JP2003198048A

JP2003198048A - 半導体発光素子駆動装置

Info

Publication number: JP2003198048A
Application number: JP2001400927A
Authority: JP
Inventors: Naoyuki Morimoto; 直行森本
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2001-12-28
Filing date: 2001-12-28
Publication date: 2003-07-11

Abstract

(57)【要約】【課題】半導体発光素子への注入電流の上下限を設定
し、高出力動作時においても放熱を十分に行う。【解決手段】入力信号発生部２５は伝達信号に応じた
入力信号をトランジスタ２２のベースに入力する。トラ
ンジスタ２２のエミッタとグランドとの間にはリミッタ
回路２３を接続し、リミッタ回路２３と並列に半導体レ
ーザ２１を接続している。こうして、半導体レーザ２１
に印加される入力信号電圧の上限値あるいは下限値をリ
ミッタ回路２３によって制限し、半導体レーザ２１の破
損を防止する。また、配線パターン面積が大きいグラン
ド側に半導体レーザ２１を接続して、高出力動作時の放
熱を促進する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、半導体発光素子
を駆動する半導体発光素子駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１７は、従来の半導体発光素子駆動装
置の一例を示す回路図を示す。尚、図１７においては、
半導体発光素子として半導体レーザを用いている。この
半導体レーザ駆動装置は、トランジスタ１と、トランジ
スタ１のエミッタとグランドとの間に接続された抵抗２
と、トランジスタ１のコレクタと電圧源４との間に介設
された半導体レーザ３と、トランジスタ１のベースに入
力信号を与える入力信号発生部５で構成されている。

【０００３】上記トランジスタ１のベース電圧は、入力
信号発生部５からの直流成分と交流の入力信号成分とが
加えられた電圧となる。これによって、ベース電流も同
様に直流成分と交流の入力信号成分の和となる。そうす
ると、半導体レーザ３に流れる電流は、トランジスタ１
の増幅作用によってコレクタの直流成分と交流成分との
和となる。

【０００４】また、特開平１１‐３０７８５０号公報に
開示されているような半導体レーザ駆動装置が提案され
ている。この半導体レーザ駆動装置では、図１８に示す
ように、トランジスタ６のエミッタとグランドの間に抵
抗７を接続し、トランジスタ６のコレクタと電圧源８と
の間に半導体レーザ９を接続し、トランジスタ６のベー
スには、抵抗７のトランジスタ６側の電圧ＶＲと入力信
号発生部１１で発生された入力信号の電圧とをオペアン
プ１０によって比較して、その差に応じた出力を抵抗１
２を介して供給するようにしている。

【０００５】さらに、上記トランジスタ６のコレクタ側
には、半導体レーザ９に過大な電流が流れないように、
あるいは、半導体レーザ９ヘの電流を遮断するように、
半導体レーザ９と並列にバイパス回路１３を接続してい
る。したがって、バイパス回路１３をダイオードで構成
した場合には、このダイオードの順方向電圧以上に過大
な電圧信号が半導体レーザ９には印加されないことにな
る。また、バイパス回路１３をトランジスタで構成した
場合には、このトランジスタのコレクタ‐エミッタ間電
圧がこのトランジスタと並列に接続された半導体レーザ
９の動作電圧よりも低いため、トランジスタがオンする
と電流の殆どはバイパス回路１３に流れて半導体レーザ
９ヘは流れないことになる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の半導体発光素子駆動装置には、以下のような問題が
ある。すなわち、図１７に示す半導体レーザ駆動装置に
おいては、何らかの原因によって入力信号発生部５から
の信号電圧に変動があった場合には、トランジスタ１に
よってベース電流の変動分ΔＩ_Bが直流電流増幅率ｈ_FE
分だけ増幅されるため、ｈ_FE×ΔＩ_Bだけ増大した過大
な電流が半導体レーザ３に流れることになる。その結
果、半導体レーザ３にダメージまたは破損が生じること
になる。さらに、半導体レーザ３から過大な光が放射さ
れると、目に損傷を与えてしまう可能性がある。

【０００７】また、図１８に示す半導体レーザ駆動装置
の場合には、バイパス回路１３をトランジスタで構成し
た場合には半導体レーザ９に電流が流れないため、半導
体レーザ９ヘの電流が停止されて入力信号発生部１１か
らの信号電流が有する情報が遮断されてしまうという問
題がある。さらに、図１８に示す半導体レーザ駆動装置
においては、抵抗７のトランジスタ６側の電圧ＶＲと入
力信号発生部１１で発生された入力信号の電圧との差に
応じた電圧信号がトランジスタ６のベースに供給するた
めに瞬時の過大電流には対応できない。したがって、そ
の場合には、半導体レーザ９に過大な電流が瞬時に流れ
ることになり、半導体レーザ９が破損したり、人に害を
及ぼす可能性がある。

【０００８】さらに、図１７および図１８に示す半導体
レーザ駆動装置においては、通常の注入電流レベルにお
いても半導体レーザ３,９の発熱量は、駆動装置全体の
発熱量の多くを占めるため、放熱を促進させる必要があ
る。上述したように、半導体レーザ３,９は、トランジ
スタ１,６に対してグランド側ではなく電圧源４,８側に
接続されている。そして、通常、配線パターンの面積は
電圧源４,８側よりもグランド側が大きくなっている。
したがって、特に高出力で半導体レーザ３,９を駆動す
る場合は、熱飽和や特性劣化を引き起こす可能性があ
る。

【０００９】また、上記両半導体レーザ駆動装置におい
ては、半導体レーザ３,９を駆動している場合に、入力
信号発生部５,１１からの注入電流の下限を設定するこ
とはできない。したがって、発振閾値以下の電流でも流
れることが可能であり、その場合には応答速度が遅くな
るという問題もある。

【００１０】そこで、この発明の目的は、半導体発光素
子の破損を防止できると共に、半導体発光素子への注入
電流の上下限を設定でき、高出力動作時においても放熱
を十分に行うことができる半導体発光素子駆動装置およ
び半導体レーザ駆動装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明は、伝達された信号に応じて変調された入
力信号を発生する入力信号発生部と,上記入力信号を増
幅する信号増幅手段を有して,上記信号増幅手段によっ
て増幅された増幅信号によって半導体発光素子を駆動す
る半導体発光素子駆動装置において、上記半導体発光素
子は,直接あるいは抵抗のみを介して接地されると共
に、上記信号増幅手段と半導体発光素子との間に介設さ
れて,上記信号増幅手段から半導体発光素子への信号電
圧あるいは信号電流における上限値および下限値の少な
くとも何れか一方を制限するリミッタ回路を備えたこと
を特徴としている。

【００１２】上記構成によれば、直接あるいは抵抗のみ
を介して接地された半導体発光素子と入力信号を増幅す
る信号増幅手段との間に介設されたリミッタ回路によっ
て、上記信号増幅手段から半導体発光素子への信号電圧
あるいは信号電流の上限値あるいは下限値が制限され
る。したがって、上記半導体発光素子に過大な電流が流
れて、上記半導体発光素子の破損や目に損傷を与えるよ
うな過剰な光の放射が防止される。さらに、上記半導体
発光素子の発光閾値以下の電流が流れて、上記半導体発
光素子の応答速度が遅くなることが防止される。

【００１３】このように、上記リミッタ回路が動作して
いる際にも上記半導体発光素子には電流が流れるため、
入力信号発生部からの入力信号が有する情報の光出力が
遮断されることはない。さらに、上記半導体発光素子
は、広い面積を有するグランドに直接接続して放熱性の
向上を図ることが可能になる。

