JP4790306B2 - Laser diode drive circuit - Google Patents
Laser diode drive circuit Download PDFInfo
- Publication number
- JP4790306B2 JP4790306B2 JP2005136510A JP2005136510A JP4790306B2 JP 4790306 B2 JP4790306 B2 JP 4790306B2 JP 2005136510 A JP2005136510 A JP 2005136510A JP 2005136510 A JP2005136510 A JP 2005136510A JP 4790306 B2 JP4790306 B2 JP 4790306B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser diode
- circuit
- time constant
- signal
- diode drive
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Description
本発明は、レーザダイオードを駆動するレーザダイオード駆動回路に関するものである。 The present invention relates to a laser diode drive circuit for driving a laser diode.
レーザダイオードのような光半導体素子に電気信号を入力し、変調動作をさせて光信号を出力するような光変調装置を構成する場合、送信すべきデータ(送信データ)に基づいて変調された駆動電流がレーザダイオード駆動回路からレーザダイオードに供給されるが、例えば、レーザダイオードに入力される駆動電流の変化率(伝送レート)が10Gbit/s程度になると、レーザダイオードに流れる電流の立ち上がり部において緩和振動が発生し、波形劣化の原因になることが知られている。このような、レーザダイオードの性質に起因する波形劣化は、伝送速度の上限を規定する原因の一つでもあり、高速伝送を実現するために解決しなければならない問題の一つとして、種々の検討がなされている。 When an optical signal is input to an optical semiconductor element such as a laser diode, and a modulation operation is performed to output an optical signal, the drive modulated based on data to be transmitted (transmission data) The current is supplied from the laser diode drive circuit to the laser diode. For example, when the change rate (transmission rate) of the drive current input to the laser diode becomes about 10 Gbit / s, the current flows through the laser diode at the rising portion. It is known that vibration occurs and causes waveform deterioration. Such waveform deterioration due to the nature of the laser diode is one of the causes for defining the upper limit of the transmission speed, and various studies have been made as one of the problems that must be solved in order to realize high-speed transmission. Has been made.
なお、従来から、この種のレーザダイオード駆動回路において、緩和振動を抑圧する技術を開示した公報が存在する(例えば、特許文献1、2)。
Conventionally, there are publications that disclose techniques for suppressing relaxation oscillation in this type of laser diode drive circuit (for example,
例えば、下記特許文献1に示される従来技術では、差動増幅回路の入力端子と接地間にコンデンサを接続し、入力信号の立ち上がり時にコンデンサが充電されることにより緩和振動を抑制するようにしている。また、例えば、下記特許文献2に示される従来技術では、バッファ回路をレーザダイオード駆動回路の入力段に設け、入力信号の立ち上がり波形を鈍らせ、緩和振動を抑制するようにしている。
For example, in the prior art disclosed in
しかしながら、上記特許文献1に示される従来技術では、入力信号の立ち上がり部の波形を鈍らすと同時に、立ち下がり部の波形も鈍ってしまうため、アイ開口率が低下して伝送信号が劣化してしまうといった問題点があった。
However, in the prior art disclosed in
また、上記特許文献2に示される従来技術では、緩和振動を抑制するために設けられたバッファ回路の出力波形の形状が、トランジスタサイズや、トランジスタ特性で決定されてしまうため、外部から調整を行うことができないといった問題点があった。 In the prior art disclosed in Patent Document 2, the shape of the output waveform of the buffer circuit provided to suppress the relaxation oscillation is determined by the transistor size and transistor characteristics, and is adjusted from the outside. There was a problem that it was not possible.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、レーザダイオードに出力する駆動信号の立ち下がり部の急峻な波形を維持しつつ立ち上がり部の波形を鈍らせて緩和振動を抑圧するとともに、このような駆動信号波形をトランジスタサイズやトランジスタ特性に応じて調整可能としたレーザダイオード駆動回路を提供することを第1の目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and while suppressing the relaxation oscillation by dulling the waveform of the rising portion while maintaining the steep waveform of the falling portion of the drive signal output to the laser diode, It is a first object of the present invention to provide a laser diode driving circuit in which such a driving signal waveform can be adjusted according to transistor size and transistor characteristics.
また、本発明は、レーザダイオード駆動回路を構成した後に、上述のような駆動信号波形を出力させるための外部調整機能を備えたレーザダイオード駆動回路を提供することを第2の目的とする。 A second object of the present invention is to provide a laser diode drive circuit having an external adjustment function for outputting the drive signal waveform as described above after the laser diode drive circuit is configured.
