JP2530368B2 - Drive current measurement circuit - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 電界効果トランジスタを用いた発光素子駆動回路にお
ける発光素子の駆動電流を測定するようにした駆動電流
測定回路に関し、 発光素子駆動回路の最大駆動電流の低下を防止するこ
とを目的とし、 第１の電界効果トランジスタによる電流源を有し、直
列接続された発光素子に駆動電流を供給する第１の電流
供給手段と、第１の電界効果トランジスタのゲート幅を
所定倍率で縮小した第２の電界効果トランジスタによる
電流源を有する第２の電流供給手段と、第２の電流供給
手段に直列接続され、一方端が測定端子に接続された抵
抗器とを備え、第１の電流供給手段による電流供給動作
と並行して第２の電流供給手段による抵抗器への電流供
給動作を行うように構成する。The present invention relates to a drive current measuring circuit configured to measure a drive current of a light emitting element in a light emitting element drive circuit using a field effect transistor, and to reduce the maximum drive current of the light emitting element drive circuit. For the purpose of preventing, a first current supply means for supplying a drive current to a light emitting element connected in series, which has a current source by a first field effect transistor, and a gate width of the first field effect transistor are provided. A second current supply means having a current source by a second field effect transistor reduced by a predetermined magnification; and a resistor connected in series to the second current supply means and having one end connected to a measurement terminal, The current supply operation by the second current supply means is performed in parallel with the current supply operation by the first current supply means.
〔産業上の利用分野〕 本発明は、電界効果トランジスタを用いた発光素子駆
動回路における発光素子の駆動電流を測定するようにし
た駆動電流測定回路に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a drive current measuring circuit adapted to measure a drive current of a light emitting element in a light emitting element drive circuit using a field effect transistor.
近年の光通信や光ディスク装置の発達に伴って、半導
体レーザー等の発光素子が多用されている。例えば、こ
の発光素子を使用した装置の一例として光中継器があ
る。この光中継器は、光ファイバ等の光伝送路を伝播す
る光信号の損失，歪み等を補償するためのものである。With the recent development of optical communication and optical disc devices, light emitting elements such as semiconductor lasers are widely used. For example, there is an optical repeater as an example of a device using this light emitting element. This optical repeater is for compensating for loss, distortion, etc. of an optical signal propagating through an optical transmission line such as an optical fiber.
光中継器は、入力光を電気信号に変換する光−電気変
換回路（O/E回路）、O/E回路の出力を増幅する増幅回
路、電気信号を光信号に変換して光出力として出力する
電気−光変換回路（E/O回路）、各構成回路の異常監視
を行う監視回路等を備えている。An optical repeater is an optical-electrical conversion circuit (O / E circuit) that converts input light into an electrical signal, an amplifier circuit that amplifies the output of the O / E circuit, and converts the electrical signal into an optical signal and outputs it as an optical output. It is equipped with an electro-optical conversion circuit (E / O circuit), a monitoring circuit for monitoring the abnormality of each constituent circuit, and the like.
E/O回路における電気信号から光信号への変換は半導
体レーザー等によって行われるが、この半導体レーザー
の劣化による光出力のレベル低下を防ぐために、この半
導体レーザーの駆動電流を調製する必要があり、そのた
めこの駆動電流を測定する必要があった。Conversion from an electric signal to an optical signal in the E / O circuit is performed by a semiconductor laser or the like, but in order to prevent a decrease in the level of optical output due to deterioration of this semiconductor laser, it is necessary to adjust the drive current of this semiconductor laser, Therefore, it was necessary to measure this drive current.
一般に、電界効果トランジスタ（FET）を用いた発光
素子駆動回路では、電流源となるFETのゲート電位とド
レイン電流との間に線形性がないため、ゲート電位を測
定して駆動電流を知ることができなかった。そこで、駆
動電流を測定するために、電流源となるFETのソース端
子に抵抗器を接続してソース電位を測定することによ
り、駆動電流を測定していた。In general, in a light emitting element drive circuit using a field effect transistor (FET), there is no linearity between the gate potential and the drain current of the FET that is the current source, so it is possible to know the drive current by measuring the gate potential. could not. Therefore, in order to measure the drive current, the drive current is measured by connecting a resistor to the source terminal of the FET serving as the current source and measuring the source potential.