【００１４】また、１実施例では、この発明の半導体発
光素子駆動装置において、上記リミッタ回路は、ツェナ
ーダイオードを含んで構成されている。

【００１５】この実施例によれば、上記リミッタ回路を
構成するツェナーダイオードの両端には逆方向電圧の変
化に拘らず一定値のツェナー電圧が発生する。したがっ
て、上記半導体発光素子とリミッタ回路を並列に接続す
れば、上記半導体発光素子への信号電圧の上限値が、簡
単な構成によって制限される。

【００１６】また、１実施例では、この発明の半導体発
光素子駆動装置において、上記リミッタ回路は、ダイオ
ードを含んで構成された並列ダイオードクリッパであ
る。

【００１７】この実施例によれば、上記信号増幅手段か
ら半導体発光素子への信号電圧が、上記リミッタ回路を
構成するダイオードの順方向電圧よりも高くなると、上
記ダイオードが導通状態となる。したがって、上記半導
体発光素子への信号電圧の上限値が制限される。その際
に、上記ダイオードが複数個直列に接続されて成る場合
には、信号電圧の上限値が所望の電圧に微調整可能にな
る。

【００１８】また、１実施例では、この発明の半導体発
光素子駆動装置において、上記リミッタ回路は、ダイオ
ードを含んで構成された直列ダイオードクリッパであ
る。

【００１９】この実施例によれば、上記リミッタ回路を
構成するダイオードの両端電圧が当該ダイオードの順方
向電圧より高くなると、当該ダイオードが導通状態とな
る。したがって、上記信号増幅手段から半導体発光素子
への信号電圧の上限値が制限される。その際に、上記ダ
イオードが複数個直列に接続されて成る場合には、出力
信号電圧の上限値が所望の電圧に微調整可能になる。

【００２０】また、１実施例では、この発明の上記リミ
ッタ回路に並列ダイオードクリッパあるいは直列ダイオ
ードクリッパを有する半導体発光素子駆動装置におい
て、上記リミッタ回路は、定電圧発生回路を含んで構成
されている。

【００２１】この実施例によれば、上記リミッタ回路を
構成するダイオードが導通状態となった後における上記
半導体発光素子への信号電圧は、定電圧発生回路によっ
て、定電圧に保たれる。こうして、上記信号増幅手段か
ら半導体発光素子への信号電圧の上限値が、より確実に
制限される。

【００２２】また、１実施例では、この発明の半導体発
光素子駆動装置において、上記リミッタ回路は、トラン
ジスタを含んで構成されている。

【００２３】この実施例によれば、上記リミッタ回路を
構成するトランジスタの制御端子に上記信号増幅手段か
らの増幅信号を入力することによって、上記トランジス
タを流れる電流の上限値、延いては上記半導体発光素子
を流れる電流の上限値が制限される。

【００２４】また、１実施例では、この発明の半導体発
光素子駆動装置において、上記リミッタ回路は、ダイオ
ードと定電圧発生回路とを含んで構成された並列ダイオ
ードクリッパ、および、ダイオードと抵抗と定電圧発生
回路を含んで構成された直列ダイオードクリッパを含ん
で構成されている。

【００２５】この実施例によれば、ダイオードと定電圧
発生回路とを含んで構成された並列ダイオードクリッパ
によって、上記半導体発光素子への信号電圧の上限値が
制限される。さらに、ダイオードと抵抗と定電圧発生回
路を含んで構成された直列ダイオードクリッパによっ
て、上記半導体発光素子への信号電圧の下限値が制限さ
れる。こうして、上記信号電圧の上限値と下限値との両
方が制限される。

【００２６】また、１実施例では、この発明の半導体発
光素子駆動装置において、上記定電圧発生回路は、３端
子レギュレータあるいはＩＣレギュレータである。

【００２７】また、１実施例では、この発明の半導体発
光素子駆動装置において、上記定電圧発生回路は、抵抗
とコンデンサとの並列回路である。

【００２８】また、１実施例では、この発明の半導体発
光素子駆動装置において、上記定電圧発生回路を構成す
るコンデンサと直列に定電流ダイオードを接続してい
る。

【００２９】この実施例によれば、上記定電流ダイオー
ドによって、上記定電圧発生回路を構成するコンデンサ
に流れ込む電流値の上限が制限される。したがって、上
記コンデンサを小容量化することが可能になり、装置の
小型化を図ることが可能になる。

【００３０】また、１実施例では、この発明の半導体発
光素子駆動装置において、上記半導体発光素子は半導体
レーザであり、上記半導体レーザは,基板に配置されて
上記半導体レーザからのレーザ光を反射させる反射構造
物内に,上記基板上に形成された金属面にカソードを直
接導通させて搭載されている。

【００３１】この実施例によれば、半導体レーザのカソ
ードが、基板上に形成された金属面に直接導通されてい
る。したがって、広い面積を有する上記金属面によって
上記半導体レーザの放熱性が促進される。

【００３２】また、１実施例では、この発明の半導体発
光素子駆動装置において、上記反射構造物は、金属で構
成されると共に、上記基板の裏面に形成された金属面に
接触するように上記基板内に埋め込まれている。

【００３３】この実施例によれば、上記半導体レーザ
は、金属で構成された反射構造物内に搭載されている。
したがって、上記金属面による放熱性の促進に加えて、
上記反射構造物によっても放熱性が促進される。その際
に、上記反射構造物は基板内に埋め込まれているので装
置の高さが抑えられる。

【００３４】また、１実施例では、この発明の半導体発
光素子駆動装置において、上記反射構造物は、金属で構
成されると共に、上記基板の表面に形成された金属面上
にこの金属面に接触して配置されている。

【００３５】この実施例によれば、上記半導体レーザ
は、金属で構成された反射構造物内に搭載されている。
したがって、上記金属面による放熱性の促進に加えて、
上記反射構造物によっても放熱性が促進される。その際
に、上記反射構造物の容積を変えて熱容量を大きくし
て、より放熱性を促進することが可能になる。

【００３６】

【発明の実施の形態】以下、この発明を図示の実施の形
態により詳細に説明する。

【００３７】＜第１実施形態＞図１は、本実施の形態の
半導体発光素子駆動装置における回路図である。尚、図
１においては、半導体発光素子として半導体レーザ２１
を用いている。すなわち、半導体レーザ２１を、トラン
ジスタ２２のエミッタ側に接続している。さらに、リミ
ッタ回路２３を、トランジスタ２２のエミッタ側(つま
り、本半導体レーザ駆動回路の出力側)に、半導体レー
ザ２１と並列に接続している。そして、半導体レーザ２
１のカソードが、リミッタ回路２３を介してまたは直接
接地されている。また、トランジスタ２２のコレクタに
はトランジスタ駆動用電圧源(以下、単に電圧源という)
２４が接続されており、ベースには入力信号発生部２５
によって伝達信号に応じて変調された入力信号が供給さ
れる。

【００３８】上記構成の半導体レーザ駆動装置によれ
ば、本半導体レーザ駆動装置が動作状態においてトラン
ジスタ２２のベースに過大な信号電流が入力された場合
に、トランジスタ２２の増幅作用によって半導体レーザ
２１にも過大な電流が流れることになる。ところが、半
導体レーザ２１と並列にリミッタ回路２３が接続されて
いるため、このリミッタ回路２３によって半導体レーザ
２１に流れる電流が制限されるのである。

【００３９】その結果、上記半導体レーザ２１の破損や
目に損傷を与えるような過剰な光の放射を防止すること
ができる。また、リミッタ回路２３が動作している際に
も半導体レーザ２１には電流が流れるため、入力信号発
生部２５からの入力信号が有する情報の光出力が遮断さ
れることはない。さらに、半導体レーザ２１は、トラン
ジスタ２２のエミッタ側に接続されている。したがっ
て、半導体レーザ２１に入力される信号の反転を回避で
きるのである。尚、半導体レーザ２１は、チップタイプ
およびカンタイプの何れであっても構わない。

