JP2973526B2 - 電界効果トランジスタ論理回路 - Google Patents
電界効果トランジスタ論理回路Info
- Publication number
- JP2973526B2 JP2973526B2 JP3000603A JP60391A JP2973526B2 JP 2973526 B2 JP2973526 B2 JP 2973526B2 JP 3000603 A JP3000603 A JP 3000603A JP 60391 A JP60391 A JP 60391A JP 2973526 B2 JP2973526 B2 JP 2973526B2
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- Japan
- Prior art keywords
- node
- gate
- electrode connected
- circuit
- power supply
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- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電界効果トランジスタ論
理回路に関し、特にレーザーダイオード駆動用ＩＣのバ
イアス電流の温度補償回路に関するものである。
理回路に関し、特にレーザーダイオード駆動用ＩＣのバ
イアス電流の温度補償回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ＧａＡｓ半導体はＳｉに比べ、電子の移
動度が数倍速く、更に半絶縁性基板を容易に得ることが
できるために、集積化を図る際に回路の寄生容量を低減
出来、高速論理動作が可能との考えから各所で精力的な
研究開発が行なわれてきている。ＧａＡｓ半導体は一部
市販が開始されており、特に次期光通信システムに必要
となる１０Ｇｂｐｓ以上の超高速光通信用ＳＳＩに期待
が集まっている。
動度が数倍速く、更に半絶縁性基板を容易に得ることが
できるために、集積化を図る際に回路の寄生容量を低減
出来、高速論理動作が可能との考えから各所で精力的な
研究開発が行なわれてきている。ＧａＡｓ半導体は一部
市販が開始されており、特に次期光通信システムに必要
となる１０Ｇｂｐｓ以上の超高速光通信用ＳＳＩに期待
が集まっている。
【０００３】光通信システムは図３に示すように、電気
信号をレーザーダイオード３で電気信号を光信号に変換
し光ファイバー５を用いて伝送し、アバランシェフォト
ダイオード６で再び電気信号に変換するものであるが、
このシステムにおけるレーザーダイオードを駆動するた
めに一定のしきい値電流と変調用の電流が必要である。
信号をレーザーダイオード３で電気信号を光信号に変換
し光ファイバー５を用いて伝送し、アバランシェフォト
ダイオード６で再び電気信号に変換するものであるが、
このシステムにおけるレーザーダイオードを駆動するた
めに一定のしきい値電流と変調用の電流が必要である。
【０００４】レーザーダイオードのしきい値電流はレー
ザーダイオードの発熱等による温度上昇で増大する傾向
にあり、温度が変動しても一定の光出力を得るために
は、しきい値電流変動に相当するバイアス電流を制御す
る必要がある。
ザーダイオードの発熱等による温度上昇で増大する傾向
にあり、温度が変動しても一定の光出力を得るために
は、しきい値電流変動に相当するバイアス電流を制御す
る必要がある。
【０００５】このレーザーダイオードを駆動するＩＣ７
は、図４に示すように、差動回路１とバイアス回路２で
構成され一定電流にバイアスされた変調電流をレーザー
ダイオード３に供給し、バイアス回路のＦＥＴのゲート
はレーザーダイオードの光出力をモニタし光出力が低下
するとゲート電圧を高くさせ、光出力が増大するとゲー
ト電圧を低下させることで光出力を制御する方法がとら
れていた。
は、図４に示すように、差動回路１とバイアス回路２で
構成され一定電流にバイアスされた変調電流をレーザー
ダイオード３に供給し、バイアス回路のＦＥＴのゲート
はレーザーダイオードの光出力をモニタし光出力が低下
するとゲート電圧を高くさせ、光出力が増大するとゲー
ト電圧を低下させることで光出力を制御する方法がとら
れていた。
【０００６】図４において、１１、１２、１３、１４は
デプレーション型ｎチャネルＭＥＳＦＥＴ、１５はレベ
ルシフト素子としての抵抗である。ＦＥＴ１１のドレイ
ン電極が電源端子１００に接続され、ゲート電極は入力
端子２０に接続され、ソース電極は節点４１に接続さ
れ、ＦＥＴ１２のドレイン電極は出力端子３０に接続さ
れ、ゲート電極は入力端子２１に接続され、ソース電極
は節点４１に接続され、ＦＥＴ１３のドレイン電極は節
点４１に接続され、ゲート及びソース電極は電源端子１
０１に接続されており、これらＦＥＴ１１、１２及び１
３は差動回路１を構成している。ＦＥＴ１４はドレイン