第３図に従来例の構成を示す。 FIG. 3 shows the configuration of a conventional example.
図において、311,313,315はデプレッション形のFET
を、321はダイオードを、331は抵抗器を、341は発光素
子をそれぞれ示している。３つのFET311,313,315及びダ
イオード321によって発光素子341の駆動回路が構成され
ている。In the figure, 311, 313 and 315 are depletion type FETs.
, 321 is a diode, 331 is a resistor, and 341 is a light emitting element. A driving circuit for the light emitting element 341 is configured by the three FETs 311, 313, 315 and the diode 321.
FET315による駆動電流は、FET315のソース端子に接続
されたダイオード321,抵抗器331を介して電源端子VSSに
流れ込む。従って、ダイオード321のカソード側と抵抗
器331の接続点を測定端子とし、この測定端子の電位を
測定することにより、発光素子341の駆動電流を測定す
ることができる。The drive current by the FET 315 flows into the power supply terminal V SS via the diode 321 and the resistor 331 connected to the source terminal of the FET 315. Therefore, the drive current of the light emitting element 341 can be measured by using the connection point between the cathode side of the diode 321 and the resistor 331 as a measurement terminal and measuring the potential of this measurement terminal.
ところで、上述した従来方式にあっては、発光素子34
1の駆動回路に抵抗器331を直列接続しているため、この
抵抗器331の電圧降下により、最大駆動電流が低下する
という問題点があった。抵抗器331による電圧降下があ
るため、FET313及びFET315の各ソース・ドレイン間電圧
が低下し、そのためドレイン電流の最大値が低下する。By the way, in the above-mentioned conventional method, the light emitting element 34
Since the resistor 331 is connected in series to the drive circuit of No. 1, there is a problem that the maximum drive current is reduced due to the voltage drop of the resistor 331. Since there is a voltage drop due to the resistor 331, the source-drain voltage of the FET 313 and the FET 315 decreases, and therefore the maximum value of the drain current decreases.
本発明は、このような点にかんがみて創作されたもの
であり、最大駆動電流の低下を防止するようにした駆動
電流測定回路を提供することを目的としている。The present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to provide a drive current measuring circuit that prevents a decrease in the maximum drive current.
第１図は、本発明の駆動電流測定回路の原理ブロック
図である。FIG. 1 is a principle block diagram of the drive current measuring circuit of the present invention.
図において、第１の電流供給手段121は、第１の電界
効果トランジスタによる電流源を有し、直列接続された
発光素子111に駆動電流を供給する。In the figure, the first current supply means 121 has a current source of a first field effect transistor and supplies a drive current to the light emitting elements 111 connected in series.
第２の電流供給手段131は、第１の電界効果トランジ
スタのゲート幅を所定倍率で縮小した第２の電界効果ト
ランジスタによる電流源を有している。The second current supply means 131 has a current source of a second field effect transistor in which the gate width of the first field effect transistor is reduced by a predetermined factor.
抵抗器141は、第２の電流供給手段131に直列接続さ
れ、一方端が測定端子に接続されている。The resistor 141 is connected in series to the second current supply means 131, and one end thereof is connected to the measurement terminal.
従って、全体として、第１の電流供給手段121による
電流供給動作と並行して第２の電流供給手段131による
抵抗器141への電流供給動作を行うように構成されてい
る。Therefore, as a whole, the current supply operation by the second current supply means 131 is performed in parallel with the current supply operation by the first current supply means 121.