【００４０】(第１実施例)図２は、本実施の形態におけ
る第１実施例を示す。本実施例においては、リミッタ回
路２３を、ツェナーダイオード２６で構成している。こ
のツェナーダイオード２６は、トランジスタ２２のエミ
ッタとグランドとの間に、半導体レーザ２１と抵抗２７
との直列回路と並列になるように接続されている。但
し、ツェナーダイオード２６のカソードがトランジスタ
２２のエミッタ側であり、アノードがグランド側であ
る。尚、半導体レーザ２１は、そのカソードがグランド
側になっている。また、トランジスタ２２のコレクタと
電圧源２４との間には抵抗２８を介設し、トランジスタ
２２のベースと入力信号発生部２５との間には抵抗２９
を介設している。

【００４１】尚、上記ツェナーダイオード２６の代わり
に、バリスタ,ガスチューブアレスタ,半導体アレスタお
よびシリコンサージ防護素子の何れかを用いても差し支
えない。

【００４２】本実施例の半導体レーザ駆動装置において
は、上記ツェナーダイオード２６は逆方向電圧の変化に
拘らず一定値のツェナー電圧Ｖ_ZDを発生する。したがっ
て、トランジスタ２２のベースに過大な電圧の入力信号
が入力されてもエミッタ側に過大な電位を発生すること
はない。そのために、トランジスタ２２のエミッタ側に
接続された半導体レーザ２１に流れる電流の上限を制御
することができるのである。

【００４３】本実施例における半導体レーザ２１の端子
間電圧の計算例を図３に示す。ここで、図３(a)はツェ
ナーダイオード２６が有る場合であり、図３(b)はツェ
ナーダイオード２６が無い場合である。尚、抵抗２８の
抵抗値をＲ1とし、抵抗２９の抵抗値をＲ2とし、抵抗２
７の抵抗値をＲ3とした場合、各条件は、Ｒ1＝Ｒ2＝１
０Ω、Ｒ3＝２００Ω、Ｖ_ZD＝３.０Ｖ、入力信号のバイ
アス電圧＝２.５Ｖ、入力信号の振幅＝５Ｖである。ツ
ェナーダイオード２６が無い場合には、半導体レーザ２
１の端子間電圧の最大値は約４.２Ｖとなる。ところ
が、ツェナーダイオード２６が有る場合には、半導体レ
ーザ２１の端子間電圧の波形における上部が制限されて
最大値が約３.１Ｖに抑えられていることが判る。

【００４４】ところで、本実施例の半導体レーザ駆動装
置を、図４の断面図に示すように、金属面にカソードが
接続されて金属面上にマウントされたチップタイプの半
導体レーザ２１をプリント基板上に搭載して実現する場
合には、半導体レーザ２１を高出力で動作させる際に、
上記金属面がステムよりも放熱性が良いために、電圧源
２４側およびグランド側の何れに半導体レーザ２１を接
続しても熱を効率よく放散させることができる。

【００４５】その場合、図４(a)に示すように、プリン
ト基板３０の表面に設けられた直線の傾斜面を有する凹
部の表面に金属面が形成されて成る反射構造体３１中に
半導体レーザ２１を実装する際に、少なくとも反射構造
体３１より大きな面積の金属面３２をプリント基板３０
の表面上に形成し、反射構造体３１の金属面を金属面３
２に接続させることによって放熱性を促進することがで
きるのである。

【００４６】また、図４(b)に示すように、プリント基
板３３の裏面上に金属面３４を形成し、プリント基板３
３の表面に上記金属面３４を露出させて反射構造体３５
を設ける。そして、反射構造体３５の底である金属面３
４上に半導体レーザ２１を実装してもよい。この場合に
は、プリント基板３３の表面では確保できないような広
い金属面３４に半導体レーザ２１を接続させることがで
きるため放熱により有利である。

【００４７】また、図４(c)に示すように、プリント基
板３６の表面上に金属面３７を形成し、この金属面３７
上に金属製の反射構造体３８を搭載し、この反射構造体
３８中に半導体レーザ２１を実装してもよい。この場合
には、反射構造体３８自体が放熱を促進させる効果があ
るという利点と、反射構造体３８の深さを熱容量が大き
くなるように深く調節できるという利点とがある。

【００４８】また、図４(d)に示すように、プリント基
板３９の裏面上に金属面４０を形成し、プリント基板３
９に金属製の反射構造体４１を埋め込んで底面を金属面
４０に接触させる。そして、上記反射構造体４１中に半
導体レーザ２１を実装してもよい。この場合には、反射
構造体４１と金属面４０との双方で放熱が促進される利
点と、反射構造体４１がプリント基板３９に埋め込まれ
ているので、モジュール化の際に高さ制限がある場合に
有利である。尚、図４(a)〜図４(d)に示す半導体レーザ
２１の実装方法は、本実施例に限らず以下の各実施例に
適用しても差し支えない。

【００４９】(第２実施例)図５は、本実施の形態におけ
る第２実施例を示す。本実施例においては、リミッタ回
路２３を、１個あるいは複数個のダイオード４２で構成
している。このダイオード４２は、トランジスタ２２の
エミッタとグランドとの間に、半導体レーザ２１と抵抗
４３との直列回路と並列になるように接続されている。
但し、ダイオード４２のカソードがグランド側であり、
アノードがトランジスタ２２のエミッタ側である。尚、
半導体レーザ２１は、そのカソードがグランド側になっ
ている。

【００５０】本実施例の半導体レーザ駆動装置において
は、上記入力信号発生部２５からの入力信号の電圧が、
ダイオード４２の順方向電圧の和Ｖ_Dとトランジスタ２
２のベース‐エミッタ間電圧Ｖ_BEとの和以下である場合
には、ダイオード４２は非導通状態である。したがっ
て、半導体レーザ２１と抵抗４３との直列回路側に上記
入力信号の電圧に応じた電流が流れることになる。とこ
ろが、上記入力信号の電圧が、ダイオード４２の順方向
電圧の和Ｖ_Dとトランジスタ２２のベース‐エミッタ間
電圧Ｖ_BEとの和よりも高くなると、ダイオード４２は導
通状態となる。したがって、半導体レーザ２１と抵抗４
３との直列回路には一定電圧Ｖ_Dが印加されることにな
る。以上のことから、上記入力信号の上限の電圧を制御
することができるのである。また、上記入力信号の電圧
が負の場合には、トランジスタ２２のカットオフ動作に
よって、半導体レーザ２１への電流の下限が「０」Ａとな
る。

【００５１】この第２実施例においては、上記ダイオー
ド４２を複数個とした場合には、上記第１実施例の場合
のように１個のツェナーダイオード２６を用いる方が価
格的に有利である。しかしながら、ダイオード４２を複
数個のダイオードで実現することによって、所望のリミ
ット電圧に微調整することができるという利点を有する
のである。

【００５２】尚、本実施例においては、上記ダイオード
４２を半導体レーザ２１と抵抗４３との直列回路と並列
に接続して、並列ダイオードクリッパを構成している。
しかしながら、ダイオードを半導体レーザ２１の前段に
直列に接続して直列ダイオードクリッパを構成しても構
わない。また、上記並列ダイオードクリッパあるいは直
列ダイオードクリッパと定電圧発生回路とを併用してリ
ミッタ回路２３を構成しても差し支えない。図６は、リ
ミッタ回路２３を、直列ダイオードクリッパと定電圧発
生回路(３端子レギュレータ)とで構成した場合の一例を
示す回路図である。この場合には、トランジスタ２２の
エミッタ電圧がダイオードと半導体レーザ２１との接続
点の定電圧から上記ダイオードの順方向電圧を引いた電
圧以上になると上記ダイオードが導通し、半導体レーザ
２１への供給電圧が上記３端子レギュレータによる設定
電圧に制限されるのである。

