa1-x)yＩn1-y
Ｐ系材料を使用した高速な半導体発光素子を実現でき
る。[0025] According to the driving method of a semiconductor light-emitting device of the claim 8, Ga y In 1-y P system or (Al x Ga 1-x) y In 1-y
A high-speed semiconductor light emitting device using a P-based material can be realized.
【００２６】また、請求項９の半導体発光素子の駆動方
法は、ＡlxＧa1-xＡs系材料を使用した半導体発光素子
の駆動方法において、請求項１乃至７のいずれか１つの
半導体発光素子の駆動方法を採用することを特徴として
いる。In a ninth aspect of the present invention, there is provided a method of driving a semiconductor light emitting device using an Al x Ga 1-x As-based material. Is adopted.
【００２７】上記請求項９の半導体発光素子の駆動方法
によれば、ＡlxＧa1-xＡs系材料を使用した高速な半導
体発光素子を実現できる。According to the method for driving a semiconductor light emitting device of the ninth aspect, a high speed semiconductor light emitting device using an Al x Ga 1 -x As material can be realized.
【００２８】また、請求項１０の半導体発光素子の駆動
方法は、ＩnxＧa1-xＡsyＰ1-y系材料を使用した半導体
発光素子の駆動方法において、請求項１乃至７のいずれ
か１つの半導体発光素子の駆動方法を採用することを特
徴としている。[0028] The driving method of a semiconductor light emitting device according to claim 10, in the driving method of the semiconductor light emitting device using the In x Ga 1-x As y P 1-y material, any one of claims 1 to 7 It is characterized in that a driving method of one semiconductor light emitting element is adopted.
【００２９】上記請求項１０の半導体発光素子の駆動方
法によれば、ＩnxＧa1-xＡsyＰ1-y系材料を使用した高
速な半導体発光素子を実現できる。[0029] According to the driving method of a semiconductor light-emitting device of the claim 10, it can realize a high-speed semiconductor light-emitting device using the In x Ga 1-x As y P 1-y material.
【００３０】また、請求項１１の光伝送装置、光ファイ
バー通信用の半導体発光素子の駆動回路を有する光伝送
装置において、請求項１乃至１０のいずれか１つの半導
体発光素子の駆動方法を採用したことを特徴としてい
る。Further, in the optical transmission device according to the present invention, there is provided an optical transmission device having a driving circuit for a semiconductor light emitting device for optical fiber communication, wherein the method for driving a semiconductor light emitting device according to any one of the first to tenth aspects is adopted. It is characterized by.
【００３１】上記請求項１１の光伝送装置によれば、光
ファイバー通信用の高速な光伝送装置を実現できる。According to the optical transmission device of the eleventh aspect, a high-speed optical transmission device for optical fiber communication can be realized.
【００３２】また、請求項１２の光伝送装置は、空間光
伝送通信用の半導体発光素子の駆動回路を有する光伝送
装置において、請求項１乃至１０のいずれか１つの半導
体発光素子の駆動方法を採用したことを特徴としてい
る。According to a twelfth aspect of the present invention, there is provided an optical transmission device having a driving circuit for a semiconductor light emitting element for spatial light transmission communication, wherein the method for driving a semiconductor light emitting element according to any one of the first to tenth aspects is provided. It is characterized by adoption.
【００３３】上記請求項１２の光伝送装置によれば、空
間光伝送通信用の高速な光伝送装置を実現できる。According to the optical transmission device of the twelfth aspect, a high-speed optical transmission device for spatial optical transmission communication can be realized.
【００３４】[0034]
【発明の実施の形態】光通信用に使用されるような高速
変調が可能である半導体発光素子としては、直接遷移型
のダブルヘテロ構造が主体であり、代表的な材料として
ＧaＡs／ＡlxＧa1-xＡs系の発光ダイオードと、ＧaＡs
と格子整合する(ＡlxＧa1-x)yＩn1-yＰ系(ｙ＝０.５
１、ｘ＝０〜０.０５)の発光ダイオードとがある。これ
らの発光ダイオードは、ｐ型活性層に隣接するＡl混晶
比の高いクラッド層を有し、また高速応答を確保するた
めにｐ型活性層厚を約１μｍ以下に薄くしているため、
ｐ型活性層とｐ型活性層／クラッド層界面に非発光準位
濃度が多く存在する。この非発光準位は、図１３(a)に
示すように、ｐ型活性層のバンド内に存在し、ｐ型活性
層に注入されたキャリアは、非発光準位を通じて常に非
発光再結合しており、キャリアの注入が停止すると、す
ぐに非発光準位によって再結合してしまうために立ち下
がり時間は非常に短いはずだが、通常の駆動方法では、
立ち下がり時間が遅い。これは、図１３(b)のように、
通常の駆動方法では、発光停止時でも１〜３ｍＡ前後の
微小電流が流れるために、バイアス電圧が発光ダイオー
ドのビルトイン電圧より高くなってしまい、活性層に常
に微小電流分のバイアス電圧がかかっていて、活性層内
の非発光準位にキャリアが充満された状態になっている
ためである。そのため、注入キャリアは非発光準位を通
して再結合することができないので、バンド端で発光再
結合するので、再結合時間が長くなり、結果として立ち
下がり特性を悪化させている。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A semiconductor light emitting device capable of high-speed modulation as used for optical communication mainly has a direct transition type double heterostructure, and a typical material is GaAs / Al x Ga. 1-x As-based light emitting diode and GaAs
(Al x Ga 1-x ) y In 1-y P system (y = 0.5
1, x = 0 to 0.05). These light-emitting diodes have a high Al mixed crystal ratio cladding layer adjacent to the p-type active layer, and the thickness of the p-type active layer is reduced to about 1 μm or less to secure a high-speed response.
Many non-light-emitting level concentrations exist at the interface between the p-type active layer and the p-type active layer / cladding layer. This non-emission level exists in the band of the p-type active layer as shown in FIG. 13 (a), and carriers injected into the p-type active layer always undergo non-emission recombination through the non-emission level. When carrier injection stops, the fall time should be very short because it recombine immediately due to the non-emission level, but with the normal driving method,
Fall time is slow. This is, as shown in FIG.
In the ordinary driving method, since a very small current of about 1 to 3 mA flows even when the light emission is stopped, the bias voltage becomes higher than the built-in voltage of the light emitting diode, and the bias voltage corresponding to the very small current is always applied to the active layer. This is because the non-light emitting level in the active layer is filled with carriers. For this reason, the injected carriers cannot recombine through the non-light-emitting level, and recombine at the band edge. Therefore, the recombination time is prolonged, and as a result, the falling characteristics are deteriorated.
【００３５】この発明では、発光停止時(光出力が小さ
いオフ状態のとき)の立ち下がり特性を改善するため
に、図１に示すように、発光停止時のバイアス電圧Ｖ2
をビルトイン電圧Ｖb以下にするか、または駆動電流Ｉ
Ｆを１０μＡ以下にすることによって、バックシュート
のような逆電圧をかけることなしに立ち下がり特性を改
善する。According to the present invention, as shown in FIG. 1, the bias voltage V 2 at the time of stopping light emission is improved in order to improve the fall characteristic at the time of stopping light emission (when the light output is in the OFF state).