発光素子111は、直列接続された第１の電流供給手段1
21による駆動電流の供給によって駆動される。また、こ
の駆動電流供給動作に並行して、第２の電流供給手段13
1による抵抗器141への電流供給が行われる。第２の電流
供給手段131は、第１の電流供給手段121の電流源となる
第１の電界効果トランジスタのゲート幅を所定倍率で縮
小したゲート幅を有する第２の電界トランジスタを有し
ている。従って、抵抗器141への供給電流は発光素子111
の駆動電流に対して所定倍率（例えば1/N倍）の関係に
あり、この抵抗器141への供給電流は、抵抗器141の一方
端（測定端子）の電位を測定することで測定することが
できる。更に、発光素子111の駆動電流は、この測定端
子の電位測定によって得られた抵抗器141の電流値をＮ
倍することにより求めることができる。The light emitting element 111 is the first current supply means 1 connected in series.
It is driven by the supply of a drive current by 21. Also, in parallel with this drive current supply operation, the second current supply means 13
The current is supplied to the resistor 141 by 1. The second current supply means 131 has a second field transistor having a gate width obtained by reducing the gate width of the first field effect transistor, which is the current source of the first current supply means 121, by a predetermined magnification. . Therefore, the current supplied to the resistor 141 is the light emitting element 111.
There is a predetermined multiplication factor (eg, 1 / N times) to the drive current of, and the current supplied to this resistor 141 should be measured by measuring the potential at one end (measurement terminal) of the resistor 141. You can Further, the drive current of the light emitting element 111 is the current value of the resistor 141 obtained by measuring the potential of this measurement terminal by N
It can be obtained by multiplying.
本発明にあっては、発光素子111を駆動する第１の電
流供給手段121の回路規模を縮小した第２の電流供給手
段131によって抵抗器141に電流を供給し、この抵抗器14
1の一方端の電位を測定することにより、発光素子111の
駆動電流の測定が行われる。In the present invention, the current is supplied to the resistor 141 by the second current supply means 131 in which the circuit scale of the first current supply means 121 for driving the light emitting element 111 is reduced, and the resistor 14 is supplied.
The drive current of the light emitting element 111 is measured by measuring the potential at one end of the light emitting element 111.
以下、図面に基づいて本発明の実施例について詳細に
説明する。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
第２図は、本発明の駆動電流測定回路を用いた一実施
例の構成を示す。FIG. 2 shows the configuration of an embodiment using the drive current measuring circuit of the present invention.
I.実施例と第１図との対応関係 ここで、本発明の実施例と第１図との対応関係を示し
ておく。I. Correspondence between Embodiment and FIG. 1 Here, the correspondence between the embodiment of the present invention and FIG. 1 will be described.
発光素子111は、発光素子211に相当する。 The light emitting element 111 corresponds to the light emitting element 211.
第１の電流供給手段121は、FET221,223,225,ダイオー
ド227に相当する。The first current supply means 121 corresponds to the FETs 221, 223, 225 and the diode 227.
第２の電流供給手段131は、FET231,233,235,ダイオー
ド237に相当する。The second current supply means 131 corresponds to the FETs 231, 233, 235 and the diode 237.
抵抗器141は、抵抗器241に相当する。 The resistor 141 corresponds to the resistor 241.
以上のような対応関係があるものとして、以下本発明
の実施例について説明する。An embodiment of the present invention will be described below on the basis of the above correspondence.
II.実施例の構成及び動作 第２図において、211は半導体レーザー等の発光素子
を、221,223,225はデプレッション形のFETを、227はダ
イオードをそれぞれ示している、３つのFET221,223,225
及びダイオード227によって発光素子211の駆動回路が構
成されている。II. Configuration and operation of the embodiment In FIG. 2, reference numeral 211 denotes a light emitting element such as a semiconductor laser, 221, 223, 225 are depletion type FETs, and 227 is a diode. Three FETs 221, 223, 225 are shown.
A driving circuit for the light emitting element 211 is configured by the diode 227 and the diode 227.