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明にかかるレーザダイオード駆動回路は、入力信号に基づいてレーザダイオードに印加するレーザダイオード駆動信号を生成出力するレーザダイオード駆動回路において、前記レーザダイオード駆動回路は、一対の差動入力端を有し、該差動入力端に印加された前記レーザダイオード駆動信号に基づいてレーザダイオードを駆動する差動増幅回路と、前記差動増幅回路の一方の差動入力端に印加するレーザダイオード駆動信号を生成出力する帰還増幅回路と、前記入力信号を帰還増幅回路に伝達するスイッチ回路と、を備え、前記入力信号に基づいて、前記レーザダイオード駆動信号の立ち下がり部における信号波形が、該レーザダイオード駆動信号の立ち上がり部における信号波形よりも急峻となるように前記スイッチ回路の時定数が切り替え制御されることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, a laser diode driving circuit according to the present invention includes a laser diode driving circuit that generates and outputs a laser diode driving signal to be applied to the laser diode based on an input signal. The drive circuit has a pair of differential input terminals, a differential amplifier circuit that drives a laser diode based on the laser diode drive signal applied to the differential input terminal, and one of the differential amplifier circuits A feedback amplification circuit that generates and outputs a laser diode drive signal to be applied to the differential input terminal; and a switch circuit that transmits the input signal to the feedback amplification circuit. Based on the input signal, the laser diode drive signal The signal waveform at the falling part is more than the signal waveform at the rising part of the laser diode drive signal. Wherein the time constant of the switching circuit is switching control so that Shun.
本発明にかかるレーザダイオード駆動回路によれば、入力信号を後段の増幅器に伝達するスイッチ回路が具備され、伝達されたレーザダイオード駆動信号の立ち下がり部における信号波形が、レーザダイオード駆動信号の立ち上がり部における信号波形よりも急峻となるようにスイッチ回路の時定数が切り替え制御されるので、レーザダイオード駆動信号の立ち下がり部の急峻な波形を維持しつつ立ち上がり部の波形を鈍らせることができるとともに、トランジスタサイズやトランジスタ特性に応じて調整された駆動信号波形を出力することができるという効果を奏する。 According to the laser diode drive circuit of the present invention, the switch circuit for transmitting the input signal to the subsequent amplifier is provided, and the signal waveform at the falling portion of the transmitted laser diode drive signal is the rising portion of the laser diode drive signal. Since the time constant of the switch circuit is controlled so as to be steeper than the signal waveform at, the waveform of the rising portion can be blunted while maintaining the steep waveform of the falling portion of the laser diode drive signal, The driving signal waveform adjusted according to the transistor size and transistor characteristics can be output.
以下に、本発明にかかるレーザダイオード駆動回路の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。 Embodiments of a laser diode drive circuit according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited by this embodiment.
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1にかかるレーザダイオード駆動回路の原理的構成を示す図である。同図に示すレーザダイオード駆動回路は、一対の差動入力端を有し、この差動入力端に印加されるレーザダイオード駆動信号に基づいてレーザダイオード(以下「LD」と表記)13を駆動する差動増幅回路9と、差動増幅回路9の一方の差動入力端に印加するレーザダイオード駆動信号を生成出力する帰還増幅回路7と、入力信号(例えばレーザダイオードに付与する変調信号)を帰還増幅回路7に伝達するスイッチ回路6と、反転端子および非反転端子を有し、例えば入力信号に基づく非反転出力端の出力信号をスイッチ回路6に印加し、入力信号に基づく反転出力端の出力信号を差動増幅回路9の他方の差動入力端に印加するバッファ回路5などを備えている。
FIG. 1 is a diagram showing a basic configuration of a laser diode drive circuit according to a first embodiment of the present invention. The laser diode drive circuit shown in FIG. 1 has a pair of differential input ends, and drives a laser diode (hereinafter referred to as “LD”) 13 based on a laser diode drive signal applied to the differential input ends. The