Is lower than the built-in voltage Vb or the driving current I
By setting F to 10 μA or less, the fall characteristic is improved without applying a reverse voltage such as a backshoot.
【００３６】その原理を図２(a),(b)を用いて説明す
る。図２(a)は図１(a)と同様に発光状態のバンド図であ
って、このように電流注入時のバンド図は従来と変わる
所はない。図２(b)は発光停止時(オフ時)のバンド図で
あって、オフ時に発光ダイオードにかかる電圧をビルト
イン電圧以下に設定するか、または駆動電流が１０μＡ
以下になるように設定するので、バンド図においてｐ型
活性層とｎ型クラッド層のフェルミ準位の差Ｖbは、図
２(a)に比べて小さい。The principle will be described with reference to FIGS. 2 (a) and 2 (b). FIG. 2A is a band diagram in a light emitting state like FIG. 1A, and the band diagram at the time of current injection is not different from the conventional one. FIG. 2B is a band diagram when light emission is stopped (when turned off). When the voltage applied to the light emitting diode is set to be less than the built-in voltage when the light is turned off, or when the driving current is 10 μA
The difference Vb between the Fermi level of the p-type active layer and the n-type cladding layer in the band diagram is smaller than that in FIG.
【００３７】このように、オフ時では、活性層に対して
キャリアが注入できないので、活性層内に存在する非発
光準位にキャリアが充満せず、空状態になっている。し
たがって、電流停止時になって活性層に存在する残留キ
ャリアが発光,非発光過程によってより速く再結合する
ことが可能である。このように、駆動する順バイアス電
圧が、発光ダイオードのビルトイン電圧(拡散電位)より
十分低い電圧で駆動して、活性層内の非発光準位を利用
することによって、バックシュート等の逆バイアスをか
ける手法を用いずに、立ち下がり時間の改善を図ること
ができる。As described above, when the transistor is off, carriers cannot be injected into the active layer, so that the non-light-emitting levels existing in the active layer are not filled with carriers and are empty. Therefore, it is possible for the residual carriers existing in the active layer to recombine faster by the light emission and non-light emission processes when the current stops. As described above, the forward bias voltage to be driven is driven at a voltage sufficiently lower than the built-in voltage (diffusion potential) of the light emitting diode, and by utilizing the non-light emitting level in the active layer, the reverse bias such as the backshoot is reduced. The fall time can be improved without using the technique of applying.
【００３８】また、バイアス電流,バイアス電圧の範囲
を決定するのに別の手法を用いることもできる。図３
(a)は半導体発光素子の電流-電圧特性を示し、図３(b)
は理想係数-電圧特性を示し、図３(c)は電圧変調幅を示
している。図３(a)〜(c)に従って発光停止時のバイアス
電流の設定方法について説明する。Further, another method can be used to determine the range of the bias current and the bias voltage. FIG.
(a) shows the current-voltage characteristics of the semiconductor light emitting device, and FIG.
Shows an ideal coefficient-voltage characteristic, and FIG. 3C shows a voltage modulation width. A method of setting a bias current when light emission is stopped will be described with reference to FIGS.
【００３９】図３(a)に示すように、０〜１.５Ｖの低電
圧領域と約１.５Ｖ以上の高電圧領域とにおいて傾きが
異なる。これは通常、半導体発光素子に注入された電流
Ｉは拡散電流Ｉrと再結合電流Ｉnrの２つに分けられる
ためである。上記半導体発光素子に注入された電流Ｉ
は、 Ｉ＝Ｉr＋Ｉnr ……… (式１) で表現され、拡散電流Ｉrと再結合電流Ｉnrの電圧依存
性は、 Ｉr ＝ Ａ×ｅｘｐ(ｅＶ／(ｋＴ)) ……… (式２) Ｉnr ＝ Ｂ×ｅｘｐ(ｅＶ／(２ｋＴ)) ……… (式３) で表される。なお、ｋはボルツマン定数、Ｔは絶対零
度、Ａ,Ｂは比例定数である。図３(a)の電流-電圧特性
の傾きの逆数を発光ダイオードの理想係数ｎとして、電
圧Ｖに対する理想係数ｎをプロットしたのが図３(b)で
ある。上記(式２),(式３)で表されるように、半導体発
光素子に注入された電流には、電圧Ｖに対して依存性の
異なるＩrとＩnrの２つの成分があり、低電流領域(１ｐ
Ａ〜１０μＡ)では、再結合電流Ｉnrが主成分となって
傾きは１／２になるが、高電流領域(１０μ〜１０ｍＡ)
では、拡散電流Ｉrが主成分となって傾きは１になる。
さらに、注入電流を上げていくと(＞１０ｍＡ)、直列抵
抗による電圧降下が大きくなり、また注入した少数キャ
リア濃度が多数キャリア濃度と同程度になるため、理想
係数ｎの値が２以上に上がってしまうが、この領域では
拡散電流が注入電流の主成分を占める。電圧Ｖに対する
理想係数ｎが１から２に移る変曲点の電流,電圧をそれ
ぞれＩa,Ｖaとすると、再結合電流領域であるＩa以下の
バイアス電流,Ｖa以下のバイアス電圧に設定することに
よって、活性層の非発光準位によって残留キャリアが高
速で再結合することが可能になる。このように半導体発
光素子の電流−電圧特性の理想係数の範囲によって、バ
イアス電流,バイアス電圧の範囲を設定できる。As shown in FIG. 3A, the slope is different between a low voltage region of 0 to 1.5 V and a high voltage region of about 1.5 V or more. This is because the current I injected into the semiconductor light emitting device is usually divided into two, a diffusion current Ir and a recombination current Inr. The current I injected into the semiconductor light emitting device
Is expressed by I = Ir + Inr (Equation 1). The voltage dependency of the diffusion current Ir and the recombination current Inr is as follows: Ir = A × exp (eV / (kT)) (Equation 2) Inr = B × exp (eV / (2kT)) (Expression 3) Note that k is Boltzmann's constant, T is absolute zero degree, and A and B are proportional constants. FIG. 3B plots the ideal coefficient n with respect to the voltage V, where the reciprocal of the slope of the current-voltage characteristic in FIG. 3A is the ideal coefficient n of the light emitting diode. As represented by the above (Equation 2) and (Equation 3), the current injected into the semiconductor light emitting device has two components Ir and Inr having different dependencies on the voltage V, and the low current region (1p
A to 10 μA), the recombination current Inr becomes the main component and the slope becomes １ ／, but in the high current region (10 μ to 10 mA)
In this case, the diffusion current Ir becomes the main component and the inclination becomes 1.
Furthermore, when the injection current is increased (> 10 mA), the voltage drop due to the series resistance increases, and the concentration of the injected minority carrier becomes almost equal to the majority carrier concentration, so that the value of the ideal coefficient n increases to 2 or more. However, in this region, the diffusion current occupies the main component of the injection current. Assuming that the current and the voltage at the inflection point where the ideal coefficient n for the voltage V changes from 1 to 2 are Ia and Va, respectively, by setting the bias current to be less than Ia and the bias voltage to be less than Va in the recombination current region, The non-emission level of the active layer allows the residual carriers to recombine at high speed. As described above, the range of the bias current and the bias voltage can be set according to the range of the ideal coefficient of the current-voltage characteristic of the semiconductor light emitting device.