【００５３】(第３実施例)図７は、本実施の形態におけ
る第３実施例を示す。本実施例においては、リミッタ回
路２３を、トランジスタ２２のエミッタと半導体レーザ
２１のアノードとの間に、トランジスタ２２側から抵抗
４４とダイオード４５とをこの順に直列に介設し、ダイ
オード４５のアノードとグランドとの間にダイオード４
８とコンデンサ４６および抵抗４７の並列回路とを直列
に介設し、ダイオード４５のカソードとグランドとの間
に抵抗５１とコンデンサ４９および抵抗５０の並列回路
とを直列に介設して構成している。そして、リミッタ回
路２３は、半導体レーザ２１と抵抗５２との直列回路と
並列になるように接続されている。尚、半導体レーザ２
１は、そのカソードがグランド側になっている。

【００５４】また、上記トランジスタ２２のエミッタと
グランドとの間には抵抗５３を介設し、トランジスタ２
２のベースと入力信号発生部２５との間には抵抗５４を
介設している。

【００５５】本実施例の半導体レーザ駆動装置では、上
記コンデンサ４６(容量値Ｃ11)と抵抗４７(抵抗値Ｒ11)
との時定数を上記入力信号の平均的な繰り返し周期より
も十分に大きく選ぶことによって、コンデンサ４６に発
生するバイアス電圧Ｖ_C11は略一定となるために、抵抗
４７を流れる電流はＶ_C11/Ｒ11の一定値をとる。さら
に、ダイオード４８が非導通状態の時間Δt1に、コンデ
ンサ４６から放電される電荷はＶ_C11×Δt1/Ｒ11であ
る。また、ダイオード４８が導通状態のΔt2の時間に、
コンデンサ４６に充電される電荷は、ダイオード４８の
順方向電圧をＶ_D11とするとで与えられる。但し、ｖiはリミッタ回路２３への入力
信号の電圧であり、Ｒ12は抵抗４４の抵抗値である。以
上より、上記コンデンサ４６に充電される電荷とコンデ
ンサ４６から放電される電荷とが等しいとすることによ
って、コンデンサ４６に発生するバイアス電圧Ｖ_C11がと求められる。

【００５６】また、上記コンデンサ４９(容量値Ｃ12)に
発生するバイアス電圧Ｖ_C12が、上記ダイオード４５(順
方向電圧をＶ_D12),抵抗５１(抵抗値Ｒ13),抵抗５０(抵
抗値Ｒ14)およびコンデンサ４９に関して同様にして、と求められる。

【００５７】以上のことから、上記ダイオード４８,コ
ンデンサ４６および抵抗４７で構成される回路(並列ダ
イオードクリッパ)によって、半導体レーザ２１に対す
る入力信号の上限電圧が制御される。また、ダイオード
４５,抵抗５１,コンデンサ４９および抵抗５０で構成さ
れる回路(直列ダイオードクリッパ)によって、半導体レ
ーザ２１に対する入力信号の下限電圧が制御される。し
たがって、上記構成を有するリミッタ回路２３によっ
て、半導体レーザ２１と抵抗５２との直列回路に印加さ
れる電圧が、Ｖ_C12(Ｖ)〜「Ｖ_C12＋０.７」(Ｖ)にクリッ
プされるのである。

【００５８】このように、本実施例の半導体レーザ駆動
装置によれば、定電圧発生回路として、抵抗４７,５０
とコンデンサ４６,４９との並列回路を用いている。し
たがって、３端子レギュレータ等を用いることなくバイ
アス電圧を自動的に設定することができる。さらに、上
記定電圧発生回路として３端子レギュレータを用いた場
合に比して、半導体レーザ駆動装置を、より安価に且つ
小型に構成できるのである。

【００５９】(第４実施例)図８は、本実施の形態におけ
る第４実施例を示す。本実施例においては、リミッタ回
路２３を、上記第３実施例におけるリミッタ回路２３の
構成において、定電流ダイオード５５をコンデンサ４６
に直列に接続し、定電流ダイオード５６をコンデンサ４
９に直列に接続して構成している。

【００６０】図９は、上記定電流ダイオードの電圧Ｖ‐
電流Ｉ特性を示す。図９から判るように、上記定電流ダ
イオードは、ブレークダウン電圧ＶＢ以下の領域で使用
し、特に素子の劣化や破壊を避けるため動作限界電圧Ｐ
ＯＶ以下で使用することによって、一定電流ＩＰが得ら
れるような特徴を有している。

【００６１】したがって、本実施例における半導体レー
ザ駆動装置は、上記第３実施例における半導体レーザ駆
動装置の場合と同様の効果を奏することができるに加え
て、入力信号発生部２５からの入力信号の電圧が変動し
ている場合においても、定電流ダイオード５５,５６を
通過した後の電流は一定となってコンデンサ４６,４９
に流れ込むことになり、上記第３実施例よりも小さな時
定数を有するコンデンサおよび抵抗を用いることができ
る。したがって、本実施例によれば、小容量のコンデン
サに一定電圧を発生させることができ、コンデンサ部の
ＩＣ化が可能となってモジュールの小型化を図ることが
できるのである。

【００６２】以上のごとく、本実施の形態によれば、伝
達される信号に応じて変調された入力信号を入力信号発
生部２５によって生成し、この生成された入力信号を増
幅するトランジスタ２２のエミッタとグランドとの間
に、半導体発光素子としての半導体レーザ２１を介設し
ている。そして、半導体レーザ２１と並列にリミッタ回
路２３を接続して、半導体レーザ２１に印加される入力
信号電圧の上限値あるいは下限値を制限するようにして
いる。したがって、過大な信号電流がトランジスタ２２
に供給された場合でも、リミッタ回路２３によって半導
体レーザ２１に過大電流が流れることを防止でき、半導
体レーザ２１の破損やダメージ、目に損傷を与える程の
光量の放射を防止することができるのである。

【００６３】また、上記入力信号発生部２５からの入力
信号の過剰電圧分はリミッタ回路２３を通過できないよ
うにしている。そのため、半導体レーザ２１には全く過
大電流が流れることはなく、瞬時の過大電流に対しても
半導体レーザ２１を保護することができるのである。そ
の際に、図１８に示すバイパス回路１３を用いる場合と
は異なり、リミッタ回路２３が動作している際にも半導
体レーザ２１には電流が流れる。したがって、上記入力
信号が有する情報の光出力が遮断されることは無い。

【００６４】また、本実施の形態においては、配線パタ
ーン面積が電圧源２４側よりも大きいグランド側に半導
体レーザ２１を接続している。したがって、半導体レー
ザ２１が、高出力での駆動が発熱的に不利であるカンパ
ッケージタイプの半導体レーザであっても放熱を促進す
ることができ、高出力駆動が可能になる。尚、半導体レ
ーザ２１がチップタイプの半導体レーザである場合に
は、放熱を促進する金属面に実装することによって、電
圧源２４側あるいはグランド側の何れに接続されても熱
を効率よく放散することができる。したがって、半導体
レーザ２１の熱飽和や特性劣化を抑制することができ
る。さらに、放熱が良いので、半導体レーザ２１の閾電
流値の変動も少なくすることができる。

【００６５】また、上記半導体レーザ２１とは直列に抵
抗を接続せずに、この半導体レーザ２１のカソードが図
４に示すような反射構造体３１,３５,３８,４１とは別
の広い金属面３２,３４,３７,４０と電気的に接続され
ている場合には、放熱に有効であると同時に、部品点数
を減少できるという利点がある。さらに、深さに制約が
ない窪みを有する反射構造体３８の底に半導体レーザ２
１を配置している場合には、反射構造体３８の深さをよ
り深くすることによって熱容量を大きくでき、放熱に有
利となる。また、図４(a),図４(b),図４(d)に示すよう
に反射構造体３１,３５,４１をプリント基板３０,３３,
３９に埋め込むことができれば、モジュールの高さ制限
がある場合に有利である。