差動増幅回路9では、電界効果トランジスタ(Field Effect Transistor:以下「FET」と略記)11の負荷としてLD13の一端(例えばカソード端)がFET11の一端(例えばドレイン端)に接続されるとともに、FET11の他端(例えばソース端)とFET12の一端(例えばソース端)とが共通接続され、この共通接続点に電流源14の一端が接続されている。また、差動増幅回路9の一方の差動入力端をなすFET11の制御端(例えばゲート端)には帰還増幅回路7の出力端が接続され、差動増幅回路9の他方の差動入力端をなすFET12の制御端(例えばゲート端)にはバッファ回路5の反転出力端が接続されている。また、電源Vccは、LD13のアノード端とFET12の他端(例えばコレクタ端)との接続点に接続されている。
In the
なお、以下に示す図2〜図5の構成を含み、図1〜図5に示す差動増幅回路9を構成するFET11,12の導電型については特に明記していないが、該当する図を用いた説明を行う場合に、その動作説明に適合する導電型のFETが接続されているものとする。
2 to 5 shown below and the conductivity types of the
図1に戻り、帰還増幅回路7では、抵抗17と起電力18を帰還回路として有する増幅器19が備えられ、帰還増幅回路7の入力端にはスイッチ回路6の出力端が接続されるように構成されている。
Returning to FIG. 1, the
スイッチ回路6では、スイッチ手段16と、このスイッチ手段16の両端に並列に接続されるコンデンサ(容量素子)20を備えられ、スイッチ回路6の入力端にはバッファ回路5の非反転出力端が接続されるように構成されている。
The
バッファ回路5は、同相信号入力端(S)および逆相信号入力端(S')である2つの入力端と、これらの入力端に入力された入力信号に基づいて非反転信号および反転信号を生成して前述の所定の端子に出力する2つの出力端(非反転出力端および反転出力端)を有している。なお、これらの入力端は必ずしも2つある必要はなく、1つの入力端に入力された入力信号に基づいて2つの出力(非反転出力および反転出力)が生成されるように構成することも可能である。
The
つぎに、図1に示したレーザダイオード駆動回路の動作について説明する。同図において、スイッチ回路6は、入力波形の立ち上がりを検出すると開放し、立ち下がりを検出すると短絡するような回路である。今、入力波形が立ち上がったとすると、スイッチ回路6のスイッチ手段16は開放状態となるため、帰還ループの電圧方程式は、次式で示される。
Next, the operation of the laser diode drive circuit shown in FIG. 1 will be described. In the figure, a
VO(t)−VI(t)=R・i(t) ・・・(1) V O (t) −V I (t) = R · i (t) (1)
一方、入出力電圧の関係は、増幅器19の増幅度をAとおくと、次式で示される。
On the other hand, the relationship between the input and output voltages is expressed by the following equation when the amplification degree of the
VO(t)=A・VI(t) ・・・(2) V O (t) = A · V I (t) (2)
増幅器19の入力インピーダンスが大きければ、電流i(t)は増幅器19にほとんど流れ込まないので、次式が成立する。
If the input impedance of the
i(t)=C{dVI(t)/dt} ・・・(3) i (t) = C {dV I (t) / dt} (3)
上記(1)〜(3)式から、出力電圧VO(t)は、次式で表すことができる。 From the above formulas (1) to (3), the output voltage V O (t) can be expressed by the following formula.
VO(t)=[E/(1−A)]・[1−exp(−(1−A)t/(CR)] ・・・(4) V O (t) = [E / (1-A)] · [1-exp (− (1-A) t / (CR)] (4)
ここで、増幅器19の増幅度Aが1に近ければ、CR/(1−A)>>tが成立する。したがって、(4)式を級数展開して整理すれば、次式で表すことができる。
Here, if the amplification degree A of the
VO(t)=[E/(CR)]・t ・・・(5) V O (t) = [E / (CR)] · t (5)
(5)式は、出力電圧の立ち上がりがCR積で決定されることを意味している。したがって、LD13に流れる電流波形の立ち上がり時間もCR積で決定されることになる。
Equation (5) means that the rise of the output voltage is determined by the CR product. Therefore, the rise time of the current waveform flowing through the
一方、先ほどとは逆に、スイッチ回路6が入力波形の立ち下がりを検出したときを考える。スイッチ短絡時のスイッチ手段16の抵抗は極めて小さいので、コンデンサ20の電荷はスイッチ手段16を通して急速に放電される。したがって、増幅器19の入力電位は急速に減少し、出力電圧VO(t)も急速に減少するため、LD13に流れる電流波形の立ち下がり時間は急峻になる。
On the other hand, consider the case where the
図2は、本発明の実施の形態1にかかるレーザダイオード駆動回路の構成を示す図であり、図1に示したレーザダイオード駆動回路の原理的構成の一部をより具体化して表した回路構成例として示している。 FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the laser diode drive circuit according to the first embodiment of the present invention. The circuit configuration more specifically represents a part of the principle configuration of the laser diode drive circuit shown in FIG. It is shown as an example.