電極が出力端子３０に接続され、ゲート電極が光出力の
帰還回路４に接続され、ソース電極が電源端子１０１に
接続されている。
デプレーション型ｎチャネルＭＥＳＦＥＴ、１５はレベ
ルシフト素子としての抵抗である。ＦＥＴ１１のドレイ
ン電極が電源端子１００に接続され、ゲート電極は入力
端子２０に接続され、ソース電極は節点４１に接続さ
れ、ＦＥＴ１２のドレイン電極は出力端子３０に接続さ
れ、ゲート電極は入力端子２１に接続され、ソース電極
は節点４１に接続され、ＦＥＴ１３のドレイン電極は節
点４１に接続され、ゲート及びソース電極は電源端子１
０１に接続されており、これらＦＥＴ１１、１２及び１
３は差動回路１を構成している。ＦＥＴ１４はドレイン
電極が出力端子３０に接続され、ゲート電極が光出力の
帰還回路４に接続され、ソース電極が電源端子１０１に
接続されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】図４に示したレーザー
ダイオード駆動回路においては、バイアス電流をレーザ
ーダイオードの温度上昇に伴い増加させるために光出力
をモニタする素子とそれを駆動回路に帰還するための回
路が必要であり、これらの回路をハイブリッドで構成し
ているため、コストが高く、モジュール化した場合にサ
イズが大きくなる欠点を有している。
ダイオード駆動回路においては、バイアス電流をレーザ
ーダイオードの温度上昇に伴い増加させるために光出力
をモニタする素子とそれを駆動回路に帰還するための回
路が必要であり、これらの回路をハイブリッドで構成し
ているため、コストが高く、モジュール化した場合にサ
イズが大きくなる欠点を有している。
【０００８】本発明の目的は、レーザーダイオードの温
度変動に応じてバイアス電流を補償する回路を搭載した
レーザーダイオード駆動用の電界効果トランジスタ論理
回路を提供しようとすることにある。
度変動に応じてバイアス電流を補償する回路を搭載した
レーザーダイオード駆動用の電界効果トランジスタ論理
回路を提供しようとすることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の電界効果トラン
ジスタ論理回路は、ドレイン電極が第１の電源端子に接
続されゲート電極が第１の入力端子に接続されソース電
極が第１の節点に接続された第１のＭＥＳＦＥＴと、ド
レイン電極が出力端子に接続されゲート電極が第２の入
力端子に接続されソース電極が前記第１節点に接続され
た第２のＭＥＳＦＥＴと、ドレイン電極が前記第１の節
点に接続され、ゲート及びソース電極が第２の電源端子
に接続された第３のＭＥＳＦＥＴとから成る差動回路
と、ドレイン電極が前記第１の出力端子に接続され、ゲ
ート電極が第２の節点に接続され、ソース電極が第３の
節点に接続された第４のＭＥＳＦＥＴと、アノードが前
記第３の節点に接続され、カソードが前記第２の電源端
子に接続された第１のトンネルダイオードから成るバイ
アス回路と、ドレイン電極が第３の電源に接続され、ゲ
ート及びソース電極が前記第２の節点に接続された第５
のＭＥＳＦＥＴと一端が前記第２の節点に接続され、他
端が前記第２の電源端子接続された負荷素子とから成る
基準電圧発生回路とを有することを特徴とする。
ジスタ論理回路は、ドレイン電極が第１の電源端子に接
続されゲート電極が第１の入力端子に接続されソース電
極が第１の節点に接続された第１のＭＥＳＦＥＴと、ド
レイン電極が出力端子に接続されゲート電極が第２の入
力端子に接続されソース電極が前記第１節点に接続され
た第２のＭＥＳＦＥＴと、ドレイン電極が前記第１の節
点に接続され、ゲート及びソース電極が第２の電源端子
に接続された第３のＭＥＳＦＥＴとから成る差動回路
と、ドレイン電極が前記第１の出力端子に接続され、ゲ
ート電極が第２の節点に接続され、ソース電極が第３の
節点に接続された第４のＭＥＳＦＥＴと、アノードが前
記第３の節点に接続され、カソードが前記第２の電源端
子に接続された第１のトンネルダイオードから成るバイ
アス回路と、ドレイン電極が第３の電源に接続され、ゲ
ート及びソース電極が前記第２の節点に接続された第５
のＭＥＳＦＥＴと一端が前記第２の節点に接続され、他
端が前記第２の電源端子接続された負荷素子とから成る
基準電圧発生回路とを有することを特徴とする。
【００１０】
【作用】本発明による電界効果トランジスタ論理回路に
おいては、バイアス回路のゲート電位を基準電圧発生回
路から得ることにより、バイアス回路電流源ＦＥＴのゲ
ート・ソース間電圧を温度上昇とともに大きくすること
で電流ＦＥＴの電流を増加させ、レーザーダイオードの
規格に於ける最高温度以上ではトンネルダイオードを流
れる電流が遷移電流値を越えることでダイオードの両端
にかかる電圧が増加しバイアス回路電流源ＦＥＴのソー
ス・ゲート間電圧が低下するように設定すれば、温度上