【００６６】また、上記リミッタ回路２３を、図２に示
すように、逆方向電圧の変化に拘らず一定値のツェナー
電圧Ｖ_ZDを発生するツェナーダイオード２６で構成する
ことによって、半導体レーザ２１に掛る信号電圧の上限
を、極簡単な構成で設定することができる。

【００６７】また、上記リミッタ回路２３を、図５に示
すように、１個あるいは複数個のダイオード４２で構成
することによって、入力信号発生部２５からの入力信号
の電圧がダイオード４２の順方向電圧の和Ｖ_Dとトラン
ジスタ２２のベース‐エミッタ間電圧Ｖ_BEとの和よりも
高くなると、ダイオード４２は導通状態となって半導体
レーザ２１と抵抗４３との直列回路には一定電圧Ｖ_Dが
印加される。したがって、複数個のダイオード４２を用
いた場合には、半導体レーザ２１に掛る信号電圧の上限
を複数段に設定することができる。

【００６８】また、上記リミッタ回路２３を、図７に示
すように、ダイオード４８とコンデンサ４６および抵抗
４７の並列回路で成る定電圧発生回路とによる並列ダイ
オードクリッパと、ダイオード４５と抵抗５１とコンデ
ンサ４９および抵抗５０の並列回路で成る定電圧発生回
路とによる直列ダイオードクリッパとを、並列に接続し
て構成することによって、上記並列ダイオードクリッパ
によって信号電圧の上限を制御できる一方、上記直列ダ
イオードクリッパによって信号電圧の下限を制御できる
のである。

【００６９】また、上記リミッタ回路２３を、図８に示
すように、上記直列ダイオードクリッパにおける定電圧
発生回路中に定電流ダイオード５５をコンデンサ４６と
直列に接続し、上記直列ダイオードクリッパおける定電
圧発生回路中に定電流ダイオード５６をコンデンサ４９
と直列に接続して構成することによって、用いるコンデ
ンサの時定数を小さくしてコンデンサ部のＩＣ化を可能
にできる。

【００７０】＜第２実施形態＞図１０は、本実施の形態
の半導体発光素子駆動装置における回路図である。図１
０において、半導体発光素子として半導体レーザ６１を
用いている。そして、リミッタ回路６３を、トランジス
タ６２のエミッタと電圧源６４とグランドとに接続する
と共に、半導体レーザ６１に並列に接続して設けてい
る。尚、半導体レーザ６１のカソードがグランド側であ
る。また、トランジスタ６２のエミッタとグランドの間
には抵抗６５が介設され、トランジスタ６２のベースに
は入力信号発生部６６からの入力信号が供給される。

【００７１】上記構成の半導体レーザ駆動装置は、図１
に示す半導体レーザ駆動装置の場合と同様に動作して同
様の効果を奏することができる。

【００７２】(第５実施例)図１１は、本実施の形態にお
ける最初の実施例である第５実施例を示す。本実施例に
おいては、リミッタ回路６３を、トランジスタ６７と抵
抗６８,６９,７０とを用いた固定バイアス回路で構成し
ている。すなわち、トランジスタ６２のエミッタにトラ
ンジスタ６７のベースを接続し、トランジスタ６７の飽
和特性によって半導体レーザ６１への入力電圧の上限を
制御するのである。各トランジスタ６２,６７のコレク
タに接続されている抵抗６８と抵抗６９とは電圧源６４
に接続され、エミッタに接続されている抵抗６５と抵抗
７０とはグランドに接続されている。尚、半導体レーザ
６１は抵抗７０と並列に接続されると共に、カソードが
グランドに接続されている。

【００７３】図１２に、トランジスタの静特性であるベ
ース電流ＩＢ‐コレクタ電流ＩＣ特性を示す。図１２よ
り、トランジスタのベース電流ＩＢが増大してあるベー
ス電流値ＩＢ_S以上になるとコレクタ電流ＩＣがＩＣ_MAX
に飽和することが分る。

【００７４】本実施例の半導体レーザ駆動装置において
は、上記トランジスタ６７のベースに入力する信号の電
流レベルが過大な場合には、上記コレクタ電流ＩＣが飽
和することを利用して半導体レーザ６１に流れる電流レ
ベルの上限を制御するのである。尚、図１２に示すよう
な特性を実現するためには、トランジスタ６７における
コレクタ電流ＩＣの飽和値ＩＣ_MAXを半導体レーザ６１
が破損しないレベルに設定する必要がある。また、入力
信号発生部６６からの入力信号の電流が減少した場合、
トランジスタ６２あるいはトランジスタ６７のベースに
入力する電流が減少してカットオフの状態になることに
よって、入力電流レベルの下限を制御することができる
のである。

【００７５】(第６実施例)図１３は、本実施の形態にお
ける第２の実施例である第６実施例を示す。本実施例に
おいては、リミッタ回路６３を、ダイオード７４,７６
と抵抗７１,７５,７７と３端子レギュレータ７２,７３
とを用いて構成している。すなわち、トランジスタ６２
のコレクタと電圧源６４との間には抵抗７１を介設し、
抵抗７１と電圧源６４との間とグランドとの間には２個
の３端子レギュレータ７２,７３を並列に接続してい
る。さらに、トランジスタ６２のエミッタと抵抗６５と
の間にダイオード７４のアノードを接続し、ダイオード
７４のカソードとグランドとの間には、抵抗７５と３端
子レギュレータ７３で成る定電圧発生回路との直列回路
を接続している。また、ダイオード７４のカソードには
ダイオード７６のカソードを接続し、ダイオード７６の
アノードとグランドとの間には、抵抗７７と３端子レギ
ュレータ７２で成る定電圧発生回路との直列回路を接続
している。

【００７６】そして、上記ダイオード７６のアノードに
半導体レーザ６１のアノードが接続され、半導体レーザ
６１のカソードとグランドとの間には抵抗７８が介設さ
れ、入力信号発生部６６からの入力信号は、抵抗７９を
介してトランジスタ６２のベースに入力される。

【００７７】ここで、ノードＤの電位をＶ_Dとし、ノー
ドＥの電位をＶ_Eとすると、Ｖ_D＜Ｖ_Eの関係にある。

【００７８】本実施例の半導体レーザ駆動装置において
は、ノードＦの電位が電圧Ｖ_Eとダイオード７６の順方
向電圧Ｖ_D22との差以上の場合には、ダイオード７６は
非導通状態となる一方ダイオード７４は導通状態とな
り、ノードＦの電位は電圧Ｖ_Dで表わされる一定値とな
る。こうして、半導体レーザ６１に流れる電流の上限が
制御されるのである。

【００７９】次に、上記ノードＦの電位が、電圧Ｖ_D以
上、且つ、電圧Ｖ_Eとダイオード７６の順方向電圧_D22と
の差以下の場合には、ダイオード７４およびダイオード
７６は共に導通状態となり、電流は抵抗７５をグランド
方向へ更に抵抗７７を半導体レーザ６１のアノード方向
ヘ流れて電流ループを形成する。したがって、この場合
には、リミッタ回路６３への入力電圧に比例した電圧が
半導体レーザ２１に印加されることになる。