図2では、スイッチ回路6を、トランジスタ21、コンデンサ20、抵抗24、ダイオード25および抵抗17で実現している。また、帰還増幅回路7を、トランジスタ22、抵抗27、抵抗17で実現している。一方、帰還増幅回路7と差動増幅回路9との間にはトランジスタ28および抵抗29を有するエミッタフォロワ回路として構成された出力バッファ回路8が挿入されており、出力バッファ回路8の出力端が差動増幅回路9の一方の差動入力端であるFET11の制御端(ゲート端)に接続されるように構成されている。
In FIG. 2, the
なお、抵抗17は、帰還増幅回路7の帰還抵抗およびスイッチ回路6の後述する第1の時定数設定手段の両者として作用する。また、コンデンサ23およびダイオード25は、起電力18を具現する素子である。
The
また、電源Vccは、抵抗24を介してトランジスタ21の制御端(例えばベース端)に接続され、ダイオード25および抵抗17を介してトランジスタ21の出力端(例えばコレクタ端、同時に帰還増幅回路7のトランジスタ22の制御端(例えばベース端))に接続され、ダイオード25およびコンデンサ23を介してトランジスタ22の出力端(例えばエミッタ端、同時に出力バッファ回路8のトランジスタ28の制御端(例えばベース端))に接続されるとともに、トランジスタ28の制御端ではない非出力端(例えばコレクタ端)に直接的に接続されている。
The power source Vcc is connected to the control terminal (for example, the base terminal) of the
つぎに、図2に示すレーザダイオード駆動回路の動作について説明する。なお、図2に示す回路構成では、スイッチ回路6において入力信号が反転されるため、図1とは異なりLD13が接続される差動増幅回路9に入力されるレーザダイオード駆動信号の極性が逆になる。ただし、LD13に電流を流すという観点に鑑みれば、レーザダイオード駆動信号が立ち下がるときに、LD13の電流が引き出され(すなわちLD13の電流が立ち上がり)、逆にレーザダイオード駆動信号が立ち上がるときに、LD13に流れていた電流の流れが停止する(すなわちLD13の電流が立ち下がる)という関係は変わらない。したがって、以下の説明では、図1の説明とも整合させるため、レーザダイオード駆動信号の電位が降下する場合を「立ち上がり」として説明し、逆にレーザダイオード駆動信号の電位が上昇する場合を「立ち下がり」として説明する。
Next, the operation of the laser diode drive circuit shown in FIG. 2 will be described. In the circuit configuration shown in FIG. 2, since the input signal is inverted in the
図2において、入力信号が入力されないとき、トランジスタ21のベース電流Ib1は抵抗24を通じて供給され、トランジスタ21が飽和状態になる。このとき、コンデンサ20と抵抗17の接続点(Q点)の電位Vce21は、トランジスタ21の飽和時のエミッタ−コレクタ間の電位差であり、0.3V程度になる。一方、電源Vccからトランジスタ22、抵抗27を介して電源“−Vee”に向かって電流Icが流れるため、トランジスタ22のエミッタ−ベース間の電位差はPN接合部の導通時の電位差となり約0.7Vになる。したがって、トランジスタ22のエミッタ端(S点)の電位は−0.4V(0.3−0.7)程度になる。したがって、出力バッファ回路8へのトランジスタ28は導通せず、差動増幅回路9に対する出力電圧は0VとなってLD13に電流は流れない。
In FIG. 2, when no input signal is input, the base current Ib1 of the
また、ダイオード25の立ち上がり電圧をVfとし、S点の電位をVsとすると、コンデンサ23の端子間電圧はVcc−Vf−Vs≒Vcc−Vfとなる。いま、コンデンサ23の容量が十分大きいものとすれば、微小時間の放電による電圧減少を無視することができ、あたかも定電圧源と考えることができる。
Further, assuming that the rising voltage of the
続いて、上記定常状態から入力電位が降下した場合を考える。入力電位の降下が0.7V以上になると、この電位がコンデンサ26を介してトランジスタ21のベース端に伝達されトランジスタ21は遮断状態になる。すると、コンデンサ20は、抵抗17を介してコンデンサ23から電荷を受け取り、Q点の電位が上昇する。トランジスタ22はエミッタフォロワ回路を構成しているので、S点の電位も上昇する。したがって、出力バッファ回路8の出力電位も上昇し、LD13に電流が流れ始める。LD13に流れる電流(以下「LD電流」という)波形の立ち上がり時間trは、抵抗17の抵抗値(R)とコンデンサ20の容量値(C)とのCR積(すなわち時定数)によって決定される。すなわち、抵抗17およびコンデンサ20は、LD電流波形の立ち上がり特性、すなわちレーザダイオード駆動信号の立ち上がり部における信号波形の急峻度を決める時定数(第1の時定数)を設定するための第1の時定数設定手段として作用する。
Next, consider the case where the input potential drops from the steady state. When the drop of the input potential becomes 0.7V or more, this potential is transmitted to the base end of the
一方、上記の状態から入力電位が上昇した場合を考える。入力電位の上昇が0.7V以上になると、トランジスタ21が再び飽和状態になる。トランジスタ21に電流が流れ、Q点はVce21(約0.3V)に向かって減少していく。このとき、コンデンサ20に蓄積していた電荷は、トランジスタ21を通して放電されることになる。ところが、トランジスタのON抵抗はきわめて小さいため、コンデンサ20の電荷は急激に放電され、Q点およびS点の電位も急激に降下する。したがって、出力バッファ回路8の出力電位も急激に減少し、レーザダイオードに流れる電流も急激に小さくなる。このようにしてLD電流波形の立ち下がり時間tfは、コンデンサ20の容量(C)とトランジスタ21のON抵抗値(Ron)とのCR積(時定数)によって決定される。すなわち、トランジスタ21(ON抵抗)およびコンデンサ20は、LD電流波形の立ち下がり特性、すなわちレーザダイオード駆動信号の立ち下がり部における信号波形の急峻度を決める時定数(第2の時定数)を設定するための第2の時定数設定手段として作用する。