昇での光出力変動を小さく抑え、動作温度が規格値以上
になった場合にはバイアス電流を抑え、過剰電流がレー
ザーダイオードに流れることを防ぐことが可能となる。
おいては、バイアス回路のゲート電位を基準電圧発生回
路から得ることにより、バイアス回路電流源ＦＥＴのゲ
ート・ソース間電圧を温度上昇とともに大きくすること
で電流ＦＥＴの電流を増加させ、レーザーダイオードの
規格に於ける最高温度以上ではトンネルダイオードを流
れる電流が遷移電流値を越えることでダイオードの両端
にかかる電圧が増加しバイアス回路電流源ＦＥＴのソー
ス・ゲート間電圧が低下するように設定すれば、温度上
昇での光出力変動を小さく抑え、動作温度が規格値以上
になった場合にはバイアス電流を抑え、過剰電流がレー
ザーダイオードに流れることを防ぐことが可能となる。
【００１１】
【実施例】以下に本発明の実施例を図によって説明す
る。図１に本発明による電界効果トランジスタ論理回路
の一実施例を示す。本実施例では、バイアス回路の電流
源ＦＥＴ１４のソース電極が節点４３に接続され、ゲー
ト電圧をドレイン電極が電源端子１０２に接続され、ゲ
ート及びソース電極が節点４２に接続されたＦＥＴ１６
と一端が節点４２に接続され、他端が電源端子１０２に
接続された抵抗１５とから成る基準電圧発生回路から得
ている。また、トンネルダイオード１７はアノードが節
点４３に接続され、カソードが電源端子１０１に接続さ
れている。その他の構成は、図４に示した回路の構成と
同様であり、同一の要素には同一の番号を付してある。
る。図１に本発明による電界効果トランジスタ論理回路
の一実施例を示す。本実施例では、バイアス回路の電流
源ＦＥＴ１４のソース電極が節点４３に接続され、ゲー
ト電圧をドレイン電極が電源端子１０２に接続され、ゲ
ート及びソース電極が節点４２に接続されたＦＥＴ１６
と一端が節点４２に接続され、他端が電源端子１０２に
接続された抵抗１５とから成る基準電圧発生回路から得
ている。また、トンネルダイオード１７はアノードが節
点４３に接続され、カソードが電源端子１０１に接続さ
れている。その他の構成は、図４に示した回路の構成と
同様であり、同一の要素には同一の番号を付してある。
【００１２】今、入力端子２０に「Ｈ」レベルが、入力
端子２１に「Ｌ」レベルが入力されると出力端子３０に
流れる電流は低下し、入力端子２０に「Ｌ」レベルが、
２１に「Ｈ」レベルが入力されると出力端子３０に流れ
る電流は増加する。また、出力端子３０に接続されたバ
イアス回路電流源ＦＥＴによって出力端子３０に流れる
電流は一定のバイアス電流が流されている。この時の電
流量はＦＥＴ１４のゲートバイアスによって決定され
る。
端子２１に「Ｌ」レベルが入力されると出力端子３０に
流れる電流は低下し、入力端子２０に「Ｌ」レベルが、
２１に「Ｈ」レベルが入力されると出力端子３０に流れ
る電流は増加する。また、出力端子３０に接続されたバ
イアス回路電流源ＦＥＴによって出力端子３０に流れる
電流は一定のバイアス電流が流されている。この時の電
流量はＦＥＴ１４のゲートバイアスによって決定され
る。
【００１３】このゲートバイアスは基準電圧発生回路か
ら得られるものであり、ＦＥＴ１６のしきい値電圧は温
度上昇により負側にシフトするため抵抗１５に於ける電
圧効果が増大し、そのためＦＥＴ１４のゲート・ソース
間電圧を増大させることでバイアス電流を温度上昇とと
もに増加させることが可能となる。
ら得られるものであり、ＦＥＴ１６のしきい値電圧は温
度上昇により負側にシフトするため抵抗１５に於ける電
圧効果が増大し、そのためＦＥＴ１４のゲート・ソース
間電圧を増大させることでバイアス電流を温度上昇とと
もに増加させることが可能となる。
【００１４】また、規格値以上の温度では、図２に示す
ように、トンネルダイオード１７の遷移電流以上の電流
でダイオード両端の電圧が増加することにより一定以上
のゲート・ソース間電圧がＦＥＴ１４に印加されないよ
うにすることで過剰電流がレーザーダイオードに流れな
いように制御することが可能となる。結果として、この
バイアス回路の電流量により駆動されたレーザーダイオ
ードの光出力は、温度変動による影響を受けなくなる。
ように、トンネルダイオード１７の遷移電流以上の電流
でダイオード両端の電圧が増加することにより一定以上
のゲート・ソース間電圧がＦＥＴ１４に印加されないよ
うにすることで過剰電流がレーザーダイオードに流れな
いように制御することが可能となる。結果として、この
バイアス回路の電流量により駆動されたレーザーダイオ
ードの光出力は、温度変動による影響を受けなくなる。
【００１５】
【発明の効果】本発明による電界効果トランジスタ論理
回路では、バイアス回路電流源ＦＥＴのゲートバイアス
を基準電圧発生回路から得ているため、レーザーダイオ
ード駆動回路のチップ上に集積化が可能で、従って、通
常の光通信システムの光出力制御方法に比べ、製造コス