FET221,223の各ソース端子はFET225のドレイン端子に
接続されており、FET223のドレイン端子は出力端子Ｑを
介して発光素子211（発光素子211のカソード側が出力端
子Ｑ側に対応しており、アノード側は接地されている）
に、FET221のドレイン端子は出力端子を介して接地さ
れている。また、FET225のソース端子は、ダイオード22
7（アノード側がソース端子側に対応している）を介し
て電源端子VSSに接続されている。The source terminals of the FETs 221 and 223 are connected to the drain terminal of the FET 225, and the drain terminal of the FET 223 is connected to the light emitting element 211 (the cathode side of the light emitting element 211 corresponds to the output terminal Q side) via the output terminal Q. Side is grounded)
The drain terminal of the FET 221 is grounded via the output terminal. In addition, the source terminal of FET 225 is diode 22
7 (the anode side corresponds to the source terminal side) and is connected to the power supply terminal V SS .
FET225は電流源として作用するものであり、ゲート端
子が駆動電流制御端子VIPに接続されている。また、FET
221,223は電流スイッチとして作用するものであり、作
動対を構成している。それぞれのゲート端子が入力端子
D,に接続されている。この入力端子D,への作動入力
によってFET221,223のスイッチング動作が制御される。FET225 is intended to act as a current source, a gate terminal connected to the driving current control terminal V IP. Also, FET
221, 223 act as a current switch and form an operating pair. Each gate terminal is an input terminal
It is connected to D ,. The switching operation of the FETs 221 and 223 is controlled by the operation input to the input terminal D.
また、第２図において、231,233,235はデプレッショ
ン形のFETを、237,255はダイオードを、241,253は抵抗
器を、251はエンハンスメント形のFETをそれぞれ示して
いる。In FIG. 2, 231, 233 and 235 are depletion type FETs, 237 and 255 are diodes, 241 and 253 are resistors, and 251 is an enhancement type FET.
３つのFET231,233,235及びダイオード237によって、
上述した発光素子211の駆動回路をスケールダウン（ス
ケールダウンについては後述する）したモニタ回路が構
成されている。With three FETs 231, 233, 235 and diode 237,
A monitor circuit is configured by scaling down the drive circuit of the light emitting element 211 described above (scale down will be described later).
このモニタ回路は、上述した発光素子211の駆動回路
と同様の構成を有しており、FET235のゲート端子は駆動
電流制御端子VIPに接続されている。FET231,233の各ド
レイン端子は、抵抗器241を介して接地されており、こ
のゲート端子と抵抗器241の接続点は測定端子に接続さ
れている。This monitor circuit has the same configuration as the drive circuit of the light emitting element 211 described above, and the gate terminal of the FET 235 is connected to the drive current control terminal V IP . The drain terminals of the FETs 231 and 233 are grounded via the resistor 241, and the connection point between the gate terminal and the resistor 241 is connected to the measurement terminal.
また、FET251,抵抗器253,ダイオード255から成る回路
によって、FET231,233に対する作動入力が作成される。
FET251のソース端子及びゲート端子は共に電源端子VSS
に接続されており、ドレイン端子は抵抗器253及びダイ
オード255（カソード側が抵抗器253側に対応している）
を介して接地されている。FET251は定電流源として作用
し、抵抗器253に一定の電流を供給する。抵抗器253の両
端のそれぞれがFET231,233の各ゲート端子に接続されて
おり、抵抗器253の電圧降下に相当する作動入力が供給
される。Also, the circuit composed of the FET 251, the resistor 253, and the diode 255 creates an operation input to the FETs 231 and 233.
The source and gate terminals of FET251 are both power supply terminal V SS
The drain terminal is connected to the resistor 253 and the diode 255 (the cathode side corresponds to the resistor 253 side).
Grounded through. The FET 251 acts as a constant current source and supplies a constant current to the resistor 253. Both ends of the resistor 253 are connected to the gate terminals of the FETs 231 and 233, respectively, and an operation input corresponding to the voltage drop of the resistor 253 is supplied.
また、FET235のゲート幅を縮小することにより、発光
素子211の駆動回路をスケールダウンしたモニタ回路を
実現している。Further, by reducing the gate width of the FET 235, a monitor circuit in which the drive circuit of the light emitting element 211 is scaled down is realized.
