JP2002232072A - 半導体レーザ駆動回路 - Google Patents
半導体レーザ駆動回路Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 耐圧マージンが設定され、高周波特性に優れ
た微細化構造の半導体集積回路を使用し、半導体レーザ
の高速駆動可能な半導体レーザ駆動回路の提供。 【解決手段】 半導体レーザＬＤ１のカソードとアース
間に接続された抵抗１０ａによる簡単な構成によって、
非作動状態の半導体レーザＬＤ１には、常時アイドリン
グ電流が流れ、バンドギャップ電圧が設定されており、
トランジスタＴｒ１のコレクタ・エミッタ間に電源電圧
Ｖｃｃが印加されることはなく、トランジスタＴｒ１に
は、バンドギャップ電圧Ｖｂ＝Ｖｃｃ−Ｖｃ分の耐圧マ
ージンが設定される。このために、設定される耐圧マー
ジン分だけ、耐圧条件を緩和して高周波特性に優れた微
細化構造の半導体集積回路を使用することが可能にな
り、半導体レーザＬＤ１に短波長のレーザ光を放射させ
て、例えば光ディスクに対して高密度記録を行うことが
可能になる。
た微細化構造の半導体集積回路を使用し、半導体レーザ
の高速駆動可能な半導体レーザ駆動回路の提供。 【解決手段】 半導体レーザＬＤ１のカソードとアース
間に接続された抵抗１０ａによる簡単な構成によって、
非作動状態の半導体レーザＬＤ１には、常時アイドリン
グ電流が流れ、バンドギャップ電圧が設定されており、
トランジスタＴｒ１のコレクタ・エミッタ間に電源電圧
Ｖｃｃが印加されることはなく、トランジスタＴｒ１に
は、バンドギャップ電圧Ｖｂ＝Ｖｃｃ−Ｖｃ分の耐圧マ
ージンが設定される。このために、設定される耐圧マー
ジン分だけ、耐圧条件を緩和して高周波特性に優れた微
細化構造の半導体集積回路を使用することが可能にな
り、半導体レーザＬＤ１に短波長のレーザ光を放射させ
て、例えば光ディスクに対して高密度記録を行うことが
可能になる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体レーザの駆
動発光を行う半導体レーザ駆動回路に関する。
動発光を行う半導体レーザ駆動回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体レーザは、小型で駆動電流に高速
に応答してレーザ光を発光するために、光ディスク装
置、光通信装置、レーザプリンタなどに広く利用されて
いる。例えば光ディスク装置に利用される場合について
説明すると、書換可能な光ディスクとしては、磁化方向
を符号とする光磁気方式ディスクと、結晶状態と非結晶
状態の反射率を符号とする相変化方式ディスクとがあ
り、現在では光磁気方式ディスクが標準化されている。
この光磁気方式ディスクでは、記録膜として、キューリ
ー温度が低く光磁気カー効果の大きなＴｂＦｅＣｏ系の
材料が使用され、光ディスクへの情報の記録は、強いレ
ーザ光でキューリー温度まで温度が上昇した光ディスク
に、磁界をかけて記録膜を新しい方向に磁化させること
により行い、情報の再生は、弱いレーザ光を光ディスク
に照射して、反射光の方向が記録膜の磁化により回転す
るのを、偏光フィルタで光強度に変換して検出する。こ
の種の光ディスクで大記録容量を実現するためには、記
録密度を高めることが必要であり、この目的でレーザ光
波長の短波長化が検討されている。
に応答してレーザ光を発光するために、光ディスク装
置、光通信装置、レーザプリンタなどに広く利用されて
いる。例えば光ディスク装置に利用される場合について
説明すると、書換可能な光ディスクとしては、磁化方向
を符号とする光磁気方式ディスクと、結晶状態と非結晶
状態の反射率を符号とする相変化方式ディスクとがあ
り、現在では光磁気方式ディスクが標準化されている。
この光磁気方式ディスクでは、記録膜として、キューリ
ー温度が低く光磁気カー効果の大きなＴｂＦｅＣｏ系の
材料が使用され、光ディスクへの情報の記録は、強いレ
ーザ光でキューリー温度まで温度が上昇した光ディスク
に、磁界をかけて記録膜を新しい方向に磁化させること
により行い、情報の再生は、弱いレーザ光を光ディスク
に照射して、反射光の方向が記録膜の磁化により回転す
るのを、偏光フィルタで光強度に変換して検出する。こ
の種の光ディスクで大記録容量を実現するためには、記
録密度を高めることが必要であり、この目的でレーザ光
波長の短波長化が検討されている。
【０００３】一般に、波長λ、ビームウエストにおける
スポットサイズω０のガウスビームのビームウエストか
ら距離ｚにおけるスポットサイズωは次式で表される。
スポットサイズω０のガウスビームのビームウエストか
ら距離ｚにおけるスポットサイズωは次式で表される。
【０００４】 ω＝ω０√（１＋Ａ2） （１） Ａ＝（ｚ・λ）／π・（ω０）2
【０００５】（１）式及び（２）式で明らかなように、
スポットサイズωは光源であるレーザ光の波長に比例す
るので、レーザ光の波長を短くするとスポットサイズω
を絞ることが可能になり、記録ピットサイズとトラック
ピッチ小さくして高密度記録が可能になる。
スポットサイズωは光源であるレーザ光の波長に比例す
るので、レーザ光の波長を短くするとスポットサイズω
を絞ることが可能になり、記録ピットサイズとトラック
ピッチ小さくして高密度記録が可能になる。
【０００６】このように、記録ピットサイズが小さくな