【００８０】次に、上記ノードＦの電位が電圧Ｖ_Dより
も低い場合には、ダイオード７４は非導通状態となる一
方ダイオード７６は導通状態となり、電流は抵抗７７,
ダイオード７６および抵抗７５の順に流れる。この場
合、半導体レーザ６１に印加される電圧は一定値にな
る。ここで、抵抗７５および抵抗７７を含む閉回路にお
いて、抵抗７７をダイオード７６に向って流れる電流を
Ｉ₂₁とする。また、抵抗７７,抵抗７８及び半導体レー
ザ６１を含む閉回路において、抵抗７７をダイオード７
６に向って流れる電流をＩ₂₂とする。また、半導体レー
ザ２１に印加される電圧の下限値をＶ_LDとする。そうす
ると、キルヒホッフの法則よって、網目方程式は、半導
体レーザ２１の内部抵抗をＲ_LDとし、抵抗７５の抵抗値
をＲ21とし、抵抗７７の抵抗値をＲ22とし、抵抗７８の
抵抗値をＲ23とすると、Ｖ_E＝(Ｉ₂₁＋Ｉ₂₂)×Ｒ22＋Ｖ_D22＋Ｉ₂₁×Ｒ21＋Ｖ_D Ｖ_E＝(Ｉ₂₁＋Ｉ₂₂)×Ｒ22＋Ｉ₂₂×Ｒ23＋Ｉ₂₂×Ｒ_LD となる。したがって、半導体レーザ２１に印加される一
定電圧(下限値)Ｖ_LDは、Ｖ_LD＝Ｉ₂₂×Ｒ_LD＝((Ｖ_E×Ｒ21＋(Ｖ_D22＋Ｖ_D)×Ｒ22)
/((Ｒ21＋Ｒ22)×(Ｒ23＋Ｒ_LD)))×Ｒ_LD と求まる。これによって、半導体レーザ６１に流れる電
流の下限を制御できるのである。

【００８１】すなわち、本実施例においては、上記ダイ
オード７４,抵抗７５および３端子レギュレータ７３で
半導体レーザ６１に流れる電流の上限を制限し、ダイオ
ード７６,抵抗７７および３端子レギュレータ７２で半
導体レーザ６１に流れる電流の下限を制限するのであ
る。

【００８２】以上のごとく、本実施の形態によれば、伝
達される信号に応じて変調された入力信号を入力信号発
生部６６によって生成し、この生成された入力信号を増
幅するトランジスタ６２のエミッタと電圧源６４とグラ
ンドとに接続してリミッタ回路６３を設けている。そし
て、リミッタ回路６３に並列に半導体発光素子としての
半導体レーザ６１を接続して、半導体レーザ６１に印加
される入力信号電圧の上限値あるいは下限値を制限する
ようにしている。したがって、過大な信号電流がトラン
ジスタ６２に供給された場合でも、リミッタ回路６３に
よって半導体レーザ６１に過大電流が流れることを防止
でき、半導体レーザ６１の破損やダメージ、目に損傷を
与える程の光量の放射を防止することができるのであ
る。

【００８３】また、上記入力信号発生部６６からの入力
信号の過剰電圧分はリミッタ回路６３を通過できないよ
うにしている。そのために、半導体レーザ６１には全く
過大電流が流れることはなく、瞬時の過大電流に対して
も半導体レーザ６１を保護することができるのである。
その際に、図１８に示すようなバイパス回路１３を用い
る場合とは異なって、リミッタ回路６３が動作している
際にも半導体レーザ６１には電流が流れる。したがっ
て、上記入力信号が有する情報の光出力が遮断されるこ
とは無い。

【００８４】また、本実施の形態においては、配線パタ
ーン面積が電圧源６４側よりも大きいグランド側に半導
体レーザ６１を接続している。一般に、カンパッケージ
タイプの半導体レーザをプリント基板に実装する場合に
は、２乃至３箇所の点接触とせざるを得ないために放熱
の面では不利となる。しかしながら、本実施の形態によ
れば、半導体レーザチップがダイボンドされたピンがグ
ランドプレーンに直接接続されるので、放熱性が向上す
るのである。

【００８５】また、上記リミッタ回路６３を、図１１に
示すように、トランジスタ６７と抵抗６８,６９,７０と
を用いた固定バイアス回路で構成することによって、ト
ランジスタ６７のベースに入力する信号の電流レベルが
過大な場合には、コレクタ電流ＩＣが飽和するため半導
体レーザ６１に流れる電流レベルの上限を制御すること
ができる。一方、入力信号の電流が減少した場合には、
トランジスタ６７のベースに入力する電流が減少してカ
ットオフ状態となり、入力電流レベルの下限を制御する
ことができる。

【００８６】また、上記リミッタ回路６３を、図１３に
示すように、ダイオード７４のカソードとグランドとの
間に、抵抗７５と３端子レギュレータ７３で成る定電圧
発生回路との直列回路を接続する一方、ダイオード７６
のアノードとグランドとの間に、抵抗７７と３端子レギ
ュレータ７２で成る定電圧発生回路との直列回路を接続
して構成している。したがって、ノードＦの電位が電圧
Ｖ_Eとダイオード７６の順方向電圧Ｖ_D22との差以上の場
合には、ダイオード７６は非導通状態となる一方ダイオ
ード７４は導通状態となって、半導体レーザ６１に流れ
る電流の上限を制御できる。また、上記ノードＦの電位
が電圧Ｖ_Dよりも低い場合には、ダイオード７４は非導
通状態となる一方ダイオード７６は導通状態となって、
半導体レーザ６１に流れる電流の下限を制御できるので
ある。

【００８７】＜第３実施形態＞図１４は、本実施の形態
の半導体発光素子駆動装置における回路図である。図１
４において、半導体発光素子として半導体レーザ８１を
用いている。そして、リミッタ回路８３を、上記第１,
第２実施の形態の場合とは異なり、トランジスタ８２の
エミッタ側でなくコレクタ側に接続している。つまり、
トランジスタ８２のコレクタと電圧源８４とグランドと
に接続されている。そして、半導体レーザ８１は、リミ
ッタ回路８３に並列に接続されると共に、カソード側が
接地されている。また、トランジスタ８２のエミッタと
グランドとの間には抵抗８５が介設され、トランジスタ
８２のベースには入力信号発生部８６からの入力信号が
供給される。

【００８８】上記構成の半導体レーザ駆動装置は、上記
第２実施の形態における半導体レーザ駆動装置の場合に
対して、半導体レーザ８１への入力信号が反転している
点が異なる。したがって、本実施例の半導体レーザ装置
は、多段増幅器等によって反転された信号を、最終段に
おいて再び反転させて元に戻す場合に適用すれば有効で
ある。

【００８９】(第７実施例)図１５は、本実施の形態にお
ける最初の実施例である第７実施例を示す。本実施例に
おいては、リミッタ回路８３を、トランジスタ８７と抵
抗８８,８９とを用いた固定バイアス回路で構成してい
る。すなわち、トランジスタ８２のコレクタにトランジ
スタ８７のベースを接続する一方、トランジスタ８７の
コレクタを電圧源６４に接続し、トランジスタ８７の飽
和特性によって半導体レーザ８１への入力電圧の上限を
制御するのである。トランジスタ８２のコレクタに接続
されている抵抗８８は電圧源６４に接続され、トランジ
スタ８７のエミッタに接続されている抵抗８９はグラン
ドに接続されている。また、半導体レーザ８１と抵抗９
０とで構成された直列回路が、抵抗８９と並列に接続さ
れている。尚、半導体レーザ８１のカソードがグランド
側になっている。

【００９０】本実施例の半導体レーザ駆動装置は、上記
トランジスタ８７の飽和特性によって半導体レーザ８１
への入力電圧の上限を制御する点において、上記第２実
施の形態における第５実施例の場合と同じである。しか
しながら、入力信号とは位相が反転した出力信号が得ら
れる点において、上記第２実施の形態における第５実施
例の場合とは異なるのである。