一般に、FETのドレイン電流IDは、 と表すことができる。ここで、Wgはゲート幅を、Lgはゲ
ート長を、Vgsはソース・ゲート間電圧を、Vthはしきい
値を、β０は電圧・電流変換効率（Ｋ値）をそれぞれ示
している。In general, the FET drain current I D is It can be expressed as. Here, Wg is the gate width, Lg is the gate length, V gs is the source-gate voltage, V th is the threshold value, and β 0 is the voltage / current conversion efficiency (K value). .
（１）式に示すように、ドレイン電流IDは、ゲート幅
Wgに比例している。従って、FET235のゲート幅を所定倍
率、例えば1/Nにすることで、モニタ回路による供給電
流を発光素子211の駆動回路に対して1/Nにすることがで
きる。すなわち、発光素子211に駆動電流が供給されて
いるときに、モニタ回路から抵抗器241に常にこの駆動
電流の1/Nの電流が供給されることになる。従って、測
定端子の電位を測定することにより、抵抗器241への供
給電流、更には発光素子211への駆動電流を知ることが
できる。As shown in equation (1), the drain current I D is
It is proportional to Wg. Therefore, by setting the gate width of the FET 235 to a predetermined scale factor, for example, 1 / N, the current supplied by the monitor circuit can be set to 1 / N with respect to the drive circuit of the light emitting element 211. That is, when the drive current is being supplied to the light emitting element 211, the monitor circuit always supplies the resistor 241 with a current of 1 / N of this drive current. Therefore, by measuring the potential of the measurement terminal, it is possible to know the supply current to the resistor 241 and further the drive current to the light emitting element 211.
III.実施例のまとめ このようにして、発光素子211の駆動回路をスケール
ダウンしたモニタ回路を備え、このモニタ回路によって
電流測定用の抵抗器241に対して電流供給を行う。この
モニタ回路の電流源となるFET235のゲート幅をFET225の
ゲート幅の1/Nとすることで、モニタ回路による供給電
流を発光素子211の駆動電流の1/Nとすることができ、こ
のモニタ回路による供給電流は抵抗器241による電圧降
下として測定することができる。III. Summary of Examples In this way, the monitor circuit in which the drive circuit of the light emitting element 211 is scaled down is provided, and the monitor circuit supplies current to the resistor 241 for current measurement. By setting the gate width of the FET 235, which is the current source of this monitor circuit, to 1 / N of the gate width of the FET 225, the current supplied by the monitor circuit can be made 1 / N of the drive current of the light emitting element 211. The current supplied by the circuit can be measured as the voltage drop across resistor 241.
従って、発光素子211の駆動回路は、モニタ回路の動
作とは独立に動作し、発光素子211の最大駆動電流が低
下することがない。Therefore, the drive circuit of the light emitting element 211 operates independently of the operation of the monitor circuit, and the maximum drive current of the light emitting element 211 does not decrease.
IV.発明の変形態様 なお、上述した本発明の実施例にあっては、モニタ回
路の作動入力をFET251,抵抗器253,ダイオード255から成
る回路によって供給するようにしたが、駆動回路の作動
入力の容量や動作速度に余裕があれば、この駆動回路の
作動入力を並列に供給するようにしてもよい。IV. Modified Embodiment of the Invention In the above-described embodiment of the present invention, the operating input of the monitor circuit is supplied by the circuit including the FET 251, the resistor 253, and the diode 255. If there is a margin in the capacity and the operating speed, the operating inputs of this drive circuit may be supplied in parallel.
また、実施例では、FET231,233のドレイン端子に抵抗
器241を接続するようにしたが、モニタ回路の電流供給
路上であれば他の部分にあってもよい。例えばFET235の
ドレイン端子に接続し、このドレイン端子を測定端子と
してもよい。Further, in the embodiment, the resistor 241 is connected to the drain terminals of the FETs 231 and 233, but it may be in another portion as long as it is on the current supply path of the monitor circuit. For example, it may be connected to the drain terminal of the FET 235, and this drain terminal may be used as the measurement terminal.