ると、半導体レーザの高速駆動が重要な課題となる。半
導体レーザの代表的なＩ−Ｖ特性を図２を流用して説明
すると、半導体レーザには所定の閾値電流Ｉｔｈが存在
し、半導体レーザには、この閾値電流Ｉｔｈを越える電
流を流さないとレーザ発振は起こらず、レーザ光が放射
されることはない。従って、光ディスクに対する記録、
再生、消去の動作時には、半導体レーザ駆動回路から、
閾値電流Ｉｔｈ以上の電流が、半導体レーザに供給され
ることが必要となる。また、半導体レーザは、閾値電流
Ｉｔｈ以下の微小電流領域では、ダイオード特性を示
し、電流値を０より僅かに増加させて行くと、電圧は急
激に増加し微小なアイドリング電流Ｉｔｈで、バンドギ
ャップ電圧Ｖｂ に達することが知られている。このバ
ンドギャップ電圧Ｖｂは、プランク定数をｈ＝６．６３
・１０-34〔Ｊ・Ｓ〕、真空中の光速度をｃ＝３．００
・１０8〔ｍ／ｓ〕、素電荷をｑ＝１．６０・１０
-19〔Ｃ〕、波長をλとして次式で表される。
ると、半導体レーザの高速駆動が重要な課題となる。半
導体レーザの代表的なＩ−Ｖ特性を図２を流用して説明
すると、半導体レーザには所定の閾値電流Ｉｔｈが存在
し、半導体レーザには、この閾値電流Ｉｔｈを越える電
流を流さないとレーザ発振は起こらず、レーザ光が放射
されることはない。従って、光ディスクに対する記録、
再生、消去の動作時には、半導体レーザ駆動回路から、
閾値電流Ｉｔｈ以上の電流が、半導体レーザに供給され
ることが必要となる。また、半導体レーザは、閾値電流
Ｉｔｈ以下の微小電流領域では、ダイオード特性を示
し、電流値を０より僅かに増加させて行くと、電圧は急
激に増加し微小なアイドリング電流Ｉｔｈで、バンドギ
ャップ電圧Ｖｂ に達することが知られている。このバ
ンドギャップ電圧Ｖｂは、プランク定数をｈ＝６．６３
・１０-34〔Ｊ・Ｓ〕、真空中の光速度をｃ＝３．００
・１０8〔ｍ／ｓ〕、素電荷をｑ＝１．６０・１０
-19〔Ｃ〕、波長をλとして次式で表される。
【０００７】 Ｖｂ＝ｈ・ｃ／（ｑ・λ） （２）
【０００８】（３）式から明らかなように、バンドギャ
ップ電圧Ｖｂは波長λに反比例することになり、半導体
レーザの短波長化に伴って、半導体レーザのバンドギャ
ップ電圧Ｖｂが上昇し、発光駆動時の半導体レーザの電
圧も上昇することになる。このために、半導体レーザの
短波長化によって、半導体レーザ駆動回路の電源電圧も
上昇させることが必要になる。
ップ電圧Ｖｂは波長λに反比例することになり、半導体
レーザの短波長化に伴って、半導体レーザのバンドギャ
ップ電圧Ｖｂが上昇し、発光駆動時の半導体レーザの電
圧も上昇することになる。このために、半導体レーザの
短波長化によって、半導体レーザ駆動回路の電源電圧も
上昇させることが必要になる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】前述した半導体レーザ
駆動回路には、一般に半導体集積回路が使用されている
が、半導体レーザ駆動回路に使用される半導体素子は、
精密デザインにより微細化構造にすると高周波特性が向
上するが、反面で耐圧性が低下してしまい、高周波特性
と耐圧性とは背反する条件となる。このために、半導体
レーザの短波長化に伴って、半導体レーザ駆動回路の電
源電圧を上昇させるために、高耐圧プロセスの半導体集
積回路からなる半導体レーザ駆動回路を使用すると、立
ち上がり時間が長くなり、立ち上がり時間の短い微細化
構造の半導体集積回路からなる半導体レーザ駆動回路を
使用すると耐圧性に問題が生じる。
駆動回路には、一般に半導体集積回路が使用されている
が、半導体レーザ駆動回路に使用される半導体素子は、
精密デザインにより微細化構造にすると高周波特性が向
上するが、反面で耐圧性が低下してしまい、高周波特性
と耐圧性とは背反する条件となる。このために、半導体
レーザの短波長化に伴って、半導体レーザ駆動回路の電
源電圧を上昇させるために、高耐圧プロセスの半導体集
積回路からなる半導体レーザ駆動回路を使用すると、立
ち上がり時間が長くなり、立ち上がり時間の短い微細化
構造の半導体集積回路からなる半導体レーザ駆動回路を
使用すると耐圧性に問題が生じる。
【００１０】本発明は、使用するレーザ光波長の短波長
化に対応する前述したような半導体レーザ駆動回路の動
作の現状に基づきなされたものであり、その目的は、耐
圧マージンが設定され、高周波特性に優れた微細化構造
の半導体集積回路を使用することにより、半導体レーザ
の高速駆動が可能な半導体レーザ駆動回路を提供するこ
とにある。
化に対応する前述したような半導体レーザ駆動回路の動
作の現状に基づきなされたものであり、その目的は、耐
圧マージンが設定され、高周波特性に優れた微細化構造
の半導体集積回路を使用することにより、半導体レーザ
の高速駆動が可能な半導体レーザ駆動回路を提供するこ
とにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明は、電流駆動手段によって半導
体レーザを駆動することにより、該半導体レーザに発光
電流を流して発光動作を行わせる半導体レーザ駆動回路
において、前記電流駆動手段の非作動時に、前記半導体
レーザにアイドリング電流を流すことにより、該半導体
レーザに常時バンドギャップ電圧を設定するアイドリン
グ電流供給手段を有することを特徴とするものである。
に、請求項１記載の発明は、電流駆動手段によって半導