On the other hand, consider a case where the input potential rises from the above state. When the increase in input potential is 0.7 V or more, the
なお、第1の時定数設定手段の一つである抵抗17の抵抗値(R)と、第2の時定数設定手段の一つであるトランジスタ21のON抵抗値(Ron)との間には、R>>Ronの関係が存在するので、LD電流の立ち上がり時間trは緩慢になり、逆にLD電流の立ち下がり時間tfは急峻になる。
In addition, between the resistance value (R) of the
このようにして、使用されるLD13の特性に応じて、上述のような第1、第2の時定数設定手段として作用するコンデンサ20、抵抗17およびトランジスタ21を選定するようにすれば、所望の特性を有するレーザダイオード駆動信号を出力させることができる。
In this way, if the
以上説明したように、この実施の形態のレーザダイオード駆動回路によれば、入力信号に基づいて、レーザダイオード駆動信号の立ち下がり部における信号波形が、レーザダイオード駆動信号の立ち上がり部における信号波形よりも急峻となるようにスイッチ回路の時定数を切り替え制御するようにしているので、レーザダイオードに出力する駆動信号の立ち下がり部の急峻な波形を維持しつつ立ち上がり部の波形を鈍らせて緩和振動を抑圧するとともに、このような駆動信号波形をトランジスタサイズやトランジスタ特性に応じて調整可能としたレーザダイオード駆動回路を提供することができる。 As described above, according to the laser diode drive circuit of this embodiment, based on the input signal, the signal waveform at the falling portion of the laser diode drive signal is more than the signal waveform at the rise portion of the laser diode drive signal. Since the switching circuit is controlled so that the time constant of the switch circuit is steep, the waveform of the rising part is dulled while the steep waveform of the falling part of the drive signal output to the laser diode is maintained. It is possible to provide a laser diode driving circuit that can suppress and adjust such a driving signal waveform according to the transistor size and transistor characteristics.
なお、この実施の形態では、スイッチ回路6の第1の時定数設定手段を構成する抵抗と、帰還増幅回路7の帰還抵抗とを共通化するように構成しているが、共通化せずに、それぞれ別々に設けるようにしてもよい。
In this embodiment, the resistor constituting the first time constant setting means of the
実施の形態2.
図3は、本発明の実施の形態2にかかるレーザダイオード駆動回路の構成を示す図である。同図に示すレーザダイオード駆動回路は、実施の形態1の構成において、コンデンサ20を可変容量素子としている。なお、その他の構成については、図2に示す実施の形態1の構成と同一あるいは同等であり、これらの構成部には同一符号を付して示している。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a laser diode drive circuit according to the second embodiment of the present invention. In the laser diode drive circuit shown in FIG. 1, the
ところで、図2に示したレーザダイオード駆動回路の場合、回路を集積化すると、レーザダイオード駆動電流の立ち上がり時間trおよび立ち下がり時間tfがそれぞれ決定されてしまう。したがって、緩和振動を確実に抑圧するには、レーザダイオードの詳細な過渡応答モデルが必要になる場合がある。また、使用するレーザダイオードを変えると、必要な立ち上がり時間が異なるため、回路を共通化できなくなる場合がある。 In the case of the laser diode drive circuit shown in FIG. 2, when the circuit is integrated, the rise time tr and the fall time tf of the laser diode drive current are respectively determined. Therefore, a detailed transient response model of the laser diode may be required to reliably suppress the relaxation oscillation. In addition, if the laser diode to be used is changed, the required rise time is different, so that the circuit may not be shared.