【００４０】図４は半導体発光ダイオードの発光の立ち
下がり時間ｔfに対する発光停止時のバイアス電圧の依
存性を実験により調べた結果を示している。この実験で
用いた半導体発光ダイオードは(ＡlxＧa1-x)yＩn1-yＰ
系材料のもので、素子のビルトイン電圧は常温で１.９
〜２.２Ｖである。このように立ち下がり時間ｔfは、バ
イアス電圧が発光ダイオードの立ち上がり電圧すなわち
ビルトイン電圧Ｖb以下になると急激に下がる。このよ
うに、発光停止時のバイアス電圧を、(ＡlxＧa 1-x)yＩn
1-yＰ系発光ダイオードの場合では、ビルトイン電圧１.
９Ｖ以下にすることによって、立ち下がり時間ｔfを大
幅に短縮することができる。FIG. 4 shows the state of light emission of the semiconductor light emitting diode.
Dependence of bias voltage at stop of light emission on falling time tf
The result of having examined the viability by an experiment is shown. In this experiment
The semiconductor light emitting diode used was (AlxGa1-x)yIn1-yP
The device has a built-in voltage of 1.9 at room temperature.
~ 2.2V. Thus, the fall time tf is
The bias voltage is the rising voltage of the light emitting diode,
When the voltage falls below the built-in voltage Vb, the voltage drops sharply. This
As described above, the bias voltage at the time of stopping light emission is (AlxGa 1-x)yIn
1-yIn the case of a P-based light emitting diode, the built-in voltage 1.
By setting the voltage to 9 V or less, the fall time tf can be increased.
Can be reduced to width.
【００４１】また、図５は同様に発光の立ち下がり時間
ｔfに対する発光停止時のバイアス電流の依存性を実験
により調べた結果を示している。図５より明らかなよう
に、立ち下がり時間ｔfは、バイアス電流が１０μＡ以
下になると１０ｎｓよりも短くなる。このように、発光
停止時のバイアス電圧を、(ＡlxＧa1-x)yＩn1-yＰ系発
光ダイオードの場合では、バイアス電流をキャリアが注
入されない１０μＡ以下にすることによって、立ち下が
り時間ｔfを大幅に短縮することができる。FIG. 5 also shows the result of an experiment to determine the dependence of the bias current at the time of stopping light emission on the fall time tf of light emission. As apparent from FIG. 5, the fall time tf becomes shorter than 10 ns when the bias current becomes 10 μA or less. As described above, in the case of the (Al x Ga 1 -x ) y In 1 -y P-based light emitting diode, the bias current at the time of stopping light emission is set to 10 μA or less at which no carrier is injected, so that the fall time is reduced. tf can be greatly reduced.
【００４２】以下、この発明の半導体発光素子の駆動方
法およびそれを用いた光伝送装置を図示の実施の形態に
より詳細に説明する。Hereinafter, a method for driving a semiconductor light emitting device and an optical transmission device using the same according to the present invention will be described in detail with reference to the illustrated embodiments.
【００４３】（第１実施形態）この発明の第１実施形態
の半導体発光素子の駆動方法を図６(a)〜(c)を用いて説
明する。なお、この第１実施形態では、半導体発光素子
として(ＡlxＧa1-x)yＩn1-yＰ系半導体発光ダイオード
(ＬＥＤ)を用いている。図６(a)は上記ＬＥＤを駆動す
る駆動電圧Ｖ(t)の波形を示し、図６(b)は駆動電流Ｉ
(t)の波形を示し、図６(c)は光出力Ｐ(t)の波形を示し
ている。(First Embodiment) A method of driving a semiconductor light emitting device according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the first embodiment, a (Al x Ga 1 -x ) y In 1 -y P-based semiconductor light emitting diode is used as a semiconductor light emitting element.
(LED). FIG. 6A shows a waveform of a driving voltage V (t) for driving the LED, and FIG.
FIG. 6C shows the waveform of the optical output P (t).
【００４４】いま、(ＡlxＧa1-x)yＩn1-yＰ系ＬＥＤの
場合、光出力オン時の駆動電流Ｉ1は１５ｍＡ〜６０ｍ
Ａなので、駆動電圧Ｖ1としては１.９〜２.７Ｖにな
る。光出力オフ時には、駆動電圧Ｖ2を(ＡlxＧa1-x)yＩ
n1-yＰ系ＬＥＤのビルトイン電圧１.８〜２.０Ｖより十
分低い電圧値、例えば１.５Ｖ以下に設定しておく。次
に、駆動電流を図６(b)で説明する。上述のように光出
力オン時の駆動電流Ｉ1は１５〜６０ｍＡで、光出力オ
フ時の駆動電流Ｉ2は、注入キャリアがクラッド,活性層
間のヘテロバリアを越えないような微小電流値、例えば
１０μＡ以下に設定する。Now, in the case of the (Al x Ga 1 -x ) y In 1 -y P-system LED, the drive current I 1 when the light output is on is 15 mA to 60 m.
So A, becomes 1.9~2.7V as driving voltage V 1. When the light output is off, the drive voltage V 2 is changed to (Al x Ga 1 -x ) y I
It is set to a voltage value sufficiently lower than the built-in voltage 1.8 to 2.0 V of the n 1-y P-system LED, for example, 1.5 V or less. Next, the drive current will be described with reference to FIG. Driving current I 1 at the light output ON as described above in 15～60MA, the driving current I 2 during the light output OFF, injected carriers are clad, small current value which does not exceed the hetero barrier of the active layers, for example 10μA Set as follows.
【００４５】そうすることによって、光出力のオフ時に
残留するキャリアをＬＥＤの活性層の非発光準位を通じ
て再結合させるので、光出力のオフ時の活性層内の残留
キャリアを低減でき、光出力の立ち下がり時間を短縮す
ることができる。したがって、バックシュートのための
逆電圧をかける電源等を用いることなく、光出力の立ち
下がり特性を改善でき、小型化,軽量化および量産化に
適した高速な半導体発光素子の駆動方法を提供すること
ができる。By doing so, the carriers remaining when the light output is off are recombined through the non-emission level of the active layer of the LED, so that the residual carriers in the active layer when the light output is off can be reduced, and the light output can be reduced. Falling time can be shortened. Therefore, it is possible to provide a high-speed driving method of a semiconductor light-emitting element which can improve the falling characteristic of optical output without using a power supply or the like for applying a reverse voltage for backshooting and is suitable for miniaturization, weight reduction and mass production. be able to.
【００４６】なお、上記駆動電圧Ｖ(t)と駆動電流Ｉ(t)
は独立に設定することはできないが、駆動回路上、電圧
制御と電流制御の両方の場合が考えられるので、電圧
値,電流値両方について記述しており、どちらで制御し
ても同様の効果が得られる。The drive voltage V (t) and the drive current I (t)
Cannot be set independently, but both voltage control and current control can be considered on the drive circuit, so both voltage and current values are described. can get.