体レーザを駆動することにより、該半導体レーザに発光
電流を流して発光動作を行わせる半導体レーザ駆動回路
において、前記電流駆動手段の非作動時に、前記半導体
レーザにアイドリング電流を流すことにより、該半導体
レーザに常時バンドギャップ電圧を設定するアイドリン
グ電流供給手段を有することを特徴とするものである。
【００１２】このような手段によると、電流駆動手段に
よって半導体レーザが駆動され、半導体レーザに発光電
流が流され発光動作が行われるが、電流駆動手段の非作
動時には、アイドリング電流供給手段によって、半導体
レーザにアイドリング電流が流され、半導体レーザに
は、常時バンドギャップ電圧が設定されているので、電
流駆動手段は、バンドギャップ電圧から発光領域電圧ま
での微偏差電圧に基づき、半導体レーザを迅速に駆動し
て、半導体レーザに適確な発光電流が流され所定レベル
の発光が行われる。
よって半導体レーザが駆動され、半導体レーザに発光電
流が流され発光動作が行われるが、電流駆動手段の非作
動時には、アイドリング電流供給手段によって、半導体
レーザにアイドリング電流が流され、半導体レーザに
は、常時バンドギャップ電圧が設定されているので、電
流駆動手段は、バンドギャップ電圧から発光領域電圧ま
での微偏差電圧に基づき、半導体レーザを迅速に駆動し
て、半導体レーザに適確な発光電流が流され所定レベル
の発光が行われる。
【００１３】同様に前記目的を達成するために、請求項
２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記ア
イドリング電流供給手段が抵抗回路で構成され、該抵抗
回路によって、前記電流駆動手段に耐圧マージンが設定
されることを特徴とするものである。
２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記ア
イドリング電流供給手段が抵抗回路で構成され、該抵抗
回路によって、前記電流駆動手段に耐圧マージンが設定
されることを特徴とするものである。
【００１４】このような手段によると、請求項１記載の
発明で得られる効果に加えて、アイドリング電流供給手
段が簡単な抵抗回路で構成され、この抵抗回路によっ
て、電流駆動手段に耐圧マージンが設定され、耐圧条件
が緩和されるので、高周波動作特性に優れた電流駆動手
段を使用することにより、半導体レーザから短波長のレ
ーザ光が安定に発光され、例えば光ディスクに対して高
密度記録が行われる。
発明で得られる効果に加えて、アイドリング電流供給手
段が簡単な抵抗回路で構成され、この抵抗回路によっ
て、電流駆動手段に耐圧マージンが設定され、耐圧条件
が緩和されるので、高周波動作特性に優れた電流駆動手
段を使用することにより、半導体レーザから短波長のレ
ーザ光が安定に発光され、例えば光ディスクに対して高
密度記録が行われる。
【００１５】
【発明の実施の形態】［第１の実施の形態］本発明の第
１の実施の形態を、図１及び図２を参照して説明する。
図１本実施の形態の要部の構成を示す回路図、図２は本
実施の形態の動作特性を示す動作特性図である。
１の実施の形態を、図１及び図２を参照して説明する。
図１本実施の形態の要部の構成を示す回路図、図２は本
実施の形態の動作特性を示す動作特性図である。
【００１６】本実施の形態では、図１に示すように、レ
ーザ光を発光する半導体レーザＬＤ１のアノードに電源
電圧Ｖｃｃ端子が接続され、半導体レーザＬＤ１のカソ
ードとアース間に、抵抗値Ｒ１の抵抗１０ａが接続され
ており、半導体レーザＬＤ１と抵抗１０ａの接続点に、
半導体レーザＬＤ１を駆動することにより、半導体レー
ザＬＤ１に発光電流を流すトランジスタＴｒ１のコレク
タが接続されている。また、トランジスタＴｒ１のエミ
ッタはアースされ、トランジスタＴｒ１のベースに、制
御電圧Ｅｂｅが入力されるように構成されている。そし
て、抵抗１０ａの抵抗値Ｒ１は、制御電圧Ｅｂｅ＝０の
状態で、半導体レーザＬＤ１に、図２に示すバンドギャ
ツプ電圧Ｖｂを設定するために、ほぼ１ｍＡの電流が流
れるように数ＫΩに選択されている。
ーザ光を発光する半導体レーザＬＤ１のアノードに電源
電圧Ｖｃｃ端子が接続され、半導体レーザＬＤ１のカソ
ードとアース間に、抵抗値Ｒ１の抵抗１０ａが接続され
ており、半導体レーザＬＤ１と抵抗１０ａの接続点に、
半導体レーザＬＤ１を駆動することにより、半導体レー
ザＬＤ１に発光電流を流すトランジスタＴｒ１のコレク
タが接続されている。また、トランジスタＴｒ１のエミ
ッタはアースされ、トランジスタＴｒ１のベースに、制
御電圧Ｅｂｅが入力されるように構成されている。そし
て、抵抗１０ａの抵抗値Ｒ１は、制御電圧Ｅｂｅ＝０の
状態で、半導体レーザＬＤ１に、図２に示すバンドギャ
ツプ電圧Ｖｂを設定するために、ほぼ１ｍＡの電流が流
れるように数ＫΩに選択されている。
【００１７】このような構成の本実施の形態の動作を説
明する。本実施の形態では、Ｅｂｅ＝０の非作動状態で
は、抵抗１０ａにほぼ１ｍＡのアイドリング電流Ｉｉが
流れており、このアイドリング電流Ｉｉによって、半導
体レーザＬＤ１と抵抗１０ａの接続点の電圧はＶｃ＝Ｒ
１・Ｉｉとなり、半導体レーザＬＤ１のアノードには電
源電圧Ｖｃｃが、カソードには電圧Ｖｃが印加され、半
導体レーザＬＤ１にはバンドギャップ電圧Ｖｂが設定さ
れている。このように、本実施の形態では、非作動状態