【００９１】(第８実施例)図１６は、本実施の形態にお
ける第２の実施例である第８実施例を示す。本実施例に
おいては、リミッタ回路８３を、ダイオード９４,９６
と抵抗９１,９５,９７と３端子レギュレータ９２,９３
とを用いて構成している。すなわち、トランジスタ８２
のコレクタと電圧源８４との間には抵抗９１を介設し、
抵抗９１と電圧源８４との間とグランドとの間には２個
の３端子レギュレータ９２,９３を並列に接続してい
る。さらに、トランジスタ８２のコレクタと抵抗９１と
の間にダイオード９４のアノードを接続し、ダイオード
９４のカソードとグランドとの間には、抵抗９５と３端
子レギュレータ９３で成る定電圧発生回路との直列回路
を接続している。また、ダイオード９４のカソードには
ダイオード９６のカソードを接続し、ダイオード９６の
アノードとグランドとの間には、抵抗９７と３端子レギ
ュレータ９２で成る定電圧発生回路との直列回路を接続
している。

【００９２】そして、上記ダイオード９６のアノードに
半導体レーザ８１のアノードが接続され、半導体レーザ
８１のカソードとグランドとの間には抵抗９８が介設さ
れ、入力信号発生部８６からの入力信号は、抵抗９９を
介してトランジスタ８２のベースに入力される。

【００９３】ここで、ノードＤの電位をＶ_Dとし、ノー
ドＥの電位をＶ_Eとすると、Ｖ_D＜Ｖ_Eの関係にある。

【００９４】本実施例の半導体レーザ駆動装置において
は、上記第６実施例の半導体レーザ駆動装置と同様の効
果を奏することができる。

【００９５】尚、上記第６実施例および第８実施例にお
いては、定電圧発生回路として３端子レギュレータ７
２,７３,９２,９３を用いているが、ＩＣ(集積回路)で
構成されたＩＣレギュレータを用いても差し支えない。

【００９６】ところで、上記各実施の形態においては、
半導体レーザ２１,６１,８１を、近赤外領域の光通信に
用いられるｎ基板でジャンクションアップするタイプと
想定した回路構成例を示している。その場合には、放熱
促進の観点から、トランジスタ２２,６２,６７,８２,８
７としてＮＰＮ型トランジスタが用いられ、半導体レー
ザ２１,６１,８１のカソードがプリント基板のグランド
プレーンに接続されている。もし、半導体レーザ２１,
６１,８１がｎ基板でジャンクションダウンするタイプ
である場合には、トランジスタ２２,６２,６７,８２,８
７としてＰＮＰ型トランジスタを用い、半導体レーザ２
１,６１,８１のアノードがＶccプレーンに接続されるこ
とによって、上述したｎ基板でジャンクションアップす
るタイプの半導体レーザの場合と同様に、放熱促進の観
点から有利となる。

【００９７】また、上記半導体レーザ２１,６１,８１と
してｐ基板の半導体レーザを用いる場合には、ジャンク
ションのタイプによって、半導体レーザ２１,６１,８１
が接続されるプレーンをＶccプレーンとグランドプレー
ンとの間で、用いるトランジスタ２２,６２,６７,８２,
８７をＮＰＮ型とＰＮＰ型との間で、上述したｎ基板の
半導体レーザの場合とは逆に選択すればよい。

【００９８】上述のことから、上記トランジスタ２２,
６２,６７,８２,８７としてＮＰＮ型のトランジスタを
用いる上記各実施の形態においては、半導体レーザ２
１,６１,８１としてカンパッケージタイプの半導体レー
ザを用いる場合には、ｎ基板の半導体レーザのカソード
がダイボンドされたピンがグランドプレーンに接続され
るため、放熱性が促進される。もし、アノードがダイボ
ンドされたｎ基板の半導体レーザである場合には、トラ
ンジスタ２２,６２,６７,８２,８７としてＰＮＰ型のト
ランジスタを用い、半導体レーザ２１,６１,８１のアノ
ードをＶccプレーンに接続することによって放熱性が促
進されるのである。

【００９９】尚、半導体レーザ２１,６１,８１としてカ
ンパッケージタイプのｐ基板半導体レーザを用いる場合
は、半導体レーザチップをプリント基板に実装する場合
と同様である。

【０１００】上記トランジスタ２２,６２,６７,８２,８
７および半導体レーザ２１,６１,８１を以上のように用
いることによって、上記各実施の形態におけるリミッタ
回路２３,６３,８３を適用することができるのである。
尚、トランジスタ２２,６２,６７,８２,８７について
は、上記各実施の形態におけるバイポーラ型のトランジ
スタ以外に、電界効果型トランジスタ(ＦＥＴ)を用いる
ことも可能である。

【０１０１】

【発明の効果】以上より明らかなように、この発明の半
導体発光素子駆動装置は、半導体発光素子を直接あるい
は抵抗のみを介して接地し、入力信号発生部からの入力
信号を増幅する信号増幅手段と上記半導体発光素子との
間に、半導体発光素子への信号電圧あるいは信号電流に
おける上限値および下限値の少なくとも何れか一方を制
限するリミッタ回路を備えたので、上記半導体発光素子
に過大な電流が流れて、上記半導体発光素子が破損する
ことや目に損傷を与えるような過剰な光が放射されるこ
とを防止できる。さらに、上記半導体発光素子の発光閾
値以下の電流が流れて、上記半導体発光素子の応答速度
が遅くなることを防止できる。

【０１０２】その際に、上記リミッタ回路が動作してい
る際にも上記半導体発光素子には電流が流れるため、入
力信号発生部からの入力信号が有する情報の出力が遮断
されることはない。さらに、上記半導体発光素子は、広
い面積を有するグランドに直接接続して放熱性の向上を
図ることができ、上記半導体発光素子の熱飽和や特性劣
化を抑制することができる。

【０１０３】また、１実施例の半導体発光素子駆動装置
は、上記リミッタ回路を、逆方向電圧の変化に拘らずに
一定値のツェナー電圧を発生させるツェナーダイオード
を含んで構成したので、上記リミッタ回路を上記半導体
発光素子と並列に接続することによって、上記半導体発
光素子への信号電圧の上限値を、簡単な構成によって制
限できる。

【０１０４】また、１実施例の半導体発光素子駆動装置
は、上記リミッタ回路をダイオードを含んで構成された
並列ダイオードクリッパとしたので、上記半導体発光素
子への信号電圧の上限値を上記ダイオードの順方向電圧
に制限できる。その際に、上記ダイオードを複数個直列
に接続すれば、信号電圧の上限値を所望の電圧に微調整
できる。

【０１０５】また、１実施例の半導体発光素子駆動装置
は、上記リミッタ回路を、ダイオードを含んで構成され
た直列ダイオードクリッパとしたので、上記ダイオード
の両端電圧が順方向電圧より高くなると当該ダイオード
は導通状態となる。したがって、上記信号増幅手段から
半導体発光素子への信号電圧の上限値を制限できる。そ
の際に、上記ダイオードを複数個直列に接続すれば、信
号電圧の上限値を所望の電圧に微調整できる。

【０１０６】また、１実施例の半導体発光素子駆動装置
は、上記リミッタ回路を、並列ダイオードクリッパある
いは直列ダイオードクリッパに加えて定電圧発生回路を
含んで構成したので、上記リミッタ回路を構成するダイ
オードが導通状態となった後における上記半導体発光素
子への信号電圧を、上記定電圧発生回路によって定電圧
に保つことができる。したがって、上記信号増幅手段か
ら半導体発光素子への信号電圧の上限値を、より確実に
制限することができる。

【０１０７】また、１実施例の半導体発光素子駆動装置
は、上記リミッタ回路をトランジスタを含んで構成した
ので、上記トランジスタの制御端子に上記信号増幅手段
からの増幅信号を入力することによって、上記トランジ
スタを流れる電流の上限値を制御できる。したがって、
上記半導体発光素子を流れる電流の上限値を制限するこ
とができる。