【００４７】上記のような駆動条件で(ＡlxＧa1-x)yＩn
1-yＰ系ＬＥＤを駆動したところ、立ち上がり時間ｔrが
８〜１０ｎｓ,立ち下がり時間ｔfが１５〜１８ｎｓに比
べて、立ち上がり時間は変わらないものの、立ち下がり
時間では約２倍速くなり、応答特性としては従来７５Ｍ
bpsの伝送速度であったものが、１００Ｍbpsの伝送速度
が可能になった。Under the above driving conditions, (Al x Ga 1 -x ) y In
When the 1-y P-type LED was driven, the rise time tr was 8 to 10 ns and the fall time tf was 15 to 18 ns, but the rise time was not changed, but the fall time was about twice as fast, and the response characteristics were higher. As conventional 75M
A transmission rate of 100 Mbps can be changed from a transmission rate of bps.
【００４８】（第２実施形態）この発明の第２実施形態
における駆動方法を図７(a)〜(c)を用いて説明する。な
お、この第２実施形態では、半導体発光素子として、第
１実施形態と同様に(ＡlxＧa1-x)yＩn1-yＰ系半導体発
光ダイオード(ＬＥＤ)を用いている。また、このＬＥＤ
の立ち上がり時間を短縮するために、電流立ち上げ時に
ピーキングを用いている。図７(a)はＬＥＤを駆動する
駆動電圧Ｖ(t)の波形を示し、図７(b)は駆動電流Ｉ(t)
の波形を示し、図７(c)は光出力Ｐ(t)の波形を示してい
る。(Second Embodiment) A driving method according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the second embodiment, a (Al x Ga 1 -x ) y In 1 -y P-based semiconductor light emitting diode (LED) is used as the semiconductor light emitting element, as in the first embodiment. Also, this LED
In order to shorten the rise time, peaking is used at the time of starting current. FIG. 7A shows the waveform of the driving voltage V (t) for driving the LED, and FIG. 7B shows the driving current I (t).
FIG. 7C shows the waveform of the optical output P (t).
【００４９】このように光出力オフ時の最初Ｔ2におい
て、駆動電圧値は発光ダイオードのビルトイン電圧Ｖb
より低い電圧値Ｖ2に設定している。この電圧Ｖ2を第１
実施形態と同様に１.５Ｖ以下に設定し、図７(b)の駆動
電流値Ｉ2をやはり１０μＡ以下に設定している。この
状態では活性層にキャリアは注入していないが、光出力
がオンになる少し前の時間Ｔ3において、一旦ビルトイ
ン電圧Ｖbより少し高い電圧Ｖ3に上げる。このときの電
圧値は、(ＡlxＧa1-x)yＩn1-yＰ系ＬＥＤのビルトイン
電圧１.８〜２.０Ｖより約０.１〜０.２Ｖ高い電圧１.
９〜２.０Ｖに設定される。この状態では、活性層に対
して約１〜３ｍＡの電流が注入されるために活性層内の
非発光準位が充満され、次に発光オン時の立ち上がり時
間を短くするのに有効である。その後、光出力オンにす
る時間Ｔ1において瞬時的に駆動電流にピーキングをか
ける。すなわち、発光オン時の定常状態の駆動電流Ｉ1
に比べ、瞬間的に約３０〜１００％大きくする。具体的
には、駆動電流に対して瞬間的に８０〜１２０ｍＡに、
駆動電圧にして２.２〜３.０Ｖになるようにピーキング
を調整する。その次に、光出力オフ時には再び駆動電圧
値をＶ2、駆動電流値をＩ2まで下げる。[0049] In the first T 2 of the time thus light output OFF, the driving voltage value is built-in voltage Vb of the light-emitting diode
It is set to a lower voltage value V 2. This voltage V 2 is
As in the embodiment, the voltage is set to 1.5 V or less, and the drive current value I 2 in FIG. 7B is also set to 10 μA or less. Although the carrier is not injected into the active layer in this state, in the short time before time T 3 at which the optical output is turned on, once raised to a voltage slightly higher V 3 from the built-in voltage Vb. At this time, the voltage value is about 0.1 to 0.2 V higher than the built-in voltage of 1.8 to 2.0 V of the (Al x Ga 1 -x ) y In 1 -y P LED.
It is set to 9 to 2.0V. In this state, since a current of about 1 to 3 mA is injected into the active layer, the non-light emitting level in the active layer is filled, which is effective in shortening the rise time when light emission is turned on. Then, applying a peaking instantaneously driven current at time T 1 to the light output ON. That is, the steady state drive current I 1 when the light emission is on.
Is increased by about 30 to 100% instantaneously. Specifically, the drive current is instantaneously reduced to 80 to 120 mA,
The peaking is adjusted so that the driving voltage becomes 2.2 to 3.0 V. Next, when the optical output is off, the drive voltage value is reduced to V 2 and the drive current value is reduced to I 2 again.
【００５０】そうすることによって、光出力のオフ時に
残留するキャリアをＬＥＤの活性層の非発光準位を通じ
て再結合させるので、光出力のオフ時の活性層内の残留
キャリアを低減でき、光出力の立ち下がり時間を短縮す
ることができる。したがって、バックシュートのための
逆電圧をかける電源等を用いることなく、光出力の立ち
下がり特性を改善でき、小型化,軽量化および量産化に
適した高速な半導体発光素子の駆動方法を提供すること
ができる。By doing so, the carriers remaining when the light output is off are recombined through the non-emission level of the active layer of the LED, so that the residual carriers in the active layer when the light output is off can be reduced, and the light output can be reduced. Falling time can be shortened. Therefore, it is possible to provide a high-speed driving method of a semiconductor light-emitting element which can improve the falling characteristic of optical output without using a power supply or the like for applying a reverse voltage for backshooting and is suitable for miniaturization, weight reduction and mass production. be able to.
【００５１】また、光出力のオフ時でかつ光出力のオン
開始の前の所定の期間、バイアス電圧をＬＥＤのビルト
イン電圧以上にすることによって、活性層内の非発光準
位にキャリアが充満された状態になって、立ち上がり時
間を短縮できる。したがって、発光の立ち下がり,立ち
上がり特性の両方を改善することができる。Further, by setting the bias voltage to be equal to or higher than the built-in voltage of the LED for a predetermined period before the light output is turned on and before the light output is started to be turned on, the non-light emitting level in the active layer is filled with carriers. And the rise time can be reduced. Therefore, both the fall and rise characteristics of the light emission can be improved.
【００５２】なお、第１実施形態と同様に、駆動電圧と
駆動電流は独立に設定することはできないが、駆動回路
上、電圧制御と電流制御両方の場合が考えられるので、
電圧値,電流値両方について記述しており、電圧値,電流
値のどちらで制御しても同様の効果が得られる。Although the drive voltage and the drive current cannot be set independently as in the first embodiment, both the voltage control and the current control can be considered on the drive circuit.
Both the voltage value and the current value are described, and the same effect can be obtained by controlling either the voltage value or the current value.