でトランジスタＴｒ１のコレクタ・エミッタ間に電源Ｖ
ｃｃが印加されることはなく、Ｖｃｃ−ＶｃとＶｃｃよ
りも低い電圧が印加されている。ここで、通常の再生動
作時、記録動作時及び消去動作時の半導体レーザＬＤ１
の抵抗値は、数Ω程度であるために、抵抗Ｒ１に流れる
アイドリング電流Ｉｉは、図２の発光領域Ｄで流れる発
光電流には殆ど影響を及ぼさない。
明する。本実施の形態では、Ｅｂｅ＝０の非作動状態で
は、抵抗１０ａにほぼ１ｍＡのアイドリング電流Ｉｉが
流れており、このアイドリング電流Ｉｉによって、半導
体レーザＬＤ１と抵抗１０ａの接続点の電圧はＶｃ＝Ｒ
１・Ｉｉとなり、半導体レーザＬＤ１のアノードには電
源電圧Ｖｃｃが、カソードには電圧Ｖｃが印加され、半
導体レーザＬＤ１にはバンドギャップ電圧Ｖｂが設定さ
れている。このように、本実施の形態では、非作動状態
でトランジスタＴｒ１のコレクタ・エミッタ間に電源Ｖ
ｃｃが印加されることはなく、Ｖｃｃ−ＶｃとＶｃｃよ
りも低い電圧が印加されている。ここで、通常の再生動
作時、記録動作時及び消去動作時の半導体レーザＬＤ１
の抵抗値は、数Ω程度であるために、抵抗Ｒ１に流れる
アイドリング電流Ｉｉは、図２の発光領域Ｄで流れる発
光電流には殆ど影響を及ぼさない。
【００１８】本実施の形態においては、前述のように、
非作動状態ではトランジスタＴｒ１のコレクタ・エミッ
タ間には、電圧（Ｖｃｃ−Ｖｃ）が印加されているが、
作動状態では、トランジスタＴｒ１のベース・エミッタ
間に制御電圧Ｅｂｅを印加して、ベース・エミッタ間に
順方向電流Ｉｂを流すことにより、コレクタ・エミッタ
間にコレクタ電流Ｉｃが流れ、コレクタ電流によって半
導体レーザＬＤ１が駆動され、半導体レーザＬＤ１に
は、発光領域に対応する発光電流が流れて、半導体レー
ザＬＤ１からレーザ光が発光される。このために、例え
ば光ディスクに対して、記録動作、再生動作及び消去動
作を行わせる場合には、制御電圧Ｅｂｅの信号レベルを
制御することにより、半導体レーザＬＤ１からのレーザ
光の出力レベルを変化させて、それぞれの動作に対応す
る出力レベルのレーザ光により対応する動作が行われ
る。
非作動状態ではトランジスタＴｒ１のコレクタ・エミッ
タ間には、電圧（Ｖｃｃ−Ｖｃ）が印加されているが、
作動状態では、トランジスタＴｒ１のベース・エミッタ
間に制御電圧Ｅｂｅを印加して、ベース・エミッタ間に
順方向電流Ｉｂを流すことにより、コレクタ・エミッタ
間にコレクタ電流Ｉｃが流れ、コレクタ電流によって半
導体レーザＬＤ１が駆動され、半導体レーザＬＤ１に
は、発光領域に対応する発光電流が流れて、半導体レー
ザＬＤ１からレーザ光が発光される。このために、例え
ば光ディスクに対して、記録動作、再生動作及び消去動
作を行わせる場合には、制御電圧Ｅｂｅの信号レベルを
制御することにより、半導体レーザＬＤ１からのレーザ
光の出力レベルを変化させて、それぞれの動作に対応す
る出力レベルのレーザ光により対応する動作が行われ
る。
【００１９】このように、本実施の形態では、半導体レ
ーザＬＤ１のカソードとアース間に接続された抵抗１０
ａによる簡単な構成によって、非作動状態の半導体レー
ザＬＤ１には、常時バンドギャップ電圧Ｖｂが設定され
ており、トランジスタＴｒ１のコレクタ・エミッタ間に
電源電圧Ｖｃｃよりも小さい電圧（Ｖｃｃ−Ｖｃ）が印
加され、トランジスタＴｒ１には、バンドギャップ電圧
Ｖｂ＝Ｖｃｃ−Ｖｃ分の耐圧マージンが設定される。こ
のために、設定される耐圧マージン分だけ、耐圧条件を
緩和して高周波特性に優れた微細化構造の半導体集積回
路を使用することが可能になり、半導体レーザＬＤ１に
短波長のレーザ光を放射させて、例えば光ディスクに対
して高密度記録を行うことが可能になる。
ーザＬＤ１のカソードとアース間に接続された抵抗１０
ａによる簡単な構成によって、非作動状態の半導体レー
ザＬＤ１には、常時バンドギャップ電圧Ｖｂが設定され
ており、トランジスタＴｒ１のコレクタ・エミッタ間に
電源電圧Ｖｃｃよりも小さい電圧（Ｖｃｃ−Ｖｃ）が印
加され、トランジスタＴｒ１には、バンドギャップ電圧
Ｖｂ＝Ｖｃｃ−Ｖｃ分の耐圧マージンが設定される。こ
のために、設定される耐圧マージン分だけ、耐圧条件を
緩和して高周波特性に優れた微細化構造の半導体集積回
路を使用することが可能になり、半導体レーザＬＤ１に
短波長のレーザ光を放射させて、例えば光ディスクに対
して高密度記録を行うことが可能になる。
【００２０】［第２の実施の形態］本発明の第２の実施
の形態を、図３を参照して説明する。図３は本実施の形
態の要部の構成を示す回路図である。
の形態を、図３を参照して説明する。図３は本実施の形
態の要部の構成を示す回路図である。
【００２１】本実施の形態では、図３に示すように、レ
ーザ光を発光する半導体レーザＬＤ２のアノードと電源
電圧Ｖｃｃ端子との間に、抵抗値Ｒ２の抵抗１０ｂが接
続され、半導体レーザＬＤ２のカソードはアースされ、
半導体レーザＬＤ２を駆動することにより、半導体レー
ザＬＤ２に発光電流を流すトランジスタＴｒ２のエミッ
タに電源電圧Ｖｃｃ端子が接続されている。さらに、ト
ランジスタＴｒ２のコレクタが、半導体レーザＬＤ２と
抵抗１０ｂの接続点に接続され、トランジスタＴｒ２の
ベースに、制御電圧Ｅｂｅが入力されるように構成され
ている。そして、抵抗１０ｂの抵抗値Ｒ２は、制御電圧
Ｅｂｅ＝０の状態で、半導体レーザＬＤ２にバンドギャ