更に、「I.実施例と第１図との対応関係」において、
本発明と実施例との対応関係を説明しておいたが、これ
に限られることはなく、本発明には各種の変形態様があ
ることは当業者であれば容易に推考できるであろう。Furthermore, in “I. Correspondence between Example and FIG. 1”,
Although the correspondence between the present invention and the embodiments has been described, the present invention is not limited to this, and those skilled in the art can easily contemplate that the present invention has various modifications.
上述したように、本発明によれば、発光素子を駆動す
る第１の電流供給手段の回路規模を縮小した第２の電流
供給手段によって抵抗器に電流を供給し、この抵抗器一
方端の電位を測定することにより発光素子の駆動電流の
測定を行う。従って、第１の電流供給手段の動作と駆動
電流測定動作とを独立に行うことにより、発光素子の最
大駆動電流の低下を防止することができるので、実用的
には極めて有用である。As described above, according to the present invention, the current is supplied to the resistor by the second current supply unit in which the circuit scale of the first current supply unit for driving the light emitting element is reduced, and the potential at one end of the resistor is supplied. Is measured to measure the drive current of the light emitting element. Therefore, by independently performing the operation of the first current supply unit and the drive current measurement operation, it is possible to prevent the maximum drive current of the light emitting element from decreasing, which is extremely useful in practice.
第１図は本発明の駆動電流測定回路の原理ブロック図、 第２図は本発明の一実施例の回路図、 第３図は従来例の回路図である。 図において、 111は発光素子、 121は第１の電流供給手段、 131は第２の電流供給手段、 141は抵抗器、 211は発光素子、 221,223,225,231,233,235,251は電界効果トランジスタ
（FET）、 227,237,255はダイオード、 241,253は抵抗器である。FIG. 1 is a principle block diagram of a drive current measuring circuit of the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram of an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a circuit diagram of a conventional example. In the figure, 111 is a light emitting element, 121 is a first current supply means, 131 is a second current supply means, 141 is a resistor, 211 is a light emitting element, 221,223,225,231,233,235,251 are field effect transistors (FETs), 227,237,255 are diodes, and 241,253. Is a resistor.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 近藤 竜一 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−273787（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−274234（ＪＰ，Ａ) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Ryuichi Kondo 1015 Kamiodanaka, Nakahara-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Fujitsu Limited (56) References JP 62-273787 (JP, A) JP 62-274234 (JP, A)
Claims (1)
を有し、直列接続された発光素子（111）に駆動電流を
供給する第１の電流供給手段（121）と、 前記第１の電界効果トランジスタのゲート幅を所定倍率
で縮小した第２の電界効果トランジスタによる電流源を
有する第２の電流供給手段（131）と、 前記第２の電流供給手段（131）に直列接続され、一方
端が測定端子に接続された抵抗器（141）と、 を備え、前記第１の電流供給手段（121）による電流供
給動作と並行して前記第２の電流供給手段（131）によ
る前記抵抗器（141）への電流供給動作を行うように構
成したことを特徴とする駆動電流測定回路。1. A first current supply means (121) having a current source of a first field effect transistor for supplying a drive current to a light emitting element (111) connected in series, and the first field effect. A second current supply means (131) having a current source of a second field effect transistor in which the gate width of the transistor is reduced by a predetermined ratio, and the second current supply means (131) are connected in series and one end thereof is connected. A resistor (141) connected to the measurement terminal, and the resistor (141) provided by the second current supply means (131) in parallel with the current supply operation performed by the first current supply means (121). ), A drive current measuring circuit configured to supply a current to the drive current measuring circuit.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9704089A JP2530368B2 (en) | 1989-04-17 | 1989-04-17 | Drive current measurement circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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- 1989-04-17 JP JP9704089A patent/JP2530368B2/en not_active Expired - Lifetime
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| JPH02275684A (en) | 1990-11-09 |
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