【００５３】上記のような駆動条件で(ＡlxＧa1-x)yＩn
1-yＰ系ＬＥＤを駆動したところ、立ち上がり時間ｔrが
４〜５ｎｓ,立ち下がり時間ｔfが７〜９ｎｓであり、従
来オフ時に３ｍＡの電流が流れていた時の立ち上がり時
間ｔrが８〜１０ｎｓ,立ち下がり時間ｔfが１５〜１８
ｎｓに比べて、立ち上がり時間、立ち下がり時間ともに
約２倍速くなり、応答特性としては従来７５Ｍbpsの伝
送速度であったものが、１５０Ｍbpsの伝送速度が可能
になった。Under the above driving conditions, (Al x Ga 1 -x ) y In
When the 1-y P-system LED was driven, the rise time tr was 4 to 5 ns, the fall time tf was 7 to 9 ns, and the rise time tr was 8 to 10 ns when a current of 3 mA was flowing during the conventional off state. Fall time tf is 15-18
Both the rise time and the fall time are about twice as fast as ns, and the response characteristic has been changed from the conventional transmission speed of 75 Mbps to a transmission speed of 150 Mbps.
【００５４】図８はこの第２実施形態による半導体発光
素子の駆動方法を採用した光伝送装置のブロック図を示
している。図８において、１はアノードがグランドに接
続された発光ダイオード、２は上記発光ダイオード１の
カソードが出力端子に接続され、駆動パルス入力信号が
入力された駆動回路、３は上記駆動回路２のバイアス入
力端子に出力端子が接続されたバイアス電圧設定回路、
４は駆動パルス入力信号を分周する分周回路、５は上記
駆動パルス入力信号を反転させて、反転した駆動パルス
入力信号を上記駆動回路２に入力するインバータであ
る。上記バイアス電圧設定回路３には、バイアス電圧Ｖ
1,Ｖ2を設定する半固定抵抗ＶＲ1,ＶＲ2を設けている。
図８に示すように、半導体素子を直接駆動する駆動回路
２に対してバイアス電圧を設定するバイアス電圧設定回
路３が付随するが、発光停止時のバイアス電圧を時間的
に変化させるため、駆動パルス入力信号が分周回路４を
経てバイアス電圧設定回路３に入力される構成になって
いる。この光伝送装置によって、光ファイバ通信用,空
間光伝送用等の光通信モジュールを用いた光伝送が実現
可能である。FIG. 8 is a block diagram of an optical transmission device employing the method for driving a semiconductor light emitting device according to the second embodiment. 8, reference numeral 1 denotes a light emitting diode having an anode connected to the ground, 2 denotes a driving circuit in which the cathode of the light emitting diode 1 is connected to an output terminal, and a driving pulse input signal is input, and 3 denotes a bias of the driving circuit 2. Bias voltage setting circuit with output terminal connected to input terminal,
Reference numeral 4 denotes a frequency dividing circuit for dividing the driving pulse input signal, and reference numeral 5 denotes an inverter for inverting the driving pulse input signal and inputting the inverted driving pulse input signal to the driving circuit 2. The bias voltage setting circuit 3 has a bias voltage V
And a semi-fixed resistor VR 1, VR 2 provided to set 1, V 2.
As shown in FIG. 8, a bias voltage setting circuit 3 for setting a bias voltage is attached to a drive circuit 2 for directly driving a semiconductor element. The configuration is such that an input signal is input to the bias voltage setting circuit 3 via the frequency dividing circuit 4. With this optical transmission device, optical transmission using an optical communication module for optical fiber communication, spatial light transmission, or the like can be realized.
【００５５】上記第１,第２実施形態では、(ＡlxＧ
a1-x)yＩn1-yＰ系ＬＥＤについて説明したが、他のＬＥ
Ｄ(例えばＡlＧaＡs系,ＩnＧaＡsＰ系,ＺnＳe系および
ＧaＩnＮ系の発光ダイオード)についてもこの発明を適
用して同様の効果を得ることができる。また、駆動条件
についても上述の電流値,電圧値に限ったものではな
く、発光ダイオードのビルトイン電圧や活性層の非発光
準位の濃度等の条件に応じて適宜設定することにより、
同様の効果が得られるものである。In the first and second embodiments, (Al x G
a 1-x ) y In 1-y P-type LED has been described, but other LE
The same effect can be obtained by applying the present invention to D (for example, AlGaAs-based, InGaAsP-based, ZnSe-based, and GaInN-based light-emitting diodes). Further, the driving conditions are not limited to the above-described current values and voltage values, but may be appropriately set according to conditions such as the built-in voltage of the light emitting diode and the concentration of the non-light emitting level of the active layer.
A similar effect can be obtained.
【００５６】[0056]
【発明の効果】以上より明らかなように、請求項１の発
明の半導体発光素子の駆動方法によれば、光出力のオフ
時の少なくともオフ開始から所定の期間、バイアス電圧
を半導体発光素子のビルトイン電圧より低くかつ光出力
のオン時の駆動電圧と同極性の電圧に設定することによ
って、光出力のオフ時における半導体発光素子の活性層
に、キャリアを注入しないようにすると共に、残留キャ
リアが活性層内で非発光準位を通じて速く再結合するた
めに、光出力の立ち下がり時間を従来の駆動方法に比べ
２倍以上短縮することができる。この駆動方法によっ
て、従来駆動電圧と逆極性の電源が必要であったバック
シュート等の技法を用いることなしに、半導体発光素子
の高速駆動が可能になる。したがって、小型化,軽量化
および量産化に適した高速な半導体発光素子の駆動方法
を提供できる。As is apparent from the above description, according to the method for driving a semiconductor light emitting device of the first aspect of the present invention, the bias voltage is set to at least the built-in voltage of the semiconductor light emitting device for at least a predetermined period from the start of turning off the light output. By setting the voltage lower than the voltage and having the same polarity as the drive voltage when the light output is on, carriers are not injected into the active layer of the semiconductor light emitting element when the light output is off, and the residual carriers are activated. Due to the fast recombination through the non-light-emitting level in the layer, the fall time of the light output can be reduced more than twice as compared with the conventional driving method. According to this driving method, high-speed driving of the semiconductor light emitting element can be performed without using a technique such as a backshooting or the like that conventionally requires a power supply having a polarity opposite to the driving voltage. Therefore, it is possible to provide a high-speed driving method of a semiconductor light emitting element suitable for miniaturization, weight reduction, and mass production.
【００５７】また、請求項２の発明の半導体発光素子の
駆動方法によれば、請求項１の半導体発光素子の駆動方
法において、光出力のオフ時にバイアス電圧をビルトイ
ン電圧よりも小さくして、光出力の立ち下がり時間を短
縮した後、次の発光開始前にバイアス電圧をビルトイン
電圧よりも大きくすることによって、活性層内の非発光
準位にキャリアが充満された状態になって、立ち上がり
時間を短縮する。したがって、光出力のオフ時にバイア
ス電圧を２段階以上設定可能にすることによって、発光
の立ち下がり,立ち上がり特性を改善できる。According to the method of driving a semiconductor light emitting device of the present invention, the bias voltage is smaller than the built-in voltage when the light output is turned off. After shortening the output fall time, before the next emission starts, the bias voltage is set higher than the built-in voltage, so that the non-emission level in the active layer is filled with carriers, and the rise time is reduced. Shorten. Therefore, by enabling the bias voltage to be set in two or more stages when the light output is turned off, the fall and rise characteristics of light emission can be improved.