ツプ電圧Ｖｂを設定するために、抵抗１０ｂにはほぼ１
ｍＡの電流が流れるようにその抵抗値は数ＫΩに選択さ
れている。
ーザ光を発光する半導体レーザＬＤ２のアノードと電源
電圧Ｖｃｃ端子との間に、抵抗値Ｒ２の抵抗１０ｂが接
続され、半導体レーザＬＤ２のカソードはアースされ、
半導体レーザＬＤ２を駆動することにより、半導体レー
ザＬＤ２に発光電流を流すトランジスタＴｒ２のエミッ
タに電源電圧Ｖｃｃ端子が接続されている。さらに、ト
ランジスタＴｒ２のコレクタが、半導体レーザＬＤ２と
抵抗１０ｂの接続点に接続され、トランジスタＴｒ２の
ベースに、制御電圧Ｅｂｅが入力されるように構成され
ている。そして、抵抗１０ｂの抵抗値Ｒ２は、制御電圧
Ｅｂｅ＝０の状態で、半導体レーザＬＤ２にバンドギャ
ツプ電圧Ｖｂを設定するために、抵抗１０ｂにはほぼ１
ｍＡの電流が流れるようにその抵抗値は数ＫΩに選択さ
れている。
【００２２】このような構成の本実施の形態の動作を説
明する。本実施の形態では、Ｅｂｅ＝０の非作動状態
で、抵抗１０ｂにほぼ１ｍＡのアイドリング電流Ｉｉが
流れており、このアイドリング電流Ｉｉによって、半導
体レーザＬＤ２と抵抗１０ｂの接続点の電圧はＶｃ＝Ｖ
ｃｃ−Ｒ２・Ｉｉとなり、半導体レーザＬＤ２のアノー
ドとカソード間には電圧Ｖｃが印加され、半導体レーザ
ＬＤ２にはバンドギャップ電圧Ｖｂが設定されている。
この場合、通常の再生動作時、記録動作時及び消去動作
時の半導体レーザＬＤ２の抵抗値は、数Ω程度であるた
めに、抵抗１０ｂに流れるアイドリング電流Ｉｉは、図
２に示す半導体レーザＬＤ２の発光領域Ｄで流れる発光
電流には殆ど影響を及ぼさない。このようにして、本実
施の形態においては、Ｅｂｅ＝０の非作動状態で、トラ
ンジスタスタＴｒ２のコレクタ・エミッタ間には、Ｖｃ
ｃ−ＶｃとＶｃｃよりも低い電圧が印加されている。
明する。本実施の形態では、Ｅｂｅ＝０の非作動状態
で、抵抗１０ｂにほぼ１ｍＡのアイドリング電流Ｉｉが
流れており、このアイドリング電流Ｉｉによって、半導
体レーザＬＤ２と抵抗１０ｂの接続点の電圧はＶｃ＝Ｖ
ｃｃ−Ｒ２・Ｉｉとなり、半導体レーザＬＤ２のアノー
ドとカソード間には電圧Ｖｃが印加され、半導体レーザ
ＬＤ２にはバンドギャップ電圧Ｖｂが設定されている。
この場合、通常の再生動作時、記録動作時及び消去動作
時の半導体レーザＬＤ２の抵抗値は、数Ω程度であるた
めに、抵抗１０ｂに流れるアイドリング電流Ｉｉは、図
２に示す半導体レーザＬＤ２の発光領域Ｄで流れる発光
電流には殆ど影響を及ぼさない。このようにして、本実
施の形態においては、Ｅｂｅ＝０の非作動状態で、トラ
ンジスタスタＴｒ２のコレクタ・エミッタ間には、Ｖｃ
ｃ−ＶｃとＶｃｃよりも低い電圧が印加されている。
【００２３】本実施の形態においては、前述のように、
非作動状態ではトランジスタＴｒ２のコレクタ・エミッ
タ間には、電圧（Ｖｃｃ−Ｒ２・Ｉｉ）が印加されてい
るが、作動状態においては、トランジスタＴｒ２のベー
ス・エミッタ間に制御電圧Ｅｂｅを印加して、エミッタ
・コレクタ間に逆方向電流Ｉｂが流されることにより、
エミッタ・コレクタ間にコレクタ電流Ｉｃが流れる。こ
のコレクタ電流Ｉｃによって、半導体レーザＬＤ２が駆
動され、半導体レーザＬＤ２には、発光領域に対応する
発光電流が流れて、半導体レーザＬＤ２からレーザ光が
発光される。従って、例えば光ディスクに対して、記録
動作、再生動作及び消去動作を行わせる場合には、制御
電圧Ｅｂｅの信号レベルを制御することにより、半導体
レーザＬＤ２からのレーザ光の出力レベルを変化させ
て、それぞれの動作に対応する出力レベルのレーザ光に
より対応する動作が行われる。
非作動状態ではトランジスタＴｒ２のコレクタ・エミッ
タ間には、電圧（Ｖｃｃ−Ｒ２・Ｉｉ）が印加されてい
るが、作動状態においては、トランジスタＴｒ２のベー
ス・エミッタ間に制御電圧Ｅｂｅを印加して、エミッタ
・コレクタ間に逆方向電流Ｉｂが流されることにより、
エミッタ・コレクタ間にコレクタ電流Ｉｃが流れる。こ
のコレクタ電流Ｉｃによって、半導体レーザＬＤ２が駆
動され、半導体レーザＬＤ２には、発光領域に対応する
発光電流が流れて、半導体レーザＬＤ２からレーザ光が
発光される。従って、例えば光ディスクに対して、記録
動作、再生動作及び消去動作を行わせる場合には、制御
電圧Ｅｂｅの信号レベルを制御することにより、半導体
レーザＬＤ２からのレーザ光の出力レベルを変化させ
て、それぞれの動作に対応する出力レベルのレーザ光に
より対応する動作が行われる。
【００２４】このように、本実施の形態では、半導体レ
ーザＬＤ２のアノードと電源電圧Ｖｃｃ端子間に接続さ
れた抵抗１０ｂによる簡単な構成によって、非作動状態
の半導体レーザＬＤ２には、常時バンドギャップ電圧Ｖ
ｂが設定されており、トランジスタＴｒ２のコレクタ・
エミッタ間には、電源電圧Ｖｃｃより低い電圧（Ｖｃｃ
−Ｖｃ）が印加され、トランジスタＴｒ２には、バンド
ギャップ電圧Ｖｂ＝Ｖｃｃ−Ｖｃ分の耐圧マージンが設
定される。このために、バンドギャップ電圧Ｖｂ分だけ
耐圧条件を緩和して、高周波特性に優れた微細化構造の
半導体集積回路を使用することが可能になり、半導体レ
ーザＬＤ２により短波長のレーザ光を放射させて、例え
ば光ディスクに対して高密度記録を行うことが可能にな
る。
ーザＬＤ２のアノードと電源電圧Ｖｃｃ端子間に接続さ
れた抵抗１０ｂによる簡単な構成によって、非作動状態