そこで、この実施の形態のレーザダイオード駆動回路では、コンデンサ20を可変容量素子とし、コンデンサ20の容量値を可変制御する外部制御端子Ctrを備えるように構成している。このような構成により、コンデンサ20の容量値を外部信号に基づいて可変することができるとともに、立ち上がり時間を任意に設定することができ、詳細なレーザダイオード過渡応答モデルがなくても回路設計を行うことができる。また、異なる特性のレーザダイオードにも一つの回路で対応することができ、回路の共通化が可能となる。
Therefore, the laser diode drive circuit according to this embodiment is configured so that the
以上説明したように、この実施の形態のレーザダイオード駆動回路によれば、レーザダイオード駆動信号波形を制御するための外部調整機能を具備しているので、レーザダイオード駆動回路を構成した後であっても、種々のレーザダイオードに流れる電流波形の立ち上がり時間を任意に設定することができ、異なる特性のレーザダイオードを用いた場合であっても回路の共通化が可能となる。 As described above, according to the laser diode drive circuit of this embodiment, since the external adjustment function for controlling the laser diode drive signal waveform is provided, after the laser diode drive circuit is configured, However, the rise time of the current waveform flowing in various laser diodes can be arbitrarily set, and the circuit can be shared even when laser diodes having different characteristics are used.
実施の形態3.
図4は、本発明の実施の形態3にかかるレーザダイオード駆動回路の構成を示す図である。同図に示すレーザダイオード駆動回路は、実施の形態1の構成において、トランジスタ22のコレクタ端子に電流源31を接続することで、負電源−Veeおよび抵抗27を用いずに構成している。なお、その他の構成については、図2に示す実施の形態1の構成と同一あるいは同等であり、これらの構成部には同一符号を付して示している。
Embodiment 3 FIG.
FIG. 4 is a diagram showing the configuration of the laser diode drive circuit according to the third embodiment of the present invention. The laser diode drive circuit shown in the figure is configured without using the negative power source -Vee and the
つぎに、図4に示したレーザダイオード駆動回路の動作について説明する。同図の回路では、電源Vccからトランジスタ22を介してコレクタ電流Icが流れる。この場合、コンデンサ23の端子間電圧が、ダイオード25の立ち上がり電圧Vf、コレクタ電流Icおよびトランジスタ22の静特性で決定される。一方、コンデンサ23の端子間電圧は、コンデンサ20の充電時間を支配する起電力として作用するので、電流源31が自身に引き込む電流を制御することで、コンデンサ23の端子間電圧を変化させ、LD電流の立ち上がり時間trを可変することができる。
Next, the operation of the laser diode drive circuit shown in FIG. 4 will be described. In the circuit shown in the figure, a collector current Ic flows from the power supply Vcc through the
以上説明したように、この実施の形態のレーザダイオード駆動回路によれば、実施の形態1と同等の機能を実現する上で、電源−Veeおよび抵抗27を電流源31で置き換えるように構成しているので、1種類の電源電圧(Vcc)のみで構成でき、回路をコンパクトに構成することができる。
As described above, according to the laser diode driving circuit of this embodiment, the power source -Vee and the
実施の形態4.
図5は、本発明の実施の形態4にかかるレーザダイオード駆動回路の構成を示す図である。同図に示すレーザダイオード駆動回路は、実施の形態3の構成において、コンデンサ20を可変容量素子としている。なお、その他の構成については、図4に示す実施の形態1の構成と同一あるいは同等であり、これらの構成部には同一符号を付して示している。
Embodiment 4 FIG.