【００５８】また、請求項３の発明の半導体発光素子の
駆動方法によれば、光出力のオフ時の少なくともオフ開
始から所定の期間、バイアス電流を再結合電流領域の範
囲内に設定することによって、半導体発光素子の活性層
に、キャリアを注入しないようにすると共に、残留キャ
リアが活性層内で非発光準位を通じて速く再結合するた
めに、光出力の立ち下がり時間を従来の駆動方法に比べ
２倍以上短縮することができる。この駆動方法によっ
て、従来駆動電圧と逆極性の電源が必要であったバック
シュート等の技法を用いることなしに、半導体発光素子
の高速駆動が可能になる。したがって、小型化,軽量化
および量産化に適した高速な半導体発光素子の駆動方法
を提供できる。According to the third aspect of the present invention, the bias current is set within the range of the recombination current region at least for a predetermined period from the start of turning off the light output when the light output is turned off. In order to prevent carriers from being injected into the active layer of the semiconductor light emitting device and to quickly recombine residual carriers in the active layer through a non-emission level, the fall time of the light output is reduced compared to the conventional driving method. It can be reduced by a factor of two or more. According to this driving method, high-speed driving of the semiconductor light emitting element can be performed without using a technique such as a backshooting or the like that conventionally requires a power supply having a polarity opposite to the driving voltage. Therefore, it is possible to provide a high-speed driving method of a semiconductor light emitting element suitable for miniaturization, weight reduction, and mass production.
【００５９】また、請求項４の発明の半導体発光素子の
駆動方法によれば、光出力のオフ時の少なくともオフ開
始から所定の期間、バイアス電流またはバイアス電圧を
半導体発光素子の電流−電圧特性曲線における下側の変
曲点の値よりも小さい値に設定することによって、光出
力のオフ時に残留するキャリアを半導体発光素子の活性
層の非発光準位を通じて再結合するので、活性層内の残
留キャリアを低減でき、光出力の立ち下がり時間を短縮
できる。したがって、従来駆動電圧と逆極性の電源が必
要であったバックシュート等の技法を用いることなし
に、半導体発光素子の高速駆動が可能になり、小型化,
軽量化および量産化に適した高速な半導体発光素子の駆
動方法を提供できる。According to the method for driving a semiconductor light emitting device of the present invention, the bias current or the bias voltage is changed at least for a predetermined period from the start of the light output when the light output is turned off. By setting the value to a value smaller than the value of the lower inflection point in the above, the carriers remaining when the optical output is turned off are recombined through the non-emission level of the active layer of the semiconductor light emitting device, so that the residual Carriers can be reduced, and the fall time of optical output can be shortened. Therefore, high-speed driving of the semiconductor light-emitting device is possible without using a technique such as a backshooting that required a power supply having a polarity opposite to that of the driving voltage in the past.
A high-speed driving method of a semiconductor light-emitting element suitable for weight reduction and mass production can be provided.
【００６０】また、請求項５の発明の半導体発光素子の
駆動方法によれば、光出力のオフ時の少なくともオフ開
始から所定の期間、バイアス電流を１０μＡ以下に抑制
することによって、半導体発光素子の活性層に、キャリ
アを注入しないようにすると共に、残留キャリアが活性
層内で非発光準位を通じて速く再結合するために、光出
力の立ち下がり時間を従来の駆動方法に比べ２倍以上短
縮することができる。したがって、従来駆動電圧と逆極
性の電源が必要であったバックシュート等の技法を用い
ることなしに、半導体発光素子の高速駆動が可能にな
り、小型化,軽量化および量産化に適した高速な半導体
発光素子の駆動方法を提供できる。Further, according to the driving method of the semiconductor light emitting device of the present invention, the bias current is suppressed to 10 μA or less for at least a predetermined period from the start of turning off the optical output, so that the semiconductor light emitting device can be driven. In order to prevent carriers from being injected into the active layer and to allow the residual carriers to quickly recombine through the non-emission level in the active layer, the fall time of the optical output is reduced by more than twice as compared with the conventional driving method. be able to. Therefore, high-speed driving of the semiconductor light-emitting device becomes possible without using a technique such as a backshooting which required a power supply having a polarity opposite to the driving voltage in the past, and a high-speed driving suitable for miniaturization, weight reduction and mass production. A method for driving a semiconductor light emitting element can be provided.
【００６１】また、請求項６の発明の半導体発光素子の
駆動方法によれば、請求項１乃至５のいずれか１つの半
導体発光素子の駆動方法において、光出力のオフ時でか
つ光出力のオン開始の前の所定の期間、バイアス電圧を
半導体発光素子のビルトイン電圧以上にすることによっ
て、活性層内の非発光準位にキャリアが充満された状態
になって、立ち上がり時間を短縮できる。したがって、
発光の立ち下がり,立ち上がり特性の両方を改善でき
る。According to the method for driving a semiconductor light emitting device of the invention of claim 6, in the method for driving a semiconductor light emitting device according to any one of claims 1 to 5, the light output is turned off and the light output is turned on. By setting the bias voltage to be equal to or higher than the built-in voltage of the semiconductor light emitting element for a predetermined period before the start, the non-light emitting level in the active layer is filled with carriers, and the rise time can be reduced. Therefore,
Both the fall and rise characteristics of light emission can be improved.
【００６２】また、請求項７の発明の半導体発光素子の
駆動方法によれば、請求項１乃至５のいずれか１つの半
導体発光素子の駆動方法において、光出力のオフ時でか
つ光出力のオン開始の前の所定の期間、バイアス電流を
半導体発光素子の拡散電流領域の範囲内にすることによ
って、活性層内の非発光準位にキャリアが充満された状
態になって、立ち上がり時間を短縮できる。したがっ
て、発光の立ち下がり,立ち上がり特性の両方を改善で
きる。According to the method for driving a semiconductor light emitting device of the invention of claim 7, in the method for driving a semiconductor light emitting device according to any one of claims 1 to 5, when the light output is off and the light output is on. By setting the bias current within the range of the diffusion current region of the semiconductor light emitting element for a predetermined period before the start, the non-light emitting level in the active layer is filled with carriers, and the rise time can be reduced. . Therefore, both the falling and rising characteristics of the light emission can be improved.
【００６３】また、請求項８の発明の半導体発光素子の
駆動方法によれば、請求項１乃至７のいずれか１つの半
導体発光素子の駆動方法を採用することによって、Ｇay
Ｉn1 -yＰ系または(ＡlxＧa1-x)yＩn1-yＰ系材料を使用
した高速な半導体発光素子を実現できる。[0063] Further, according to the driving method of a semiconductor light-emitting device of the invention of claim 8, by employing the driving method of any one of the semiconductor light emitting device according to claim 1 to 7, Ga y
A high-speed semiconductor light emitting device using an In 1 -y P-based or (Al x Ga 1 -x ) y In 1 -y P-based material can be realized.