の半導体レーザＬＤ２には、常時バンドギャップ電圧Ｖ
ｂが設定されており、トランジスタＴｒ２のコレクタ・
エミッタ間には、電源電圧Ｖｃｃより低い電圧（Ｖｃｃ
−Ｖｃ）が印加され、トランジスタＴｒ２には、バンド
ギャップ電圧Ｖｂ＝Ｖｃｃ−Ｖｃ分の耐圧マージンが設
定される。このために、バンドギャップ電圧Ｖｂ分だけ
耐圧条件を緩和して、高周波特性に優れた微細化構造の
半導体集積回路を使用することが可能になり、半導体レ
ーザＬＤ２により短波長のレーザ光を放射させて、例え
ば光ディスクに対して高密度記録を行うことが可能にな
る。
【００２５】［第３の実施の形態］本発明の第３の実施
の形態を、図４を参照して説明する。図４は本実施の形
態の要部の構成を示す回路図である。
の形態を、図４を参照して説明する。図４は本実施の形
態の要部の構成を示す回路図である。
【００２６】本実施の形態では、図４に示すように、レ
ーザ光を発光する半導体レーザＬＤ３のカソードがアー
スされ、半導体レーザＬＤ３のアノードと電源電圧Ｖｃ
ｃ端子間に、抵抗値Ｒ３の抵抗１０ｃが接続され、半導
体レーザＬＤ３のアノードとアース間に、抵抗値Ｒ４の
抵抗１０ｄが接続されている。また、半導体レーザＬＤ
３を駆動することにより、半導体レーザＬＤ３に発光電
流を流すトランジスタＴｒ３のエミッタに電源電圧Ｖｃ
ｃ端子が接続され、トランジスタＴｒ３のエミッタとコ
レクタ間に抵抗１０ｃが接続され、トランジスタＴｒ３
のコレクタが、半導体レーザＬＤ３のアノードに接続さ
れ、トランジスタＴｒ３のベースに制御信号Ｅｂｅが入
力されるように構成されている。そして、抵抗１０ｃの
抵抗値Ｒ３と抵抗１０ｄの抵抗値Ｒ４とは、制御信号Ｅ
ｂｅ＝０の状態で、半導体レーザＬＤ３にバンドギャツ
プ電圧Ｖｂを設定するために以下に示すように抵抗値が
選択されている。
ーザ光を発光する半導体レーザＬＤ３のカソードがアー
スされ、半導体レーザＬＤ３のアノードと電源電圧Ｖｃ
ｃ端子間に、抵抗値Ｒ３の抵抗１０ｃが接続され、半導
体レーザＬＤ３のアノードとアース間に、抵抗値Ｒ４の
抵抗１０ｄが接続されている。また、半導体レーザＬＤ
３を駆動することにより、半導体レーザＬＤ３に発光電
流を流すトランジスタＴｒ３のエミッタに電源電圧Ｖｃ
ｃ端子が接続され、トランジスタＴｒ３のエミッタとコ
レクタ間に抵抗１０ｃが接続され、トランジスタＴｒ３
のコレクタが、半導体レーザＬＤ３のアノードに接続さ
れ、トランジスタＴｒ３のベースに制御信号Ｅｂｅが入
力されるように構成されている。そして、抵抗１０ｃの
抵抗値Ｒ３と抵抗１０ｄの抵抗値Ｒ４とは、制御信号Ｅ
ｂｅ＝０の状態で、半導体レーザＬＤ３にバンドギャツ
プ電圧Ｖｂを設定するために以下に示すように抵抗値が
選択されている。
【００２７】図４において、制御信号Ｅｂｅ＝０でトラ
ンジスタＴｒ３が非作動状態の場合に、抵抗１０ｃ、１
０ｄに流れる電流をそれぞれＩ１、Ｉ２、半導体レーザ
ＬＤ３に流れるアイドリング電流をＩｉとし、半導体レ
ーザＬＤ３の抵抗値をＲＬとすると、キルヒホッフの法
則により次式が成立する。
ンジスタＴｒ３が非作動状態の場合に、抵抗１０ｃ、１
０ｄに流れる電流をそれぞれＩ１、Ｉ２、半導体レーザ
ＬＤ３に流れるアイドリング電流をＩｉとし、半導体レ
ーザＬＤ３の抵抗値をＲＬとすると、キルヒホッフの法
則により次式が成立する。
【００２８】 Ｉ１＝Ｉ２＋Ｉｉ （３） Ｉ１・Ｒ３＋Ｉ２・Ｒ４＝Ｖｃｃ （４） Ｉｉ・ＲＬ＝Ｉ２・Ｒ４ （５）
【００２９】この場合、半導体レーザＬＤ３のアノード
に生じる電圧Ｖａを、（３）式ないし（５）式から求め
ると、Ｍ＝Ｒ３（１／ＲＬ＋１／Ｒ４） として次式が
得られる。
に生じる電圧Ｖａを、（３）式ないし（５）式から求め
ると、Ｍ＝Ｒ３（１／ＲＬ＋１／Ｒ４） として次式が
得られる。
【００３０】 Ｖａ＝Ｖｃｃ−Ｉ１Ｒ３ ＝Ｖｃｃ／（１＋Ｍ） （６）
【００３１】本実施の形態においては、（４）式で与え
られる電圧Ｖａがバンドギャップ電圧Ｖｂになるよう
に、電源電圧Ｖｃｃ及び抵抗値Ｒ３、Ｒ４ が選択され
る。
られる電圧Ｖａがバンドギャップ電圧Ｖｂになるよう
に、電源電圧Ｖｃｃ及び抵抗値Ｒ３、Ｒ４ が選択され
る。
【００３２】このような構成の本実施の形態の動作を説
明する。本実施の形態においては、前述のように、非作
動状態ではトランジスタＴｒ３のコレクタ・エミッタ間
には、電圧Ｖｉ＝Ｖｃｃ−Ｖｂが印加されているが、作
動状態では、トランジスタＴｒ３のベース・エミッタ間
に制御電圧Ｅｂｅを印加して、エミッタ・コレクタ間に
逆方向電流Ｉｂが流されることにより、エミッタ・コレ
クタ間にコレクタ電流Ｉｃが流れる。このコレクタ電流
Ｉｃによって、半導体レーザＬＤ３が駆動され、半導体
レーザＬＤ３には、発光領域に対応する発光電流が流れ
て、半導体レーザＬＤ３からレーザ光が発光される。従
って、例えば光ディスクに対して、記録動作、再生動作
及び消去動作を行わせる場合には、制御電圧Ｅｂｅの信
号レベルを制御することにより、半導体レーザＬＤ３か
らのレーザ光の出力レベルを変化させて、それぞれの動
作に対応する出力レベルのレーザ光により対応する動作
が行われる。
明する。本実施の形態においては、前述のように、非作
動状態ではトランジスタＴｒ３のコレクタ・エミッタ間
には、電圧Ｖｉ＝Ｖｃｃ−Ｖｂが印加されているが、作
動状態では、トランジスタＴｒ３のベース・エミッタ間