トの低減を図ることが可能となる。
回路では、バイアス回路電流源ＦＥＴのゲートバイアス
を基準電圧発生回路から得ているため、レーザーダイオ
ード駆動回路のチップ上に集積化が可能で、従って、通
常の光通信システムの光出力制御方法に比べ、製造コス
トの低減を図ることが可能となる。
【図１】本発明の一実施例を示す回路図である。
【図２】本発明のトンネルダイオードを付加したバイア
ス回路の動作を説明する図である。
ス回路の動作を説明する図である。
【図３】光通信システムを示す図である。
【図４】従来例を説明する回路図である。
１ 差動回路 ２ バイアス回路 ３ レーザーダイオード ４ 光出力モニタ回路 ５ 光ファイバー ６ アバランシェフォトダイオード ７ レーザーダイオード駆動ＩＣ ８ プリアンプ １１、１２、１３、１４、１６ デプレーション型Ｆ
ＥＴ １５ 抵抗 １７ トンネルダイオード ２０、２１ 入力端子 ３０ 出力端子 ４１、４２、４３ 節点 １００、１０１、１０２ 電源端子
ＥＴ １５ 抵抗 １７ トンネルダイオード ２０、２１ 入力端子 ３０ 出力端子 ４１、４２、４３ 節点 １００、１０１、１０２ 電源端子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01S 3/18 636 H03K 17/687 H03K 17/78 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (1)
- 【請求項１】 ドレイン電極が第１の電源端子に接続さ
れゲート電極が第１の入力端子に接続されソース電極が
第１の節点に接続された第１のＭＥＳＦＥＴとドレイン
電極が出力端子に接続されゲート電極が第２の入力端子
に接続されソース電極が前記第１節点に接続された第２
のＭＥＳＦＥＴとドレイン電極が前記第１の節点に接続
されゲート及びソース電極が第２の電源端子に接続され
た第３のＭＥＳＦＥＴとから成る差動回路と、ドレイン
電極が前記第１の出力端子に接続されゲート電極が第２
の節点に接続されソース電極が第３の節点に接続された
第４のＭＥＳＦＥＴとアノードが前記第３の節点に接続
されカソードが前記第２の電源端子に接続された第１の
トンネルダイオードから成るバイアス回路と、ドレイン
電極が第３の電源に接続されゲート及びソース電極が前
記第２の節点に接続された第５のＭＥＳＦＥＴと一端が
前記第２の節点に接続され他端が前記第２の電源端子接
続された負荷素子とから成る基準電圧発生回路とを有す
ることを特徴とする電界効果トランジスタ論理回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3000603A JP2973526B2 (ja) | 1991-01-08 | 1991-01-08 | 電界効果トランジスタ論理回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3000603A JP2973526B2 (ja) | 1991-01-08 | 1991-01-08 | 電界効果トランジスタ論理回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0513850A JPH0513850A (ja) | 1993-01-22 |
| JP2973526B2 true JP2973526B2 (ja) | 1999-11-08 |
Family
ID=11478310
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3000603A Expired - Lifetime JP2973526B2 (ja) | 1991-01-08 | 1991-01-08 | 電界効果トランジスタ論理回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2973526B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005217235A (ja) | 2004-01-30 | 2005-08-11 | Hitachi Ltd | レーザ露光装置及びこれを用いたプリンタ |
-
1991
- 1991-01-08 JP JP3000603A patent/JP2973526B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 電子情報通信学会技術研究報告 Ｖｏｌ．８７，Ｎｏ．３２９，ｐｐ．７９−８３ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0513850A (ja) | 1993-01-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19990803 |