【００６４】また、請求項９の発明の半導体発光素子の
駆動方法によれば、請求項１乃至７のいずれか１つの半
導体発光素子の駆動方法を採用することによって、Ａlx
Ｇa1 -xＡs系材料を使用した高速な半導体発光素子を実
現できる。According to the driving method of a semiconductor light emitting device of the ninth aspect of the present invention, by adopting the method of driving a semiconductor light emitting device according to any one of the first to seventh aspects, Al x
A high-speed semiconductor light-emitting device using a Ga 1 -x As-based material can be realized.
【００６５】また、請求項１０の発明の半導体発光素子
の駆動方法によれば、請求項１乃至７のいずれか１つの
半導体発光素子の駆動方法を採用することによって、Ｉ
nxＧa1-xＡsyＰ1-y系材料を使用した高速な半導体発光
素子を実現できる。According to the driving method of the semiconductor light emitting device of the invention of claim 10, the driving method of the semiconductor light emitting device according to any one of claims 1 to 7 is adopted.
n x Ga 1-x As y P 1-y based material can realize a high-speed semiconductor light-emitting device using.
【００６６】また、請求項１１の発明の光伝送装置によ
れば、光ファイバー通信用の半導体発光素子の駆動回路
を有する光伝送装置において、請求項１乃至１０のいず
れか１つの半導体発光素子の駆動方法を採用することに
よって、光ファイバー通信用の高速な光伝送装置を実現
できる。According to an eleventh aspect of the present invention, there is provided an optical transmission device having a driving circuit for a semiconductor light emitting element for optical fiber communication, wherein the driving of the semiconductor light emitting element according to any one of the first to tenth aspects is performed. By adopting the method, a high-speed optical transmission device for optical fiber communication can be realized.
【００６７】また、請求項１２の発明の光伝送装置によ
れば、空間光伝送通信用の半導体発光素子の駆動回路を
有する光伝送装置において、請求項１乃至１０のいずれ
か１つの半導体発光素子の駆動方法を採用することによ
って、空間光伝送通信用の高速な光伝送装置を実現でき
る。According to a twelfth aspect of the present invention, there is provided an optical transmission device having a driving circuit of a semiconductor light emitting device for spatial light transmission communication, wherein the semiconductor light emitting device according to any one of the first to tenth aspects is provided. By employing the driving method described above, a high-speed optical transmission device for spatial optical transmission communication can be realized.
【図１】 図１はこの発明の半導体発光素子の駆動方法
における駆動電流−光出力−駆動電圧図によるバイアス
電圧の設定を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing setting of a bias voltage based on a driving current-optical output-driving voltage diagram in a method for driving a semiconductor light emitting device of the present invention.
【図２】 図２(a)はこの発明による半導体発光素子の
発光状態でのバンド図と注入キャリアの状態を示す図で
あり、図２(b)は発光停止状態でのバンド図と注入キャ
リアの状態を示す図である。2 (a) is a diagram showing a band diagram and a state of injected carriers in a light emitting state of the semiconductor light emitting device according to the present invention, and FIG. 2 (b) is a band diagram and an injected carrier in a light emitting stopped state. It is a figure showing the state of.
【図３】 図３(a)はこの発明による半導体発光素子の
駆動方法における電流−電圧−理想係数図によるバイア
ス電流,バイアス電圧の設定方法の電流,電圧特性を示す
図であり、図３(b)は理想係数−電圧特性を示す図であ
り、図３(c)はバイアス電圧の変調幅を示す。FIG. 3A is a diagram showing current and voltage characteristics of a method of setting a bias current and a bias voltage based on a current-voltage-ideal coefficient diagram in a method of driving a semiconductor light emitting device according to the present invention. FIG. 3B shows the ideal coefficient-voltage characteristic, and FIG. 3C shows the modulation width of the bias voltage.
【図４】 図４はこの発明による半導体発光素子の立ち
下がり時間のバイアス電圧依存性を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing the bias voltage dependence of the fall time of the semiconductor light emitting device according to the present invention.
【図５】 図５は上記半導体発光素子の立ち下がり時間
のバイアス電流依存性を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing the bias current dependence of the fall time of the semiconductor light emitting device.
【図６】 図６(a)はこの発明による第１実施形態によ
る半導体発光素子の駆動方法の駆動電圧波形を示す図で
あり、図６(b)は駆動電流波形を示す図であり、図６(c)
は光出力波形を示す図である。FIG. 6A is a diagram showing a drive voltage waveform in the method for driving the semiconductor light emitting device according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 6B is a diagram showing a drive current waveform. 6 (c)
FIG. 4 is a diagram showing an optical output waveform.
【図７】 図７(a)はこの発明による第２実施形態によ
る半導体発光素子の駆動方法の駆動電圧波形を示す図で
あり、図７(b)は駆動電流波形を示す図であり、図７(c)
は光出力波形を示す図である。FIG. 7A is a diagram showing a drive voltage waveform in a method for driving a semiconductor light emitting device according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 7B is a diagram showing a drive current waveform. 7 (c)
FIG. 4 is a diagram showing an optical output waveform.
【図８】 図８は第２実施形態による半導体発光素子の
駆動方法を用いた光伝送装置のブロック図を示す図であ
る。FIG. 8 is a block diagram showing an optical transmission device using the method for driving a semiconductor light emitting device according to the second embodiment.
【図９】 図９(a)は従来の半導体発光素子の駆動方法
において駆動電圧波形を示す図であり、図９(b)は駆動
電流の時間的変化(波形)を示す図であり、図９(c)は図
９(b)の駆動電流による光出力の時間的変化(波形)を示
す図であり、9A is a diagram showing a drive voltage waveform in a conventional method of driving a semiconductor light emitting device, and FIG. 9B is a diagram showing a temporal change (waveform) of a drive current. 9 (c) is a diagram showing a temporal change (waveform) of the optical output due to the drive current of FIG. 9 (b),
【図１０】 図１０(a)は上記半導体発光素子の駆動方
法におけるピーキングとバックシュートをかけた場合の
駆動電圧波形を示す図であり、図１０(b)は駆動電流波
形を示す図であり、図１０(c)は光出力波形を示す図で
ある。FIG. 10A is a diagram showing a drive voltage waveform when peaking and backshoot are applied in the method for driving a semiconductor light emitting device, and FIG. 10B is a diagram showing a drive current waveform. FIG. 10C is a diagram showing an optical output waveform.
【図１１】 図１１は従来の半導体発光素子の駆動方法
における駆動電流−光出力−駆動電圧図によるバイアス
電圧の設定を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing setting of a bias voltage based on a driving current-optical output-driving voltage diagram in a conventional method of driving a semiconductor light emitting device.
【図１２】 図１２は従来のバックシュートによる半導
体発光素子のバンド図と注入キャリアの状態を示す図で
ある。FIG. 12 is a diagram showing a band diagram of a semiconductor light emitting device using a conventional backshoot and a state of injected carriers.
【図１３】 図１３(a)は従来例による半導体発光素子
の発光状態でのバンド図と注入キャリアの状態を示す図
であり、図１３(b)は発光停止状態でのバンド図と注入
キャリアの状態を示す図である。FIG. 13A is a diagram showing a band diagram and a state of injected carriers in a light emitting state of a semiconductor light emitting device according to a conventional example, and FIG. 13B is a band diagram and a state of injected carriers in a light emitting stopped state. It is a figure showing the state of.