に制御電圧Ｅｂｅを印加して、エミッタ・コレクタ間に
逆方向電流Ｉｂが流されることにより、エミッタ・コレ
クタ間にコレクタ電流Ｉｃが流れる。このコレクタ電流
Ｉｃによって、半導体レーザＬＤ３が駆動され、半導体
レーザＬＤ３には、発光領域に対応する発光電流が流れ
て、半導体レーザＬＤ３からレーザ光が発光される。従
って、例えば光ディスクに対して、記録動作、再生動作
及び消去動作を行わせる場合には、制御電圧Ｅｂｅの信
号レベルを制御することにより、半導体レーザＬＤ３か
らのレーザ光の出力レベルを変化させて、それぞれの動
作に対応する出力レベルのレーザ光により対応する動作
が行われる。
【００３３】このように、本実施の形態では、半導体レ
ーザＬＤ３のアノードと電源電圧Ｖｃｃ端子間に接続さ
れた抵抗１０ｃと、半導体レーザＬＤ３のアノードとア
ース間に接続された抵抗１０ｄとからなる簡単な抵抗回
路によって、非作動状態の半導体レーザＬＤ３には、常
時バンドギャップ電圧Ｖｂが設定されており、トランジ
スタＴｒ３のコレクタ・エミッタ間には、電源電圧Ｖｃ
ｃより低い電圧（Ｖｃｃ−Ｖｂ）が印加されるので、ト
ランジスタＴｒ３には、バンドギャップ電圧Ｖｂ分の耐
圧マージンが設定される。このために、バンドギャップ
電圧Ｖｂ分だけ耐圧条件を緩和して、高周波特性に優れ
た微細化構造の半導体集積回路を使用することが可能に
なり、半導体レーザＬＤ３に、より短波長のレーザ光を
放射させて、例えば光ディスクに対して高密度記録を行
うことが可能になる。
ーザＬＤ３のアノードと電源電圧Ｖｃｃ端子間に接続さ
れた抵抗１０ｃと、半導体レーザＬＤ３のアノードとア
ース間に接続された抵抗１０ｄとからなる簡単な抵抗回
路によって、非作動状態の半導体レーザＬＤ３には、常
時バンドギャップ電圧Ｖｂが設定されており、トランジ
スタＴｒ３のコレクタ・エミッタ間には、電源電圧Ｖｃ
ｃより低い電圧（Ｖｃｃ−Ｖｂ）が印加されるので、ト
ランジスタＴｒ３には、バンドギャップ電圧Ｖｂ分の耐
圧マージンが設定される。このために、バンドギャップ
電圧Ｖｂ分だけ耐圧条件を緩和して、高周波特性に優れ
た微細化構造の半導体集積回路を使用することが可能に
なり、半導体レーザＬＤ３に、より短波長のレーザ光を
放射させて、例えば光ディスクに対して高密度記録を行
うことが可能になる。
【００３４】
【発明の効果】請求項１記載の発明によると、電流駆動
手段によって半導体レーザを駆動することにより、半導
体レーザに発光電流を流して発光動作が行われるが、電
流駆動手段の非作動時には、アイドリング電流供給手段
によって、半導体レーザにアイドリング電流が流され、
半導体レーザには、常時バンドギャップ電圧が設定され
ているので、電流駆動手段は、バンドギャップ電圧から
発光領域電圧までの微偏差電圧に基づき、半導体レーザ
を迅速に駆動することにより、半導体レーザに適確な発
光電流を流し、所定レベルの発光を行わせることが可能
になる。
手段によって半導体レーザを駆動することにより、半導
体レーザに発光電流を流して発光動作が行われるが、電
流駆動手段の非作動時には、アイドリング電流供給手段
によって、半導体レーザにアイドリング電流が流され、
半導体レーザには、常時バンドギャップ電圧が設定され
ているので、電流駆動手段は、バンドギャップ電圧から
発光領域電圧までの微偏差電圧に基づき、半導体レーザ
を迅速に駆動することにより、半導体レーザに適確な発
光電流を流し、所定レベルの発光を行わせることが可能
になる。
【００３５】請求項２記載の発明によると、アイドリン
グ電流供給手段が簡単な抵抗回路で構成されており、こ
の抵抗回路によって、電流駆動手段に耐圧マージンが設
定されるので、請求項１記載の発明で得られる効果に加
えて、耐圧条件を緩和して、高周波動作特性に優れた電
流駆動手段を使用することにより、半導体レーザから短
波長のレーザ光を安定に発光させることが可能になり、
例えば光ディスクに対して高密度記録を行うことが可能
になる。
グ電流供給手段が簡単な抵抗回路で構成されており、こ
の抵抗回路によって、電流駆動手段に耐圧マージンが設
定されるので、請求項１記載の発明で得られる効果に加
えて、耐圧条件を緩和して、高周波動作特性に優れた電
流駆動手段を使用することにより、半導体レーザから短
波長のレーザ光を安定に発光させることが可能になり、
例えば光ディスクに対して高密度記録を行うことが可能
になる。
【図１】本発明の第１の実施の形態の要部の構成を示す
回路図である。
回路図である。
【図２】同実施の形態の動作特性を示す動作特性図であ
る。
る。
【図３】本発明の第２の実施の形態の要部の構成を示す
回路図である。
回路図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態の要部の構成を示す
回路図である。
回路図である。
Ｖｃｃ・・電源電圧、ＬＤ１、ＬＤ２、ＬＤ３・・半導
体レーザ、Ｔｒ１、Ｔｒ２、Ｔｒ３・・トランジスタ、
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ・・抵抗。
体レーザ、Ｔｒ１、Ｔｒ２、Ｔｒ３・・トランジスタ、
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ・・抵抗。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2C362 AA03 AA59 AA61 AA72 5D119 AA22 BA01 BB04 BB05 FA05 HA68 5F073 BA01 BA06 BA07 EA14 GA01 GA02