【０１０８】また、１実施例の半導体発光素子駆動装置
は、上記リミッタ回路を、ダイオードと定電圧発生回路
とを含んで構成された並列ダイオードクリッパ、およ
び、ダイオードと抵抗と定電圧発生回路を含んで構成さ
れた直列ダイオードクリッパを含んで構成したので、上
記並列ダイオードクリッパによって、上記半導体発光素
子への信号電圧の上限値を制限できる。さらに、上記直
列ダイオードクリッパによって、上記半導体発光素子へ
の信号電圧の下限値を制限できる。したがって、上記信
号電圧の上限値と下限値との両方を制限できる。

【０１０９】また、１実施例の半導体発光素子駆動装置
は、上記定電圧発生回路を構成するコンデンサと直列に
定電流ダイオードを接続したので、上記コンデンサに流
れ込む電流値の上限を制限できる。したがって、上記コ
ンデンサを小容量化することが可能になり、装置の小型
化を図ることができる。

【０１１０】また、１実施例の半導体発光素子駆動装置
は、上記半導体発光素子を半導体レーザとし、上記半導
体レーザを、基板に配置された反射構造物内に上記基板
上に形成された金属面にカソードを直接導通させて搭載
したので、広い面積を有する上記金属面によって上記半
導体レーザの放熱性を促進することができる。

【０１１１】また、１実施例の半導体発光素子駆動装置
は、上記反射構造物を、金属で構成すると共に、上記基
板の裏面に形成された金属面に接触させて上記基板内に
埋め込んだので、上記金属面による上記半導体レーザの
放熱性の促進に加えて、上記反射構造物によっても放熱
性を促進できる。さらに、上記反射構造物を基板内に埋
め込んでいるので、装置の高さを抑えることができる。

【０１１２】また、１実施例の半導体発光素子駆動装置
は、上記反射構造物を、金属で構成すると共に、上記基
板の表面に形成された金属面上にこの金属面に接触させ
て配置したので、上記金属面による上記半導体レーザの
放熱性の促進に加えて、上記反射構造物によっても放熱
性を促進できる。さらに、上記反射構造物の容積を変え
て熱容量を大きくすることによって、より放熱性を促進
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の半導体発光素子駆動装置における
回路図である。

【図２】図１に示す半導体発光素子駆動装置の一実施
例における回路図である。

【図３】図２における半導体レーザの端子間電圧の例
を示す図である。

【図４】プリント基板上にチップタイプの半導体レー
ザを搭載した場合における半導体レーザ近傍の断面を示
す図である。

【図５】図２とは異なる実施例の回路図である。

【図６】図２および図５とは異なる実施例の回路図で
ある。

【図７】図２,図５および図６とは異なる実施例の回
路図である。

【図８】図２および図５〜図７とは異なる実施例の回
路図である。

【図９】図８における定電流ダイオードの電圧‐電流
特性図である。

【図１０】図１とは異なる半導体発光素子駆動装置の
回路図である。

【図１１】図１０に示す半導体発光素子駆動装置の一
実施例における回路図である。

【図１２】トランジスタのベース電流‐コレクタ電流
特性図である。

【図１３】図１１とは異なる実施例の回路図である。

【図１４】図１および図１０とは異なる半導体発光素
子駆動装置における回路図である。

【図１５】図１４に示す半導体発光素子駆動装置の一
実施例における回路図である。

【図１６】図１５とは異なる実施例の回路図である。

【図１７】従来の半導体発光素子駆動装置の一例を示
す回路図である。

【図１８】図１７とは異なる半導体発光素子駆動装置
の回路図である。

【符号の説明】

２１,６１,８１…半導体レーザ、２２,６２,６７,８２,８７…トランジスタ、２３,６３,８３…リミッタ回路、２４,６４,８４…電圧源、２５,６６,８６…入力信号発生部、２６…ツェナーダイオード、２７〜２９,４３,４４,４７,５０〜５４,６５,６８〜７
１,７５,７７〜７９,８５,８８〜９１,９５,９７〜９９
…抵抗、３０,３３,３６,３９…プリント基板、３１,３５,３８,４１…反射構造体、３２,３４,３７,４０…金属面、４２,４５,４８,７４,７６,９４,９６…ダイオード、４６,４９…コンデンサ、５５,５６…定電流ダイオード、７２,７３,９２,９３…３端子レギュレータ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】伝達された信号に応じて変調された入力
信号を発生する入力信号発生部と、上記入力信号を増幅
する信号増幅手段を有して、上記信号増幅手段で増幅さ
れた増幅信号によって半導体発光素子を駆動する半導体
発光素子駆動装置において、上記半導体発光素子は、直接あるいは抵抗のみを介して
接地されると共に、上記信号増幅手段と半導体発光素子との間に介設され
て、上記信号増幅手段から半導体発光素子への信号電圧
あるいは信号電流における上限値および下限値の少なく
とも何れか一方を制限するリミッタ回路を備えたことを
特徴とする半導体発光素子駆動装置。
【請求項２】請求項１に記載の半導体発光素子駆動装
置において、上記リミッタ回路は、ツェナーダイオードを含んで構成
されていることを特徴とする半導体発光素子駆動装置。
【請求項３】請求項１に記載の半導体発光素子駆動装
置において、上記リミッタ回路は、ダイオードを含んで構成された並
列ダイオードクリッパであることを特徴とする半導体発
光素子駆動装置。
【請求項４】請求項１に記載の半導体発光素子駆動装
置において、上記リミッタ回路は、ダイオードを含んで構成された直
列ダイオードクリッパであることを特徴とする半導体発
光素子駆動装置。
【請求項５】請求項３あるいは請求項４に記載の半導
体発光素子駆動装置において、上記リミッタ回路は、定電圧発生回路を含んで構成され
ていることを特徴とする半導体発光素子駆動装置。
【請求項６】請求項１に記載の半導体発光素子駆動装
置において、上記リミッタ回路は、トランジスタを含んで構成されて
いることを特徴とする半導体発光素子駆動装置。
【請求項７】請求項１に記載の半導体発光素子駆動装
置において、上記リミッタ回路は、ダイオードと定電圧発生回路とを
含んで構成された並列ダイオードクリッパ、および、ダ
イオードと抵抗と定電圧発生回路を含んで構成された直
列ダイオードクリッパを含んで構成されていることを特
徴とする半導体発光素子駆動装置。
【請求項８】請求項５あるいは請求項７に記載の半導
体発光素子駆動装置において、上記定電圧発生回路は、３端子レギュレータあるいはＩ
Ｃレギュレータであることを特徴とする半導体発光素子
駆動装置。
【請求項９】請求項５あるいは請求項７に記載の半導
体発光素子駆動装置において、上記定電圧発生回路は、抵抗とコンデンサとの並列回路
であることを特徴とする半導体発光素子駆動装置。
【請求項１０】請求項９に記載の半導体発光素子駆動
装置において、上記定電圧発生回路を構成するコンデンサと直列に定電
流ダイオードを接続したことを特徴とする半導体発光素
子駆動装置。
【請求項１１】請求項１乃至請求項１０の何れか一つ
に記載の半導体発光素子駆動装置において、上記半導体発光素子は半導体レーザであり、上記半導体レーザは、基板に配置されて上記半導体レー
ザからのレーザ光を反射させる反射構造物内に、上記基
板上に形成された金属面にカソードを直接導通させて搭
載されていることを特徴とする半導体発光素子駆動装
置。
【請求項１２】請求項１１に記載の半導体発光素子駆
動装置において、上記反射構造物は、金属で構成されると共に、上記基板
の裏面に形成された金属面に接触するように上記基板内
に埋め込まれていることを特徴とする半導体発光素子駆
動装置。
【請求項１３】請求項１１に記載の半導体発光素子駆
動装置において、上記反射構造物は、金属で構成されると共に、上記基板
の表面に形成された金属面上にこの金属面に接触して配
置されていることを特徴とする半導体発光素子駆動装
置。