１…発光ダイオード、 ２…駆動回路、 ３…バイアス電圧設定回路、 ４…分周回路、 ５…インバータ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Light emitting diode, 2 ... Drive circuit, 3 ... Bias voltage setting circuit, 4 ... Divider circuit, 5 ... Inverter.
───────────────────────────────────────────────────── 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 (72)発明者 細羽 弘之 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 Ｆターム(参考） 5F041 AA02 BB12 BB34 CA04 CA34 CA35 CA36 CA39 FF14 5K002 AA01 BA14 DA05 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H04B 10/06 (72) Inventor Hiroyuki Hoso 22-22 Nagaikecho, Abeno-ku, Osaka City, Osaka Inside Sharp Corporation F term (reference) 5F041 AA02 BB12 BB34 CA04 CA34 CA35 CA36 CA39 FF14 5K002 AA01 BA14 DA05
Claims (12)
させて光出力のオンオフを繰り返す半導体発光素子の駆
動方法において、 光出力のオフ時の少なくともオフ開始から所定の期間、
バイアス電圧を上記半導体発光素子のビルトイン電圧よ
り低くかつ光出力のオン時の駆動電圧と同極性の電圧に
設定することを特徴とする半導体発光素子の駆動方法。1. A method for driving a semiconductor light emitting device, in which a driving current of a semiconductor light emitting device is modulated at high speed to repeatedly turn on and off an optical output, comprising:
A method of driving a semiconductor light emitting device, wherein a bias voltage is set to a voltage lower than a built-in voltage of the semiconductor light emitting device and to a voltage having the same polarity as a driving voltage when an optical output is turned on.
方法において、 上記光出力のオフ時にバイアス電圧を２段階以上に調節
することを特徴とする半導体発光素子の駆動方法。2. The method for driving a semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein the bias voltage is adjusted in two or more stages when the light output is turned off.
させて光出力のオンオフを繰り返す半導体発光素子の駆
動方法において、 光出力のオフ時の少なくともオフ開始から所定の期間、
バイアス電流を上記半導体発光素子の再結合電流領域内
に設定することを特徴とする半導体発光素子の駆動方
法。3. A method of driving a semiconductor light emitting device, in which a drive current of the semiconductor light emitting device is modulated at a high speed to repeatedly turn on and off an optical output, wherein at least a predetermined period from the start of the off when the optical output is off,
A method for driving a semiconductor light emitting device, wherein a bias current is set in a recombination current region of the semiconductor light emitting device.
させて光出力のオンオフを繰り返す半導体発光素子の駆
動方法において、 光出力のオフ時の少なくともオフ開始から所定の期間、
バイアス電流またはバイアス電圧を上記半導体発光素子
の電流−電圧特性曲線における下側の変曲点の値よりも
小さい値に設定することを特徴とする半導体発光素子の
駆動方法。4. A method of driving a semiconductor light emitting device, in which a driving current of the semiconductor light emitting device is modulated at a high speed to repeatedly turn on and off an optical output, wherein at least a predetermined period from the start of the off when the optical output is off,
A method of driving a semiconductor light emitting device, wherein a bias current or a bias voltage is set to a value smaller than a value of a lower inflection point in a current-voltage characteristic curve of the semiconductor light emitting device.
させて光出力のオンオフを繰り返す半導体発光素子の駆
動方法において、 光出力のオフ時の少なくともオフ開始から所定の期間、
バイアス電流を１０μＡ以下にすることを特徴とする半
導体発光素子の駆動方法。5. A method of driving a semiconductor light emitting device, in which a driving current of the semiconductor light emitting device is modulated at high speed to repeatedly turn on and off an optical output, wherein at least a predetermined period from the start of the off when the optical output is off,
A method for driving a semiconductor light emitting device, wherein a bias current is set to 10 μA or less.
半導体発光素子の駆動方法において、 光出力のオフ時でかつ光出力のオン開始の前の所定の期
間、バイアス電圧を上記半導体発光素子のビルトイン電
圧以上に設定することを特徴とする半導体発光素子の駆
動方法。6. The method for driving a semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein the bias voltage is set to a predetermined value for a predetermined period before the light output is turned off and before the light output is started to be turned on. A method for driving a semiconductor light emitting device, wherein the driving voltage is set to be higher than a built-in voltage of the light emitting device.
半導体発光素子の駆動方法において、 光出力のオフ時でかつ光出力のオン開始前の所定の期
間、バイアス電流を上記半導体発光素子の拡散電流領域
の範囲内に設定することを特徴とする半導体発光素子の
駆動方法。7. The method for driving a semiconductor light-emitting device according to claim 1, wherein the bias current is controlled by the semiconductor light-emitting device during a predetermined period before the light output is turned on and before the light output is turned on. A method for driving a semiconductor light emitting device, wherein the method is set within a diffusion current region of the device.
1-yＰ系材料を使用した半導体発光素子の駆動方法にお
いて、 請求項１乃至７のいずれか１つに記載の半導体発光素子
の駆動方法を採用することを特徴とする半導体発光素子
の駆動方法。8. Ga y In 1-y P system or (Al x Ga 1-x) y In
A method for driving a semiconductor light emitting device using a 1-y P-based material, wherein the method for driving a semiconductor light emitting device according to any one of claims 1 to 7 is adopted. .
発光素子の駆動方法において、 請求項１乃至７のいずれか１つに記載の半導体発光素子
の駆動方法を採用することを特徴とする半導体発光素子
の駆動方法。9. A method for driving a semiconductor light emitting device using an Al x Ga 1-x As-based material, wherein the method for driving a semiconductor light emitting device according to claim 1 is adopted. The method for driving a semiconductor light emitting element described above.
た半導体発光素子の駆動方法において、 請求項１乃至７のいずれか１つに記載の半導体発光素子
の駆動方法を採用することを特徴とする半導体発光素子
の駆動方法。The driving method of claim 10. The semiconductor light emitting device using In x Ga 1-x As y P 1-y based material, a method for driving a semiconductor light emitting device according to any one of claims 1 to 7 A method for driving a semiconductor light emitting element, which is employed.
の駆動回路を有する光伝送装置において、 請求項１乃至１０のいずれか１つに記載の半導体発光素
子の駆動方法を採用したことを特徴とする光伝送装置。11. An optical transmission device having a driving circuit for a semiconductor light emitting element for optical fiber communication, wherein the method for driving a semiconductor light emitting element according to claim 1 is employed. Transmission equipment.
駆動回路を有する光伝送装置において、 請求項１乃至１０のいずれか１つに記載の半導体発光素
子の駆動方法を採用したことを特徴とする光伝送装置。12. An optical transmission device having a driving circuit of a semiconductor light emitting device for spatial light transmission communication, wherein the method for driving a semiconductor light emitting device according to claim 1 is adopted. Optical transmission equipment.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02860499A JP4026970B2 (en) | 1999-02-05 | 1999-02-05 | Light emitting diode driving method and optical transmission device using the same |
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|---|---|---|---|
| JP02860499A JP4026970B2 (en) | 1999-02-05 | 1999-02-05 | Light emitting diode driving method and optical transmission device using the same |
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