Claims (2)
- 【請求項１】 電流駆動手段によって半導体レーザを駆
動することにより、該半導体レーザに発光電流を流して
発光動作を行わせる半導体レーザ駆動回路において、 前記電流駆動手段の非作動時に、前記半導体レーザにア
イドリング電流を流すことにより、該半導体レーザに常
時バンドギャップ電圧を設定するアイドリング電流供給
手段を有することを特徴とする半導体レーザ駆動回路。 - 【請求項２】 前記アイドリング電流供給手段が抵抗回
路で構成され、該抵抗回路によって、前記電流駆動手段
に耐圧マージンが設定されることを特徴とする請求項１
記載の半導体レーザ駆動回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001021259A JP2002232072A (ja) | 2001-01-30 | 2001-01-30 | 半導体レーザ駆動回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001021259A JP2002232072A (ja) | 2001-01-30 | 2001-01-30 | 半導体レーザ駆動回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002232072A true JP2002232072A (ja) | 2002-08-16 |
Family
ID=18886851
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001021259A Pending JP2002232072A (ja) | 2001-01-30 | 2001-01-30 | 半導体レーザ駆動回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002232072A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008028256A (ja) * | 2006-07-24 | 2008-02-07 | Sharp Corp | レーザー駆動回路および光ディスク装置 |
| JP2008103470A (ja) * | 2006-10-18 | 2008-05-01 | Koa Corp | Ｌｅｄ駆動回路 |
| WO2015113616A1 (en) * | 2014-01-31 | 2015-08-06 | Arcelik Anonim Sirketi | Circuit arrangement minimizing reverse voltage drop across a light emitting diode |
| CN116979369A (zh) * | 2023-09-25 | 2023-10-31 | 成都派斯光科技有限公司 | 一种颗粒物浓度传感器的激光驱动电路与方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06112561A (ja) * | 1992-09-24 | 1994-04-22 | Hitachi Ltd | レーザダイオード駆動回路及び光伝送装置 |
-
2001
- 2001-01-30 JP JP2001021259A patent/JP2002232072A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06112561A (ja) * | 1992-09-24 | 1994-04-22 | Hitachi Ltd | レーザダイオード駆動回路及び光伝送装置 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008028256A (ja) * | 2006-07-24 | 2008-02-07 | Sharp Corp | レーザー駆動回路および光ディスク装置 |
| JP2008103470A (ja) * | 2006-10-18 | 2008-05-01 | Koa Corp | Ｌｅｄ駆動回路 |
| WO2015113616A1 (en) * | 2014-01-31 | 2015-08-06 | Arcelik Anonim Sirketi | Circuit arrangement minimizing reverse voltage drop across a light emitting diode |
| CN116979369A (zh) * | 2023-09-25 | 2023-10-31 | 成都派斯光科技有限公司 | 一种颗粒物浓度传感器的激光驱动电路与方法 |
| CN116979369B (zh) * | 2023-09-25 | 2023-12-08 | 成都派斯光科技有限公司 | 一种颗粒物浓度传感器的激光驱动电路与方法 |
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Legal Events
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