FIG. 5 is a diagram showing the configuration of the laser diode drive circuit according to the fourth embodiment of the present invention. In the laser diode drive circuit shown in FIG. 3, the
図5に示すレーザダイオード駆動回路では、外部信号に基づいてコンデンサ20の容量値を可変制御でき、電流源31の引き込み電流を制御することでコンデンサ23の端子間電圧を変化させることができるので、LD電流の立ち上がり時間trを可変することができる。また、両者の可変制御機能を利用しているので、種々のレーザダイオードにおける立ち上がり時間の調整範囲が広がって調整が容易になる。
In the laser diode driving circuit shown in FIG. 5, the capacitance value of the
以上説明したように、この実施の形態のレーザダイオード駆動回路によれば、実施の形態3の構成において、さらにレーザダイオード駆動信号波形を制御するための外部調整機能を具備するようにしているので、実施の形態3の効果に加え、種々のレーザダイオードにおける立ち上がり時間の調整を容易化することができる。 As described above, according to the laser diode driving circuit of this embodiment, the configuration of the third embodiment further includes an external adjustment function for controlling the laser diode driving signal waveform. In addition to the effects of the third embodiment, the adjustment of the rise time in various laser diodes can be facilitated.
以上のように、本発明にかかるレーザダイオード駆動回路は、緩和振動を抑圧しつつ波形劣化を最小限にするレーザダイオード駆動回路として有用であり、特に、レーザダイオードに流れる電流の電流波形を外部信号に基づいて調節できるレーザダイオード駆動回路として好適である。 As described above, the laser diode drive circuit according to the present invention is useful as a laser diode drive circuit that suppresses relaxation oscillation and minimizes waveform deterioration. In particular, the current waveform of the current flowing through the laser diode is converted to an external signal. It is suitable as a laser diode driving circuit that can be adjusted based on the above.
5 バッファ回路
6 スイッチ回路
7 帰還増幅回路
8 出力バッファ回路
9 差動増幅回路
14,31 電流源
16 スイッチ手段
17,24,27,29 抵抗
18 起電力
19 増幅器
20,23,26 コンデンサ
21,22,28 トランジスタ
25 ダイオード
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記レーザダイオード駆動回路は、
一対の差動入力端を有し、該差動入力端に印加された前記レーザダイオード駆動信号に基づいてレーザダイオードを駆動する差動増幅回路と、
前記差動増幅回路の一方の差動入力端に印加するレーザダイオード駆動信号を生成出力する帰還増幅回路と、
前記入力信号を帰還増幅回路に伝達するスイッチ回路と、
を備え、
前記入力信号に基づいて、前記レーザダイオード駆動信号の立ち下がり部における信号波形が、該レーザダイオード駆動信号の立ち上がり部における信号波形よりも急峻となるように前記スイッチ回路の時定数が切り替え制御されることを特徴とするレーザダイオード駆動回路。 In a laser diode drive circuit that generates and outputs a laser diode drive signal applied to a laser diode based on an input signal,
The laser diode drive circuit is
A differential amplifier circuit that has a pair of differential input ends and drives a laser diode based on the laser diode drive signal applied to the differential input ends;
A feedback amplifier circuit for generating and outputting a laser diode drive signal applied to one differential input terminal of the differential amplifier circuit;
A switch circuit for transmitting the input signal to a feedback amplifier circuit;
With
Based on the input signal, the time constant of the switch circuit is switched and controlled so that the signal waveform at the falling portion of the laser diode driving signal is steeper than the signal waveform at the rising portion of the laser diode driving signal. A laser diode driving circuit.
前記入力信号の変化を前記帰還増幅回路に伝達するスイッチング素子と、
前記レーザダイオード駆動信号の信号波形の立ち上がり特性を決める第1の時定数を設定する第1の時定数設定手段と、
該信号波形の立ち下がり特性を決める第2の時定数を設定する第2の時定数設定手段と、
を備え、
前記第1の時定数設定手段によって設定された第1の時定数よりも前記第2の時定数設定手段によって設定された第2の時定数の方が小さいことを特徴とする請求項1に記載のレーザダイオード駆動回路。 The switch circuit is
A switching element for transmitting a change in the input signal to the feedback amplifier circuit;
First time constant setting means for setting a first time constant for determining a rising characteristic of a signal waveform of the laser diode drive signal;
Second time constant setting means for setting a second time constant for determining a falling characteristic of the signal waveform;
With
2. The second time constant set by the second time constant setting means is smaller than the first time constant set by the first time constant setting means. Laser diode drive circuit.
を備えたことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載のレーザダイオード駆動回路。 The switch circuit includes a variable capacitance element that functions as both the first time constant setting means and the second time constant setting means, an external control terminal for variably controlling the capacitance value of the variable capacitance element,
The laser diode drive circuit according to claim 1, further comprising:
前記帰還増幅回路は、一端が自身のエミッタ端子(ソース端子)に接続される電流源を具備することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載のレーザダイオード駆動回路。 The switch circuit includes a capacitive element that functions as both the first time constant setting unit and the second time constant setting unit,
4. The laser diode driving circuit according to claim 1, wherein the feedback amplifier circuit includes a current source having one end connected to its own emitter terminal (source terminal).
前記帰還増幅回路は、一端が自身のエミッタ端子(ソース端子)に接続される電流源を具備することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載のレーザダイオード駆動回路。 The switch circuit includes a variable capacitance element that functions as both the first time constant setting means and the second time constant setting means, an external control terminal for variably controlling the capacitance value of the variable capacitance element, Comprising
4. The laser diode driving circuit according to claim 1, wherein the feedback amplifier circuit includes a current source having one end connected to its own emitter terminal (source terminal).
前記出力バッファ回路がエミッタフォロワ回路(ソースフォロワ回路)で構成されることを特徴とする請求項7に記載のレーザダイオード駆動回路。
An output buffer circuit that outputs the laser diode drive signal to one differential input terminal of the differential amplifier circuit using an output signal from the feedback amplifier circuit as an input signal;
8. The laser diode driving circuit according to claim 7, wherein the output buffer circuit includes an emitter follower circuit (source follower circuit).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005136510A JP4790306B2 (en) | 2005-05-09 | 2005-05-09 | Laser diode drive circuit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005136510A JP4790306B2 (en) | 2005-05-09 | 2005-05-09 | Laser diode drive circuit |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006313860A JP2006313860A (en) | 2006-11-16 |
JP4790306B2 true JP4790306B2 (en) | 2011-10-12 |
Family
ID=37535218
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005136510A Expired - Fee Related JP4790306B2 (en) | 2005-05-09 | 2005-05-09 | Laser diode drive circuit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4790306B2 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102957089B (en) * | 2012-11-12 | 2014-09-10 | 华南理工大学 | Drive circuit of coaxial pigtail laser |
CN114079223B (en) * | 2022-01-18 | 2022-04-26 | 长芯盛(武汉)科技有限公司 | Driving device and method for pre-emphasis processing of driving current |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3028621B2 (en) * | 1991-02-21 | 2000-04-04 | 住友電気工業株式会社 | Laser diode drive circuit |
JP2910280B2 (en) * | 1991-02-22 | 1999-06-23 | 住友電気工業株式会社 | Laser diode drive circuit |
JP4754170B2 (en) * | 2003-12-03 | 2011-08-24 | パナソニック株式会社 | Laser drive circuit and optical communication device |
-
2005
- 2005-05-09 JP JP2005136510A patent/JP4790306B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2006313860A (en) | 2006-11-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2112727B1 (en) | DC coupled driver with active termination | |
JP4212767B2 (en) | High-speed current switch circuit and high-frequency current source | |
US9054485B1 (en) | Asymmetric edge compensation of both anode and cathode terminals of a vertical-cavity surface-emitting laser (VCSEL) diode | |
EP0747800A1 (en) | Circuit for providing a bias voltage compensated for P-channel transistor variations | |
JPH0992916A (en) | Laser diode driver | |
JP2011142173A (en) | Control circuit and laser diode driving circuit | |
TW521494B (en) | Process compensated integrated circuitry | |
EP1955437B1 (en) | Small signal amplifier with large signal output boost stage | |
US8154217B2 (en) | Driver circuit, method for operating and use of a current mirror of a driver circuit | |
US4879524A (en) | Constant current drive circuit with reduced transient recovery time | |
JP2006128393A (en) | Light emitting diode driving device and optical transmission device equipped therewith | |
JP4097149B2 (en) | Differential drive circuit and electronic device incorporating the same | |
JP2010258405A (en) | Laser diode drive circuit, and optical transmitter | |
JP5502719B2 (en) | Load device | |
JP4790306B2 (en) | Laser diode drive circuit | |
JP6426030B2 (en) | Drive circuit | |
US7145928B1 (en) | Systems and methods for using cascoded output switch in low voltage high speed laser diode and EAM drivers | |
KR102209868B1 (en) | Output circuit | |
JP3483721B2 (en) | Light emitting diode drive circuit | |
US20210313942A1 (en) | Push-pull output driver and operational amplifier using same | |
US9608405B2 (en) | Laser driver with maintaining average optical power constant | |
US6373297B1 (en) | Input buffer capable of achieving quick response | |
JP2019135740A (en) | Laser drive circuit and optical transmitter | |
JP5193098B2 (en) | Impulse generation circuit | |
JP7338985B2 (en) | drive circuit |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080307 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20101210 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20110719 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110720 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140729 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |