JP5945027B1 - Pulse generation circuit - Google Patents

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Abstract

【課題】光パルスのエネルギーを抑えつつ、より狭いパルス幅とより大きな振幅を有する電気パルスを生成する。【解決手段】本発明に係るパルス生成回路(2)は、入射された光パルスに応じて電気信号を生成する光電子回路(11)と、第1主電極が第1固定電位(Vh)に接続された第1トランジスタ(TR1)と、第1トランジスタの第2主電極と第1固定電位よりも低い第2固定電位(Vsrc1)との間に接続された負荷抵抗(RL)と、第1主電極が第1トランジスタ第2主電極に接続され、第2主電極が第2固定電位以下の第3固定電位(TR2)に接続された第2トランジスタ(TR2)と、駆動回路(20)とを有し、駆動回路は、光電子回路によって電気信号が生成された場合に、第1トランジスタをオンさせてから第2トランジスタをオンさせることを特徴とする。【選択図】図3An electric pulse having a narrower pulse width and a larger amplitude is generated while suppressing energy of an optical pulse. A pulse generation circuit (2) according to the present invention includes an optoelectronic circuit (11) for generating an electrical signal in response to an incident optical pulse, and a first main electrode connected to a first fixed potential (Vh). A first resistance (RL) connected between the first transistor (TR1) and the second main electrode of the first transistor and a second fixed potential (Vsrc1) lower than the first fixed potential; A second transistor (TR2) having an electrode connected to the second main electrode of the first transistor and a second main electrode connected to a third fixed potential (TR2) equal to or lower than the second fixed potential; and a drive circuit (20). The drive circuit is characterized in that, when an electrical signal is generated by the optoelectronic circuit, the first transistor is turned on and then the second transistor is turned on. [Selection] Figure 3

Description

本発明は、トランジスタを駆動するためのパルスを生成するパルス生成回路に関し、例えば光パケットを用いた通信において用いられる高速電気パルスのシリアル/パラレル変換器またはパラレル/シリアル変換器のトランジスタを駆動するパルスを光検出器を用いて生成するパルス生成回路に関する。   The present invention relates to a pulse generation circuit for generating a pulse for driving a transistor, for example, a high-speed electric pulse serial / parallel converter or a pulse for driving a transistor of a parallel / serial converter used in communication using an optical packet. The present invention relates to a pulse generation circuit that generates a signal using a photodetector.

近年、超高速ビットのデータ処理が幅広い分野で必須の技術となりつつある。特に、光通信の分野では、通信トラフィックの増大に対応するため、数十Gビット秒を超える超高速ビットの光パケットを用いた通信が採用されつつあり、それに対応した高速のデータ処理が必要となってきている。   In recent years, data processing of ultra-high-speed bits is becoming an essential technology in a wide range of fields. In particular, in the field of optical communication, in order to cope with an increase in communication traffic, communication using optical packets with ultra-high-speed bits exceeding several tens of Gbit seconds is being adopted, and high-speed data processing corresponding to that is required. It has become to.

しかしながら、このような超高速ビットのデータ通信では、データ処理を実行するための最も信頼性の高い手段が依然として電子回路であるにもかかわらず、電力消費量やワット損などの物理的要因により、電子回路の処理速度が制限されている。そのため、超高速ビットのデータ通信の通信速度が電子回路の動作上限速度を超える場合には、データの通信速度を電子回路の動作速度に合わせる必要がある。   However, in such ultra-high-speed bit data communication, although the most reliable means for performing data processing is still an electronic circuit, due to physical factors such as power consumption and power dissipation, The processing speed of electronic circuits is limited. For this reason, when the communication speed of data communication of ultra-high-speed bits exceeds the operation upper limit speed of the electronic circuit, it is necessary to match the data communication speed with the operation speed of the electronic circuit.

具体的には、図10に示すように、高速の光信号をシリアル電気信号に変換した上で、そのシリアル電気信号をパラレル電気信号に変換して電子回路に入力する処理と、当該電子回路によって処理されたパラレル電気信号をシリアル電気信号に変換して再び高速な光信号に変換する処理が必要となる。   Specifically, as shown in FIG. 10, after converting a high-speed optical signal into a serial electrical signal, the serial electrical signal is converted into a parallel electrical signal and input to an electronic circuit, and the electronic circuit It is necessary to convert the processed parallel electric signal into a serial electric signal and convert it into a high-speed optical signal again.

より具体的には、超高速ビットのデータを所定のグループ毎に1対Nのシリアル/パラレル変換処理を行うことにより、グループ内の各単一ビットの時間はN倍に増加し、超高速ビットのデータを後段の低速の電子回路で処理可能な速度のデータに変換する。また、電子回路によるデータ処理が完了したデータに対して、N対1のパラレル/シリアル変換処理を行うことにより、低速のデータを超高速ビットのデータに戻す。これらの処理により、エネルギー効率の高い低速の電子回路と超高速ビットの光通信網との間のデータ通信をビット毎に行うことができる。   More specifically, by performing 1-to-N serial / parallel conversion processing of ultra-high-speed bit data for each predetermined group, the time of each single bit in the group increases N times, and ultra-high-speed bits Is converted into data having a speed that can be processed by a low-speed electronic circuit in the subsequent stage. In addition, low-speed data is converted back to ultra-high-speed bit data by performing N-to-1 parallel / serial conversion processing on the data that has been processed by the electronic circuit. With these processes, data communication between the energy efficient low-speed electronic circuit and the ultrahigh-speed bit optical communication network can be performed for each bit.

ここで、シリアル/パラレル変換器およびパラレル/シリアル変換器の一例として、パケット単位で光スイッチングを行う光パケットスイッチング(OPS: Optical Packet Switching)による光通信に利用されるシリアル/パラレル変換器およびパラレル/シリアル変換器について説明する。   Here, as an example of a serial / parallel converter and a parallel / serial converter, a serial / parallel converter and a parallel / parallel converter used for optical communication by optical packet switching (OPS) that performs optical switching in units of packets. The serial converter will be described.

先ず、光パケットスイッチングによる光通信スキームについて簡単に説明する。光パケットスイッチングによる光通信では、超高速ビットで構成されたパケット単位(光パケット)でデータ(情報)が送信される。光パケットの送信はバーストモードで行われ、連続する2つのパケットの間において信号の送信は行われない。また、光パケットには、主にパケットの送信先やパケットの特性(パケットレベルの優先順位等)が定義されたビットのグループから成るパケットラベル(光ラベル)が装備されている。光パケットスイッチングネットワークの各ノードでは、光ドメイン内で光パケットのペイロードを保持しながら、パケットラベル内の情報によって指定された送信先に光パケットを転送する。   First, an optical communication scheme based on optical packet switching will be briefly described. In optical communication based on optical packet switching, data (information) is transmitted in packet units (optical packets) composed of ultra high-speed bits. Optical packets are transmitted in a burst mode, and no signal is transmitted between two consecutive packets. The optical packet is equipped with a packet label (optical label) mainly composed of a group of bits in which the packet destination and the packet characteristics (packet level priority etc.) are defined. Each node of the optical packet switching network transfers the optical packet to the destination specified by the information in the packet label while holding the payload of the optical packet in the optical domain.

光パケットスイッチングによる光通信では、OPSラベルプロセッサによって、光パケットのパケットラベルを更新する処理が行われる。このOPSラベルプロセッサは、エネルギー効率の高い電子回路によって構成されるため、光パケットのパケットラベルをOPSラベルプロセッサで処理可能な低速ビットのデータに変換した上でOPSラベルプロセッサに入力する必要がある。その際に、シリアル/パラレル変換器が用いられる。また、OPSラベルプロセッサによって更新されたパケットラベルは、処理される前のパケットラベルと交換され、再び光パケットとして送信される。その際に、パラレル/シリアル変換器が必要となる。   In optical communication by optical packet switching, processing for updating the packet label of an optical packet is performed by an OPS label processor. Since this OPS label processor is constituted by an energy efficient electronic circuit, it is necessary to convert the packet label of the optical packet into low-speed bit data that can be processed by the OPS label processor and then input it to the OPS label processor. At that time, a serial / parallel converter is used. Further, the packet label updated by the OPS label processor is exchanged with a packet label before being processed, and is transmitted again as an optical packet. At that time, a parallel / serial converter is required.

また、光パケットスイッチングによる光通信では、パケットのバッファリングにもシリアル/パラレル変換器およびパラレル/シリアル変換器が必要となる。なお、パケットのバッファリングは、例えば、競合する光パケット間の競合の回避や、パケット再現性およびサービス品質(QoS)のプロビジョニング、パケットのマルチキャスティング等の上位ネットワーキング機能を有効にするために行われる。また、パケットのバッファリングは、特定の変調形式と通信規則を備えた特定のOPSドメインに属するパケットと、OPS/イーサネット(登録商標)変換等の異なる通信規則と変調形式に基づく別の通信ドメインとの間のインターフェースとしての役割も重要である。   In optical communication using optical packet switching, a serial / parallel converter and a parallel / serial converter are also required for packet buffering. Note that packet buffering is performed, for example, to enable upper networking functions such as avoiding contention between competing optical packets, provisioning of packet reproducibility and quality of service (QoS), and packet multicasting. . In addition, packet buffering includes a packet belonging to a specific OPS domain having a specific modulation format and communication rule, and another communication domain based on a different communication rule and modulation format such as OPS / Ethernet (registered trademark) conversion. The role as an interface between them is also important.

これらのシリアル/パラレル変換器およびパラレル/シリアル変換器は、主にエネルギー効率の高い処理を実現するために使用されるため、一般的に電力消費量が少ないことが求められる。例えば、光パケットスイッチングによる光通信では、電力消費を抑えて効率を高めるために、シリアル/パラレル変換器およびパラレル/シリアル変換器をバーストモード動作に対応した構成とする必要がある。すなわち、光通信に利用されるシリアル/パラレル変換器およびパラレル/シリアル変換器には、動作が要求されないときはノーマリーオフモードを維持し、トリガーが入力されたら直ちに動作状態に切り替わることが要求される。
以下、光パケットスイッチングによる光通信に利用されるシリアル/パラレル変換器およびパラレル/シリアル変換器の構成について説明する。
These serial / parallel converters and parallel / serial converters are mainly used to realize energy-efficient processing, and therefore generally require low power consumption. For example, in optical communication using optical packet switching, the serial / parallel converter and the parallel / serial converter need to be configured to support burst mode operation in order to reduce power consumption and increase efficiency. That is, serial / parallel converters and parallel / serial converters used for optical communication are required to maintain a normally-off mode when no operation is required and to immediately switch to an operating state when a trigger is input. The
The configuration of the serial / parallel converter and the parallel / serial converter used for optical communication by optical packet switching will be described below.

図11は、シリアル/パラレル変換器を用いた光パケットスイッチングによる光通信システムの基本的な構成を示す図である。
図11に示される光通信システム900において、送信された光パケットは、バーストモード動作に対応した超高速の光検知器(図示せず)によって電気信号に変換される。光検知器によって変換された電気信号は、高速の信号を送信するのに十分な帯域幅が得られるように構成された伝送線路(通信回線)TL0に出力される。伝送線路TL0には、シリアル/パラレル変換器9のn(nは2以上の整数)個の変換チャネルCH1〜CHnが並列に接続されており、光検知器から伝送線路TL0に出力された電気信号は、各変換チャネルCH1〜CHnに夫々入力される。各変換チャネルCH1〜CHnは、夫々時間的に連続して動作する。これにより、伝送線路TL0に沿って伝搬するN個の連続したビット(データ)が各変換チャネルCH1〜CHnに順次取り込まれる。各変換チャネルCH1〜CHnによって順次行われるデータの取り込みを(N+1)ビット毎に繰り返し行うことにより、光パケットに含まれる全てのビット(シリアルデータ)をパラレルデータに変換することができる。
FIG. 11 is a diagram showing a basic configuration of an optical communication system by optical packet switching using a serial / parallel converter.
In the optical communication system 900 shown in FIG. 11, the transmitted optical packet is converted into an electrical signal by an ultrahigh-speed photodetector (not shown) that supports burst mode operation. The electrical signal converted by the photodetector is output to a transmission line (communication line) TL0 configured to obtain a sufficient bandwidth for transmitting a high-speed signal. To the transmission line TL0, n (n is an integer of 2 or more) conversion channels CH1 to CHn of the serial / parallel converter 9 are connected in parallel, and an electric signal output from the photodetector to the transmission line TL0. Is input to each of the conversion channels CH1 to CHn. Each of the conversion channels CH1 to CHn operates continuously in time. As a result, N consecutive bits (data) propagating along the transmission line TL0 are sequentially taken into the conversion channels CH1 to CHn. By repeatedly taking in the data sequentially performed by the conversion channels CH1 to CHn for each (N + 1) bits, all bits (serial data) included in the optical packet can be converted into parallel data.

シリアル/パラレル変換器9の各変換チャネルCH1〜CHnによって変換されたnチャネル分のデータは、後段の低速の電子回路91に入力され、バッファリングされる。バッファリングされたデータは、超高速の光パケットに再変換するため、nチャネルのパラレル/シリアル変換器(図示せず)に入力される。nチャネルのパラレル/シリアル変換器は、各チャネルが時間的に連続して動作することにより、バッファリングされた各ビット(パラレルデータ)が時間的に連続して順次出力され、シリアルデータに変換される。パラレル/シリアル変換器の各変換チャネルからの出力されたビット(データ)は、共有の伝送線路(通信回線)に沿って伝播され、光パケットの再生成が行われる。   The data for n channels converted by the conversion channels CH1 to CHn of the serial / parallel converter 9 is input to the low-speed electronic circuit 91 at the subsequent stage and buffered. The buffered data is input to an n-channel parallel / serial converter (not shown) for re-conversion into ultrafast optical packets. The n-channel parallel / serial converter operates each channel continuously in time, so that each buffered bit (parallel data) is sequentially output sequentially and converted into serial data. The Bits (data) output from each conversion channel of the parallel / serial converter are propagated along a shared transmission line (communication line), and an optical packet is regenerated.

図11に示されるように、シリアル/パラレル変換器9の各変換チャネルCH1〜CHnは、共通の伝送線路TL0と低速の電子回路91との間に接続されたノーマリーオフのトランジスタ(以下、「主要トランジスタ」とも称する。)TR0を有している。また、パラレル/シリアル変換器も同様のトランジスタを有している。シリアル/パラレル変換器の場合、主要トランジスタTR0がオンすると、共通の伝送線路TL0を伝搬するデータから変換の対象のビットが取り込まれ、低速の電子回路91に入力される。また、パラレル/シリアル変換器の場合、主要トランジスタがオンすると、低速の電子回路91から出力されたデータ(ビット)が開放され、共通の伝送線路に出力される。   As shown in FIG. 11, each of the conversion channels CH1 to CHn of the serial / parallel converter 9 is a normally-off transistor (hereinafter referred to as “a”) connected between a common transmission line TL0 and a low-speed electronic circuit 91. Also referred to as “main transistor”.) TR0. The parallel / serial converter also has similar transistors. In the case of a serial / parallel converter, when the main transistor TR0 is turned on, bits to be converted are taken from data propagating through the common transmission line TL0 and input to the low-speed electronic circuit 91. In the case of the parallel / serial converter, when the main transistor is turned on, the data (bit) output from the low-speed electronic circuit 91 is released and output to the common transmission line.

光パケットスイッチングによる光通信では、シリアル/パラレル変換器およびパラレル/シリアル変換器のどちらについても、主要トランジスタをオンさせる時間は、1つのビットの時間(パルス幅)よりも短くする必要がある。そのため、主要トランジスタの制御電極(ゲート)には、シリアル/パラレル変換処理またはパラレル/シリアル変換処理が行われるタイミングと正確に同期し、且つ短いパルス幅で振幅が十分に大きい電気パルスを供給する必要がある。以下、主要トランジスタを駆動するためにゲート電極に供給される電気パルスを「ゲートパルス」と称する。   In optical communication by optical packet switching, the time for turning on the main transistor needs to be shorter than the time (pulse width) of one bit for both the serial / parallel converter and the parallel / serial converter. Therefore, it is necessary to supply an electric pulse having a sufficiently large amplitude with a short pulse width to the control electrode (gate) of the main transistor accurately synchronized with the timing at which the serial / parallel conversion process or the parallel / serial conversion process is performed. There is. Hereinafter, an electric pulse supplied to the gate electrode to drive the main transistor is referred to as a “gate pulse”.

図11に示すように、シリアル/パラレル変換器およびパラレル/シリアル変換器は、パルス生成回路(以下、「マスターゲート回路」とも称する。)90によってゲートパルスを生成し、そのゲートパルスを主要トランジスタに供給している。   As shown in FIG. 11, the serial / parallel converter and the parallel / serial converter generate a gate pulse by a pulse generation circuit (hereinafter also referred to as “master gate circuit”) 90, and use the gate pulse as a main transistor. Supply.

マスターゲート回路90は、厳格な時間の同期化の要件を満たしたゲートパルスを生成するために、光トリガーを電気トリガーに変換する光電子回路(光トリガー回路)を有している。これにより、変換処理を実行するタイミングの精度を大幅に向上させることができる。これは、電気的なパルスは遅延に伴って消失しやすいのに対して、光パルスの遅延は非常に正確に制御することができることに起因している。   The master gate circuit 90 has an optoelectronic circuit (light trigger circuit) that converts a light trigger to an electrical trigger in order to generate a gate pulse that meets strict time synchronization requirements. Thereby, the precision of the timing which performs a conversion process can be improved significantly. This is due to the fact that electrical pulses tend to disappear with delay, whereas optical pulse delay can be controlled very accurately.

このような光トリガー回路を用いたマスターゲート回路は、例えば、非特許文献1および非特許文献2に開示されている。非特許文献1には、金属−半導体−金属(Metal−Semiconductor−Metal)構造のフォトディテクタ(以下、「MSM−PD」と称する。)を用い、そのMSM−PDの一方の出力端子に入力抵抗と電荷保持用のキャパシタとを接続した構成の光トリガー回路が開示されている。また、非特許文献2には、非特許文献1に開示された光トリガー回路から成るマスターゲート回路で生成したゲートパルスによって、主要トランジスタを駆動するシリアル/パラレル変換器が開示されている。   A master gate circuit using such an optical trigger circuit is disclosed in Non-Patent Document 1 and Non-Patent Document 2, for example. Non-Patent Document 1 uses a photodetector having a metal-semiconductor-metal structure (hereinafter referred to as “MSM-PD”), and has an input resistance at one output terminal of the MSM-PD. An optical trigger circuit having a configuration in which a charge holding capacitor is connected is disclosed. Non-Patent Document 2 discloses a serial / parallel converter that drives a main transistor by a gate pulse generated by a master gate circuit including an optical trigger circuit disclosed in Non-Patent Document 1.

ここで、上記非特許文献2に開示された従来のマスターゲート回路の構成と動作原理について説明する。
図12は、従来のマスターゲート回路の構成を示す図である。
同図に示されるマスターゲート回路90において、MSM−PD91は光検出信号に応じて発生した電気信号を出力する端子を二つ有している。MSM−PDの一方の端子は、直流の入力電圧Vinputが供給される入力抵抗RinおよびキャパシタCinから成るRC回路に接続され、MSM−PD91の他方の端子は、主要トランジスタの制御端子(ゲート)に接続されるとともに、バイアス電圧Vbiasと基準電圧(グラウンド電圧)との間に配置された2つの抵抗Rbiasが接続されるノードに接続されている。このバイアス電圧Vbiasを低く抑えることにより、トランジスタTR0がノーマリーオフモードに設定される。
Here, the configuration and operation principle of the conventional master gate circuit disclosed in Non-Patent Document 2 will be described.
FIG. 12 is a diagram showing a configuration of a conventional master gate circuit.
In the master gate circuit 90 shown in the figure, the MSM-PD 91 has two terminals for outputting an electrical signal generated in response to the light detection signal. One terminal of the MSM-PD is connected to an RC circuit including an input resistor Rin and a capacitor Cin to which a DC input voltage Vinput is supplied, and the other terminal of the MSM-PD 91 is connected to a control terminal (gate) of the main transistor. In addition to being connected, it is connected to a node to which two resistors Rbias arranged between the bias voltage Vbias and the reference voltage (ground voltage) are connected. By keeping the bias voltage Vbias low, the transistor TR0 is set to a normally-off mode.

MSM−PD91は、他の回路コンポーネントとの統合が容易なプレーナー構造を有している。MSM−PD91に光トリガーパルスを入射すると、MSM−PD91からパルス幅の狭い電気パルス92が発生し、その電気パルス92がMSM−PD91の他方の端子から出力され、主要トランジスタTR0のゲートにゲートパルスとして入力される。このマスターゲート回路90によれば、短時間での反復処理が可能であるため、1ナノ秒未満の時間間隔で光トリガーが出力された場合であっても、適切なゲートパルスを生成することができる。   The MSM-PD 91 has a planar structure that can be easily integrated with other circuit components. When an optical trigger pulse is incident on the MSM-PD 91, an electric pulse 92 having a narrow pulse width is generated from the MSM-PD 91, and the electric pulse 92 is output from the other terminal of the MSM-PD 91, and a gate pulse is applied to the gate of the main transistor TR0. Is entered as According to the master gate circuit 90, since it is possible to perform repeated processing in a short time, an appropriate gate pulse can be generated even when an optical trigger is output at a time interval of less than 1 nanosecond. it can.

MSM−PD91に十分なエネルギーを持つ光トリガーパルスを照射することにより、MSM−PD91で十分な担体が生成され、これが低抵抗として機能する。これにより、キャパシタCinに電荷を蓄積し、抵抗Rbiasを経由してすばやく放電することができる。具体的には、時定数(Rin×Cin)として、(Rbias×Cin)より長い値を設定することにより、キャパシタCinは短時間で放電し、再充電に比較的長い時間を要する。これにより、パルス幅の狭い電気パルス(ゲートパルス)92を生成することができるとともに、マスターゲート回路90における回路定数(設計パラメータ)を調整することにより、異なる条件の電気パルスを発生させることができる。更に、これらの設計パラメータを最適化することにより、十分な振幅と適度に狭いパルス幅の電気パルスを繰り返し生成することができる。また、この場合に、回路の最適化のためにCinを完全に再充電する必要はない。例えば、上述の非特許文献2に示されるように、マスターゲート回路90によれば、640psという短い時間のゲートパルスを生成できることが実証されている。   By irradiating the MSM-PD91 with a light trigger pulse having sufficient energy, the MSM-PD91 generates a sufficient carrier, which functions as a low resistance. As a result, electric charge can be accumulated in the capacitor Cin and discharged quickly via the resistor Rbias. Specifically, by setting a value longer than (Rbias × Cin) as the time constant (Rin × Cin), the capacitor Cin is discharged in a short time, and a relatively long time is required for recharging. Thereby, an electric pulse (gate pulse) 92 having a narrow pulse width can be generated, and an electric pulse having different conditions can be generated by adjusting a circuit constant (design parameter) in the master gate circuit 90. . Furthermore, by optimizing these design parameters, it is possible to repeatedly generate electrical pulses with sufficient amplitude and moderately narrow pulse width. Also, in this case, it is not necessary to fully recharge Cin for circuit optimization. For example, as shown in Non-Patent Document 2 described above, it has been demonstrated that the master gate circuit 90 can generate a gate pulse with a short time of 640 ps.

“3.3ps electrical pulse generation from a discharge-based metal-semiconductor-metal photodetector”,K.Takahara,R.Takahashi,T.Nakahara,H.Takenouchi and H.Suzuki,ELECTRONICS LETTERS 6th January 2005 Vol. 41 No. 1.“3.3ps electrical pulse generation from a discharge-based metal-semiconductor-metal functions”, K. Takahara, R. Takahashi, T. Nakahara, H. Takenouchi and H. Suzuki, ELECTRONICS LETTERS 6th January 2005 Vol. 41 No. 1 . “A novel optoelectronic serial-to-parallel converter for 25-Gbps burst-mode optical packets”,Salah Ibrahim, Hiroshi Ishikawa,Tatsushi Nakahara, and Ryo Takahashi, OPTICS EXPRESS Vol.22, No. 1, 13th January 2014.“A novel optoelectronic serial-to-parallel converter for 25-Gbps burst-mode optical packets”, Salah Ibrahim, Hiroshi Ishikawa, Tatsushi Nakahara, and Ryo Takahashi, OPTICS EXPRESS Vol.22, No. 1, 13th January 2014.

従来のマスターゲート回路90によれば、図12に示すように、立ち上がり時間の短い電気パルス92を生成することができる。しかしながら、電気パルス92の立ち下がり時の波形は、最初は高速でその後徐々に減速する比較的長いテール状の波形となり、電気パルス92の立ち下がり時間は短いとは言い難い。   According to the conventional master gate circuit 90, as shown in FIG. 12, an electric pulse 92 having a short rise time can be generated. However, the waveform at the time of falling of the electric pulse 92 is a relatively long tail-like waveform that starts at a high speed and then gradually decelerates, and it is difficult to say that the falling time of the electric pulse 92 is short.

そこで、従来は、主要トランジスタの短いオン時間を実現するために、電気パルスの波形の上側の部分(有益な振幅)900を主要トランジスタのゲートパルスとして利用し、波形の残り部分901を除去していた。具体的には、バイアス電圧Vbiasを調整することにより、電気パルス92の有益でない部分901が主要トランジスタの閾値電圧よりも低くなるように電気パルス92のDCレベルを調整し、電気パルス92の一部のみが主要トランジスタを駆動するためのゲートパルスとして利用されていた。そのため、従来のマスターゲート回路では、MSM−PD91で発生した電気パルスの有益な振幅が制限されるという問題があった。   Therefore, conventionally, in order to realize a short on-time of the main transistor, the upper part (beneficial amplitude) 900 of the waveform of the electric pulse is used as the gate pulse of the main transistor, and the remaining part 901 of the waveform is removed. It was. Specifically, by adjusting the bias voltage Vbias, the DC level of the electric pulse 92 is adjusted so that the undesired portion 901 of the electric pulse 92 is lower than the threshold voltage of the main transistor, and a part of the electric pulse 92 is adjusted. Only was used as a gate pulse to drive the main transistor. Therefore, the conventional master gate circuit has a problem that the useful amplitude of the electric pulse generated in the MSM-PD 91 is limited.

電気パルスの有益な振幅を大きくするためには、光トリガーパルスのエネルギーを大きくする必要がある。しかしながら、上述のシリアル/パラレル変換器およびパラレル/シリアル変換器では、変換処理を行うたびに各変換チャネルのMSM−PDに光トリガーパルスを入射する必要があるため、光トリガーパルスのエネルギーの増大は、光通信のシステム全体のエネルギー効率の低下を招く。   In order to increase the useful amplitude of the electrical pulse, it is necessary to increase the energy of the light trigger pulse. However, in the serial / parallel converter and the parallel / serial converter described above, it is necessary to make the optical trigger pulse incident on the MSM-PD of each conversion channel every time conversion processing is performed. As a result, the energy efficiency of the entire optical communication system is reduced.

一方で、光トリガーパルスのエネルギーを増大させずに、ゲートパルスとして利用可能な電気パルスの有益な振幅を大きくすることは容易ではない。これは、MSM−PDに照射する光トリガーパルスの振幅と、MSM−PD91から発生する電気パルスのパルス幅とがトレードオフの関係にあるからである。例えば、バイアス用の抵抗Rbiasの値を大きくすることにより、光トリガーパルスの振幅を抑えて光トリガーエネルギーを削減しつつ、電気パルスの振幅を維持することができるが、同時に電気パルスのパルス幅が大きくなるという問題がある。この場合に、バイアス電圧Vbiasを調節して電気パルスのDCレベルを再調整するというアプローチにより、電気パルスにおけるパルス幅が狭い部分をゲートパルスとして利用することもできるが、電気パルスの立ち下がり時間は抵抗Rbiasの増大に伴って遅くなるため、ゲートパルスとして利用可能な電気パルスの有益な振幅が低下してしまう。   On the other hand, it is not easy to increase the useful amplitude of an electrical pulse that can be used as a gate pulse without increasing the energy of the light trigger pulse. This is because the amplitude of the optical trigger pulse applied to the MSM-PD and the pulse width of the electric pulse generated from the MSM-PD 91 are in a trade-off relationship. For example, by increasing the value of the bias resistor Rbias, the amplitude of the electrical pulse can be maintained while suppressing the amplitude of the optical trigger pulse and reducing the optical trigger energy, but at the same time the pulse width of the electrical pulse is reduced. There is a problem of growing. In this case, by adjusting the bias voltage Vbias and readjusting the DC level of the electric pulse, a portion having a small pulse width in the electric pulse can be used as a gate pulse. As the resistance Rbias increases, it slows down, reducing the useful amplitude of the electrical pulse that can be used as a gate pulse.

光トリガーパルスのエネルギーを増大させずに、ゲートパルスとして利用可能な電気パルスの有益な振幅を大きくする方法としては、例えば、MSM−PDの反応性を高めること、または反応性の高い別のタイプの光検知器(PD)を採用することが考えられる。しかしながら、これらの方法を実現するには、新しいPD構成と最終的には異なる製造工程が必要となり、製造コストの増大を招く。また、仮にMSM−PDの反応性の向上や反応性の高い統合PDを実現することができたとしても、マスターゲート回路における上述したトレードオフの問題は未解決のままであり、依然として電気パルスの一部しかゲートパルスとして使用することができないことに変わりはない。   As a method for increasing the useful amplitude of an electric pulse that can be used as a gate pulse without increasing the energy of the light trigger pulse, for example, increasing the reactivity of MSM-PD or another type having high reactivity. It is conceivable to employ a photo detector (PD). However, in order to realize these methods, a manufacturing process that is finally different from the new PD configuration is required, resulting in an increase in manufacturing cost. Even if the MSM-PD reactivity is improved and an integrated PD with high reactivity can be realized, the above-mentioned trade-off problem in the master gate circuit remains unresolved, and the electric pulse still remains. It remains the same that only a part can be used as a gate pulse.

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、光検出器を用いたパルス生成回路において、光パルスのエネルギーを抑えつつ、狭いパルス幅と大きな振幅を有する電気パルスを生成できるようにすることにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an electric circuit having a narrow pulse width and a large amplitude while suppressing the energy of an optical pulse in a pulse generation circuit using a photodetector. It is to be able to generate pulses.

本発明に係るパルス生成回路(1〜4)は、入射された光パルスに応じて電気信号を生成する光電子回路(11)と、第1主電極が第1固定電位(Vh)に接続された第1トランジスタ(TR1)と、第1トランジスタの第2主電極と第1固定電位よりも低い第2固定電位(Vsrc1=GND)との間に接続された負荷抵抗(RL)と、第1主電極が第1トランジスタ第2主電極に接続され、第2主電極が第2固定電位以下の第3固定電位(TR2)に接続された第2トランジスタ(TR2)と、光電子回路によって電気信号が生成されていない場合に、第1トランジスタおよび第2トランジスタをオフさせ、光電子回路によって電気信号が生成された場合に、生成された電気信号に基づいて第1トランジスタおよび第2トランジスタをオンさせる駆動回路(10〜40)とを有し、駆動回路は、第1トランジスタおよび第2トランジスタをオンさせるとき、第1トランジスタをオンさせてから第2トランジスタをオンさせることを特徴とする。   The pulse generation circuit (1-4) according to the present invention includes an optoelectronic circuit (11) that generates an electric signal in response to an incident light pulse, and a first main electrode connected to a first fixed potential (Vh). A first transistor (TR1), a load resistor (RL) connected between the second main electrode of the first transistor and a second fixed potential (Vsrc1 = GND) lower than the first fixed potential; An electric signal is generated by the optoelectronic circuit with the second transistor (TR2) having an electrode connected to the first transistor second main electrode and the second main electrode connected to a third fixed potential (TR2) equal to or lower than the second fixed potential. If not, the first transistor and the second transistor are turned off, and when the electrical signal is generated by the optoelectronic circuit, the first transistor and the second transistor are turned on based on the generated electrical signal. It is thereby a driving circuit (10-40), the drive circuit, when to turn on the first transistor and the second transistor, and wherein turning on the second transistor after turning on the first transistor.

上記パルス生成回路(2)において、駆動回路(20)は、第1バイアス電圧に光電子回路で生成された電気信号を重畳させることによって生成した第1駆動信号(Vsrc1)を第1トランジスタの制御電極に供給する第1駆動信号生成回路(21)と、第1バイアス電圧よりも低い第2バイアス電圧に光電子回路で生成された電気信号を重畳させることによって生成した第2駆動信号(VEP2)を第2トランジスタの制御電極に供給する第2駆動信号生成回路(22)とを有してもよい。   In the pulse generation circuit (2), the drive circuit (20) generates the first drive signal (Vsrc1) generated by superimposing the electric signal generated by the optoelectronic circuit on the first bias voltage, and the control electrode of the first transistor. A first drive signal generation circuit (21) to be supplied to the second drive signal (VEP2) generated by superimposing an electric signal generated by the optoelectronic circuit on a second bias voltage lower than the first bias voltage. And a second drive signal generation circuit (22) that supplies the two-transistor control electrode.

上記パルス生成回路(2)において、光電子回路は、2つの端子を有し、入射された光パルスに応じて生成した電気信号を端子から出力する光検出器(110)と、光検出器の他方の端子(P2)と入力固定電位(Vin)との間に接続された入力抵抗(Rin)と、光検出器の他方の端子と第2固定電位との間に接続された入力キャパシタ(Cin)と、を含み、第1駆動信号生成回路は、第1バイアス電圧に光検出器の一方の端子(P1)から出力された電気信号を重畳させて第1トランジスタの制御電極に出力する第1出力回路(111)を含み、第2駆動信号生成回路は、直流電圧に光検出器の他方の端子(P2)から出力された電気信号を重畳させて出力する第2出力回路(14)と、第2バイアス電圧に第2出力回路から出力された電気信号の極性を反転させて第2トランジスタの制御電極に供給するインバータ回路(13)とを含んでもよい。   In the pulse generation circuit (2), the optoelectronic circuit has two terminals, the photodetector (110) that outputs an electrical signal generated according to the incident optical pulse from the terminal, and the other of the photodetectors. The input resistor (Rin) connected between the terminal (P2) of the pixel and the input fixed potential (Vin), and the input capacitor (Cin) connected between the other terminal of the photodetector and the second fixed potential. The first drive signal generation circuit superimposes the electric signal output from one terminal (P1) of the photodetector on the first bias voltage and outputs the first signal to the control electrode of the first transistor. The second drive signal generation circuit includes a circuit (111), a second output circuit (14) that superimposes an electrical signal output from the other terminal (P2) of the photodetector on a DC voltage, and outputs a second output circuit (14). Output from 2nd output circuit to 2 bias voltage The polarity of the electrical signal may comprise an inverter circuit to the control electrode of the second transistor by inverting (13) was.

上記パルス生成回路(2)において、光電子回路は、2つの端子を有し、入射された光パルスに応じて生成した電気信号を端子から出力する光検出器(110)と、直流電圧に光検出器の一方の端子(P1)から出力された電気信号を重畳させて出力する第1出力回路(111)と、光検出器の他方の端子(P2)と入力固定電位との間に接続された入力抵抗(Rin)と、光検出器の他方の端子と第2固定電位との間に接続された入力キャパシタ(Cin)と、を含み、第1駆動信号生成回路は、第1バイアス電圧に第1出力回路から出力された電気信号を重畳させて第1トランジスタの制御電極に出力するバッファ回路(12)を含み、第2駆動信号生成回路は、直流電圧に光検出器の他方の端子から出力された電気信号を重畳させて出力する第2出力回路(14)と、第2バイアス電圧に、第2出力回路から出力された電気信号の極性を反転した信号を重畳させて第2トランジスタの制御電極に供給するインバータ回路(13)とを含んでもよい。   In the pulse generation circuit (2), the optoelectronic circuit has two terminals, a photodetector (110) that outputs an electrical signal generated according to the incident optical pulse from the terminal, and photodetection to a DC voltage. Connected between the first output circuit (111) that superimposes and outputs the electrical signal output from one terminal (P1) of the detector, and the other terminal (P2) of the photodetector and the input fixed potential An input resistor (Rin); and an input capacitor (Cin) connected between the other terminal of the photodetector and the second fixed potential. Including a buffer circuit (12) that superimposes an electric signal output from one output circuit and outputs the signal to the control electrode of the first transistor, and the second drive signal generation circuit outputs a DC voltage from the other terminal of the photodetector. Superimposed electrical signal And an inverter circuit (13) that superimposes a signal obtained by inverting the polarity of the electrical signal output from the second output circuit on the second bias voltage and supplies the signal to the control electrode of the second transistor. And may be included.

上記パルス生成回路(3)において、光電子回路は、2つの端子を有し、入射された光パルスに応じて生成した電気信号を端子から出力する光検出器(110)と、直流電圧に光検出器の一方の端子から出力された電気信号を重畳させて出力する第1出力回路(111)と、光検出器の他方の端子と入力固定電位との間に接続された入力抵抗(Rin)と、光検出器の他方の端子と第2固定電位との間に接続された入力キャパシタ(Cin)と、を含み、駆動回路は、第1出力回路から出力された電気信号を第1トランジスタの制御電極に供給する第1バッファ回路(12)と、直流電圧に光検出器の他方の端子から出力された電気信号を重畳させて出力する第2出力回路(14)と、第2出力回路から出力された電気信号を第2トランジスタの第2主電極に供給する第2バッファ回路(16)とを含み、第2トランジスタの制御電極には、直流電圧(Vb8)が供給され、第2バッファ回路から第2トランジスタの第2主電極に供給される信号(VEP2)の直流レベルは、第2固定電位(Vsrc1)よりも低くしてもよい。   In the pulse generation circuit (3), the optoelectronic circuit has two terminals, a photodetector (110) that outputs an electrical signal generated according to the incident optical pulse from the terminal, and photodetection to a DC voltage. A first output circuit (111) that superimposes and outputs an electrical signal output from one terminal of the detector, and an input resistor (Rin) connected between the other terminal of the photodetector and the input fixed potential And an input capacitor (Cin) connected between the other terminal of the photodetector and the second fixed potential, and the drive circuit controls the electric signal output from the first output circuit to the first transistor. A first buffer circuit (12) for supplying the electrodes, a second output circuit (14) for outputting an electric signal output from the other terminal of the photodetector on a DC voltage, and an output from the second output circuit The second electrical signal A second buffer circuit (16) for supplying a second main electrode of the second transistor, a DC voltage (Vb8) is supplied to the control electrode of the second transistor, and the second main electrode of the second transistor is supplied from the second buffer circuit. The DC level of the signal (VEP2) supplied to may be lower than the second fixed potential (Vsrc1).

上記パルス生成回路(1)において、光電子回路は、2つの端子を有し、入射された光パルスに応じて生成した電気信号を前記端子から出力する光検出器(110)と、直流電圧に前記光検出器の一方の端子から出力された電気信号を重畳させて出力する第1出力回路(111)と、光検出器の他方の端子と入力固定電位との間に接続された入力抵抗(Rin)と、光検出器の他方の端子と第2固定電位との間に接続された入力キャパシタ(Cin)とを含み、駆動回路は、第1出力回路から出力された電気信号を第1トランジスタの制御電極に供給する第1バッファ回路(12)と、直流電圧に光検出器の他方の端子から出力された電気信号を重畳させて出力する第2出力回路(14)と、第2出力回路から出力された電気信号を遅延させて出力する遅延回路(15)と、遅延回路から出力された電気信号の極性を反転させて第2トランジスタの制御電極に供給するインバータ回路(16)と、を含んでもよい。   In the pulse generation circuit (1), the optoelectronic circuit has two terminals, the photodetector (110) that outputs an electrical signal generated according to the incident optical pulse from the terminal, and the DC voltage A first output circuit (111) that superimposes and outputs an electrical signal output from one terminal of the photodetector, and an input resistor (Rin) connected between the other terminal of the photodetector and an input fixed potential ) And an input capacitor (Cin) connected between the other terminal of the photodetector and the second fixed potential, and the drive circuit receives the electric signal output from the first output circuit of the first transistor. From the first buffer circuit (12) for supplying the control electrode, the second output circuit (14) for superimposing the electric signal output from the other terminal of the photodetector on the DC voltage, and the second output circuit Delay the output electrical signal An output delay circuit (15), an inverter circuit to the control electrode of the second transistor by reversing the polarity of the electric signal output from the delay circuit (16) may contain.

上記パルス生成回路(4)において、第1トランジスタ(TR1A、TR1B)、第2トランジスタ(TR2A、TR2B)、および負荷抵抗(RL)を複数組有し、駆動回路(40)は、光電子回路によって生成された一つの電気信号に基づいて、各組の第1トランジスタおよび第2トランジスタを駆動するようにしてもよい。   The pulse generation circuit (4) includes a plurality of sets of first transistors (TR1A, TR1B), second transistors (TR2A, TR2B), and load resistors (RL), and the drive circuit (40) is generated by an optoelectronic circuit. Each set of the first transistor and the second transistor may be driven based on the single electric signal.

上記パルス生成回路(4)において、光電子回路は、2つの端子を有し、入射された光パルスに応じて生成した電気信号を端子から出力する光検出器(110)と、直流電圧に光検出器の一方の端子から出力された電気信号を重畳させて出力する第1出力回路(111)と、光検出器の他方の端子と入力固定電位との間に接続された入力抵抗(Rin)と、光検出器の他方の端子と第2固定電位との間に接続された入力キャパシタ(Cin)とを含み、駆動回路は、第1出力回路から出力された電気信号を夫々の第1トランジスタの制御電極に供給する第1バッファ回路(12)と、直流電圧に光検出器の他方の端子から出力された電気信号を重畳させて出力する第2出力回路(14)と、第2トランジスタ毎に対応して設けられ、第2出力回路から出力された電気信号を対応する第2トランジスタの第2主電極に供給する第2バッファ回路(16A、16B)とを含み、夫々の第2トランジスタの制御電極には、直流電圧(Vb8)が供給され、第2バッファ回路から夫々の第2トランジスタの第2主電極に供給される信号の直流レベルは、第2固定電位よりも低くしてもよい。   In the pulse generation circuit (4), the optoelectronic circuit has two terminals, a photodetector (110) that outputs an electrical signal generated according to the incident optical pulse from the terminal, and photodetection to a DC voltage. A first output circuit (111) that superimposes and outputs an electrical signal output from one terminal of the detector, and an input resistor (Rin) connected between the other terminal of the photodetector and the input fixed potential And an input capacitor (Cin) connected between the other terminal of the photodetector and the second fixed potential, and the drive circuit outputs the electrical signal output from the first output circuit to each of the first transistors. A first buffer circuit (12) for supplying the control electrode, a second output circuit (14) for superposing and outputting an electric signal output from the other terminal of the photodetector on the DC voltage, and for each second transistor Correspondingly provided, second output And a second buffer circuit (16A, 16B) for supplying an electric signal output from the path to the second main electrode of the corresponding second transistor, and a DC voltage (Vb8) is applied to the control electrode of each second transistor. And the DC level of the signal supplied from the second buffer circuit to the second main electrode of each second transistor may be lower than the second fixed potential.

なお、上記説明では、一例として、発明の構成要素に対応する図面上の構成要素を、括弧を付した参照符号によって表している。   In the above description, as an example, constituent elements on the drawing corresponding to the constituent elements of the invention are represented by reference numerals with parentheses.

本発明によれば、光検出器を用いたパルス生成回路において、光パルスのエネルギーを抑えつつ、狭いパルス幅と大きな振幅を有する電気パルスを生成することができる。   According to the present invention, an electric pulse having a narrow pulse width and a large amplitude can be generated while suppressing the energy of an optical pulse in a pulse generation circuit using a photodetector.

図1は、実施の形態1に係るマスターゲート回路を用いたデータ変換器の構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a data converter using a master gate circuit according to the first embodiment. 図2は、実施の形態1に係るマスターゲート回路によるゲートパルスと従来のマスターゲート回路によるゲートパルスとの比較例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a comparative example of the gate pulse by the master gate circuit according to the first embodiment and the gate pulse by the conventional master gate circuit. 図3は、実施の形態2に係るマスターゲート回路を用いたデータ変換器の構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a data converter using the master gate circuit according to the second embodiment. 図4は、2つのトランジスタのゲート電極に同一の電圧を印加したときの各トランジスタの動作を説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining the operation of each transistor when the same voltage is applied to the gate electrodes of the two transistors. 図5は、2つのトランジスタのゲート電極に異なる電圧を印加したときの各トランジスタの動作を説明するための図である。FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of each transistor when different voltages are applied to the gate electrodes of the two transistors. 図6Aは、実施の形態2に係るマスターゲート回路の具体的な回路構成を示す図である。FIG. 6A is a diagram illustrating a specific circuit configuration of the master gate circuit according to the second embodiment. 図6Bは、図6Aに示したマスターゲート回路の更に具体的な回路構成を示す図である。FIG. 6B is a diagram showing a more specific circuit configuration of the master gate circuit shown in FIG. 6A. 図7Aは、実施の形態2に係るマスターゲート回路の別の具体的な回路構成を示す図である。FIG. 7A is a diagram showing another specific circuit configuration of the master gate circuit according to Embodiment 2. 図7Bは、図7Aに示したマスターゲート回路の更に具体的な回路構成を示す図である。FIG. 7B is a diagram showing a more specific circuit configuration of the master gate circuit shown in FIG. 7A. 図8Aは、実施の形態3に係るマスターゲート回路の具体的な回路構成を示す図である。FIG. 8A is a diagram illustrating a specific circuit configuration of the master gate circuit according to the third embodiment. 図8Bは、図8Aに示したマスターゲート回路の更に具体的な回路構成を示す図である。FIG. 8B is a diagram showing a more specific circuit configuration of the master gate circuit shown in FIG. 8A. 図9は、実施の形態4に係るマスターゲート回路の具体的な回路構成を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a specific circuit configuration of the master gate circuit according to the fourth embodiment. 図10は、高速の光通信網と低速の電子回路との間のデータ変換を説明するための図である。FIG. 10 is a diagram for explaining data conversion between a high-speed optical communication network and a low-speed electronic circuit. 図11は、シリアル/パラレル変換器を用いた光パケットスイッチングによる光通信システムの基本的な構成を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a basic configuration of an optical communication system by optical packet switching using a serial / parallel converter. 図12は、従来のマスターゲート回路の構成を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing a configuration of a conventional master gate circuit.

以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

≪実施の形態1≫
図1は、本発明の一実施の形態に係るマスターゲート回路を用いたデータ変換器の構成を示す図である。
同図に示されるデータ変換器101は、例えば、光パケットスイッチングによる光通信システムにおけるシリアル/パラレル変換器またはパラレル/シリアル変換器を構成する機能部である。具体的に、データ変換器101は、伝送線路(通信回線)TL1伝搬する、超高速の光検出器によって光信号(光パケット)から電気信号に変換された高速のシリアル信号を複数ビットのパラレル信号に変換して低速な電子回路8に供給するシリアル/パラレル変換器、または電子回路8から出力される複数ビットのパラレル信号をシリアル信号に変換して伝送線路TL1に供給するパラレル/シリアル変換器において、1ビット分の変換チャネルを構成する回路である。
<< Embodiment 1 >>
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a data converter using a master gate circuit according to an embodiment of the present invention.
A data converter 101 shown in the figure is a functional unit constituting a serial / parallel converter or a parallel / serial converter in an optical communication system based on optical packet switching, for example. Specifically, the data converter 101 propagates a transmission line (communication line) TL1 and converts a high-speed serial signal converted from an optical signal (optical packet) into an electrical signal by an ultra-high-speed photodetector, a multi-bit parallel signal. In a serial / parallel converter that converts the signal into a low-speed electronic circuit 8 and supplies it to the low-speed electronic circuit 8, or a parallel / serial converter that converts a multi-bit parallel signal output from the electronic circuit 8 into a serial signal and supplies it to the transmission line TL1 This is a circuit constituting a conversion channel for 1 bit.

図1に示されるように、データ変換器101は、マスターゲート回路1と主要トランジスタTR0から構成されている。例えば、nビットのシリアル/パラレル変換器(またはパラレル/シリアル変換器)の場合、n組のマスターゲート回路1および主要トランジスタTR0が設けられ、n個の主要トランジスタTR0が並列に伝送線路TL1に接続される。   As shown in FIG. 1, the data converter 101 includes a master gate circuit 1 and a main transistor TR0. For example, in the case of an n-bit serial / parallel converter (or parallel / serial converter), n sets of master gate circuits 1 and main transistors TR0 are provided, and n main transistors TR0 are connected in parallel to the transmission line TL1. Is done.

主要トランジスタTR0は、例えばHEMT(High Electron Mobility Transistor)であり、一方の主要電極(例えばドレイン電極)が伝送線路TL1に接続され、他方の主要電極(例えばソース電極)が電子回路8に接続される。   The main transistor TR0 is, for example, a HEMT (High Electron Mobility Transistor), one main electrode (for example, drain electrode) is connected to the transmission line TL1, and the other main electrode (for example, source electrode) is connected to the electronic circuit 8. .

マスターゲート回路1は、照射された光パルスに基づいて、主要トランジスタTR0のゲートを駆動するための電気パルス(ゲートパルス)VGを生成する回路である。ゲートパルスVGは、主要トランジスタTR0のゲート電極に供給される。   The master gate circuit 1 is a circuit that generates an electric pulse (gate pulse) VG for driving the gate of the main transistor TR0 based on the irradiated light pulse. The gate pulse VG is supplied to the gate electrode of the main transistor TR0.

実施の形態1に係るマスターゲート回路1は、光パルスの入射に応じて、直列に接続された2つのトランジスタTR1,TR2を時間差を設けてオンさせることにより、パルス幅が狭く、且つ振幅の大きいゲートパルスを生成するものである。以下、マスターゲート回路1について詳細に説明する。   The master gate circuit 1 according to the first embodiment has a narrow pulse width and a large amplitude by turning on two transistors TR1 and TR2 connected in series with a time difference according to the incidence of an optical pulse. A gate pulse is generated. Hereinafter, the master gate circuit 1 will be described in detail.

図1に示されるように、マスターゲート回路1は、トランジスタTR1、TR2と、抵抗RLと、光電子回路11と、駆動回路1とを有する。   As shown in FIG. 1, the master gate circuit 1 includes transistors TR <b> 1 and TR <b> 2, a resistor RL, an optoelectronic circuit 11, and a drive circuit 1.

トランジスタTR1,TR2は、例えばHEMTである。トランジスタTR1とトランジスタTR2とは、固定電位(例えば電源電圧)Vhと固定電位Vhよりも低い固定電位Vsrc2との間に直列に接続され、トランジスタTR1とトランジスタTR2とが接続されるノードが主要トランジスタTR0のゲート電極に接続されている。具体的には、トランジスタTR1は、第1主電極としてのドレイン電極が固定電位(例えば電源電圧)Vhに接続され、第2主電極としてのソース電極が主要トランジスタTR0のゲート電極に接続されている。また、トランジスタTR2は、第1主電極としてのドレイン電極が主要トランジスタTR0のゲート電極およびトランジスタTR1のソース電極に接続され、第2主電極としてのソース電極が固定電位Vsrc2に接続されている。
なお、以下の説明では、トランジスタTR1、TR2を含む全てのトランジスタがHEMTである場合を一例として説明するが、これに限定されるものではない。
The transistors TR1 and TR2 are, for example, HEMTs. The transistors TR1 and TR2 are connected in series between a fixed potential (for example, power supply voltage) Vh and a fixed potential Vsrc2 lower than the fixed potential Vh, and a node to which the transistors TR1 and TR2 are connected is a main transistor TR0. Connected to the gate electrode. Specifically, in the transistor TR1, the drain electrode as the first main electrode is connected to a fixed potential (for example, power supply voltage) Vh, and the source electrode as the second main electrode is connected to the gate electrode of the main transistor TR0. . In the transistor TR2, the drain electrode as the first main electrode is connected to the gate electrode of the main transistor TR0 and the source electrode of the transistor TR1, and the source electrode as the second main electrode is connected to the fixed potential Vsrc2.
In the following description, the case where all the transistors including the transistors TR1 and TR2 are HEMTs will be described as an example, but the present invention is not limited to this.

抵抗RLは、一端が主要トランジスタTR0のゲート電極に接続され、他端がグラウンド電位GNDに接続されている。   The resistor RL has one end connected to the gate electrode of the main transistor TR0 and the other end connected to the ground potential GND.

ここで、固定電位Vh、Vsrc2、およびグラウンド電圧GNDの関係は、Vsrc2≦GND<Vhである。   Here, the relationship between the fixed potentials Vh and Vsrc2 and the ground voltage GND is Vsrc2 ≦ GND <Vh.

光電子回路11は、入射された光パルスに応じて電気信号を生成する回路である。例えば、図1に示されるように、光電子回路11は、光検出器110、出力回路111、抵抗Rin、およびキャパシタCinを有している。   The optoelectronic circuit 11 is a circuit that generates an electrical signal in accordance with an incident light pulse. For example, as shown in FIG. 1, the optoelectronic circuit 11 includes a photodetector 110, an output circuit 111, a resistor Rin, and a capacitor Cin.

光検出器110は、2つの端子P1、P2を有し、入射された光パルスに応じて生成した電気信号を上記端子から出力する素子である。光検出器110は、例えば、前述したMSM−PDである。以下、光検出器110をMSM−PD110と表記する。
MSM−PD110は、光トリガーとなる光パルスが照射されると、MSM−PD110の一方の端子P1から電気パルスが生成され、他方の端子P2から当該電気パルスと逆の極性の別の電気パルスが生成される。例えば、MSM−PD110に光パルスを照射すると、端子P1から照射された光パルスのパルス幅に応じた正の極性の電気パルスが出力され、端子P2から照射された光パルスのパルス幅に応じた負の極性の電気パルスが出力される。
The photodetector 110 is an element that has two terminals P1 and P2 and outputs an electrical signal generated according to an incident light pulse from the terminal. The photodetector 110 is, for example, the above-described MSM-PD. Hereinafter, the photodetector 110 is referred to as MSM-PD110.
When the MSM-PD 110 is irradiated with an optical pulse serving as an optical trigger, an electric pulse is generated from one terminal P1 of the MSM-PD 110, and another electric pulse having a polarity opposite to that of the electric pulse is generated from the other terminal P2. Generated. For example, when the MSM-PD 110 is irradiated with an optical pulse, an electric pulse having a positive polarity corresponding to the pulse width of the optical pulse irradiated from the terminal P1 is output, and according to the pulse width of the optical pulse irradiated from the terminal P2. A negative polarity electrical pulse is output.

出力回路111は、直流(DC)電圧にMSM−PD110の端子P1から出力された電気信号を重畳させて出力する回路である。例えば、出力回路111は、バイアス電位Vb1とグラウンド電位GNDとの間に直列に接続された抵抗Rb1と抵抗Rb2から構成されている。これにより、バイアス電位Vb1とグラウンド電位GNDとの間の電圧が抵抗Rb1、Rb2の抵抗比によって分圧され、その分圧された電圧にMSM−PD110の端子P1から出力された電気信号(交流成分)が重畳させて出力される。   The output circuit 111 is a circuit that superimposes and outputs an electric signal output from the terminal P1 of the MSM-PD 110 on a direct current (DC) voltage. For example, the output circuit 111 includes a resistor Rb1 and a resistor Rb2 connected in series between the bias potential Vb1 and the ground potential GND. As a result, the voltage between the bias potential Vb1 and the ground potential GND is divided by the resistance ratio of the resistors Rb1 and Rb2, and the electric signal (AC component) output from the terminal P1 of the MSM-PD 110 to the divided voltage. ) Are superimposed and output.

入力抵抗Rinは、一方の端子が入力バイアス電位Vinに接続され、他方の端子がMSM−PD110の端子P2に接続されている。入力キャパシタCinは、一方の端子がMSM−PD110の端子P2に接続され、他方の端子がグラウンド電位GNDに接続されている。   The input resistor Rin has one terminal connected to the input bias potential Vin and the other terminal connected to the terminal P2 of the MSM-PD110. The input capacitor Cin has one terminal connected to the terminal P2 of the MSM-PD 110 and the other terminal connected to the ground potential GND.

駆動回路10は、光電子回路11によって生成された電気信号に基づいて、トランジスタTR1、TR2を駆動する回路である。具体的に、駆動回路10は、光電子回路11によって電気信号が生成されていない場合に、トランジスタTR1およびトランジスタTR2をオフさせ、光電子回路11によって電気信号が生成された場合に、生成された電気信号に基づいてトランジスタTR1およびトランジスタTR2をオンさせる。駆動回路10は、トランジスタTR1およびトランジスタTR2をオンさせるとき、最初にトランジスタTR1をオンさせてから、続けてトランジスタTR2をオンさせる。   The drive circuit 10 is a circuit that drives the transistors TR1 and TR2 based on the electrical signal generated by the optoelectronic circuit 11. Specifically, the drive circuit 10 turns off the transistor TR1 and the transistor TR2 when the electrical signal is not generated by the optoelectronic circuit 11, and generates the electrical signal when the electrical signal is generated by the optoelectronic circuit 11. Based on the above, the transistors TR1 and TR2 are turned on. When the transistor TR1 and the transistor TR2 are turned on, the drive circuit 10 first turns on the transistor TR1 and then turns on the transistor TR2.

図1に示されるように、駆動回路10は、例えば、バッファ回路12、出力回路14、遅延回路15、およびインバータ回路13から構成されている。   As shown in FIG. 1, the drive circuit 10 includes, for example, a buffer circuit 12, an output circuit 14, a delay circuit 15, and an inverter circuit 13.

バッファ回路12は、光電子回路11におけるMSM−PD110の端子P1から出力された電気信号、すわなち、出力回路111から出力された電気信号を、トランジスタTR1のゲート電極に供給する回路である。   The buffer circuit 12 is a circuit that supplies the electrical signal output from the terminal P1 of the MSM-PD 110 in the optoelectronic circuit 11, that is, the electrical signal output from the output circuit 111, to the gate electrode of the transistor TR1.

出力回路14は、直流電圧に、MSM−PD110の端子P2から出力された電気信号を重畳させて出力する回路である。出力回路14は、例えば、キャパシタC1と抵抗Rb3とから構成されている。キャパシタC1は、一端がMSM−PD110の端子P2に接続され、他端が抵抗Rb3の一端に接続されている。また、抵抗Rb3の他端は、固定電位Vb2に接続されている。これによれば、MSM−PD110の端子P2から出力された電気信号の交流成分がキャパシタC1の容量結合によって検出され、検出された電気信号が固定電位Vb2に基づく直流電圧に重畳されて出力される。   The output circuit 14 is a circuit that superimposes the electrical signal output from the terminal P2 of the MSM-PD 110 on the DC voltage and outputs the superimposed signal. The output circuit 14 includes, for example, a capacitor C1 and a resistor Rb3. One end of the capacitor C1 is connected to the terminal P2 of the MSM-PD 110, and the other end is connected to one end of the resistor Rb3. The other end of the resistor Rb3 is connected to the fixed potential Vb2. According to this, the AC component of the electrical signal output from the terminal P2 of the MSM-PD 110 is detected by capacitive coupling of the capacitor C1, and the detected electrical signal is superimposed on the DC voltage based on the fixed potential Vb2 and output. .

遅延回路15は、MSM−PD110の端子P2から出力された電気信号、すなわち出力回路14から出力された電気信号を遅延させて出力する回路である。遅延回路15としては、必要な遅延時間ΔTを発生させる回路であれば特に制限されない。例えば、インバータやバッファ回路等を必要な個数だけ直列接続した回路であってもよいし、キャパシタC1および抵抗Rb3が接続されるノードと後段のインバータ回路13の入力端子との間の配線長を調整した回路であってもよい。   The delay circuit 15 is a circuit that delays and outputs the electric signal output from the terminal P2 of the MSM-PD 110, that is, the electric signal output from the output circuit 14. The delay circuit 15 is not particularly limited as long as it is a circuit that generates a necessary delay time ΔT. For example, a circuit in which a necessary number of inverters, buffer circuits, and the like are connected in series may be used, or the wiring length between the node to which the capacitor C1 and the resistor Rb3 are connected and the input terminal of the subsequent inverter circuit 13 is adjusted. It may be a circuit.

インバータ回路13は、遅延回路15から出力された電気信号の極性を反転させてトランジスタT2のゲート電極に供給する回路である。   The inverter circuit 13 is a circuit that inverts the polarity of the electrical signal output from the delay circuit 15 and supplies it to the gate electrode of the transistor T2.

上記の回路構成を有するマスターゲート回路1に光パルスを照射すると、MSM−PD110の端子P1から電気信号(正極性)が発生し、その電気信号に応じた駆動信号Vg1がトランジスタTR1のゲート電極に供給される。また、MSM−PD110の端子P2から電気信号(負極性)が発生し、その電気信号の極性を反転した駆動信号Vgs2(正極性)が、駆動信号Vg1よりも遅れてトランジスタTR2のゲート電極に供給される。   When the master gate circuit 1 having the above circuit configuration is irradiated with an optical pulse, an electric signal (positive polarity) is generated from the terminal P1 of the MSM-PD 110, and a drive signal Vg1 corresponding to the electric signal is applied to the gate electrode of the transistor TR1. Supplied. In addition, an electric signal (negative polarity) is generated from the terminal P2 of the MSM-PD 110, and a driving signal Vgs2 (positive polarity) obtained by inverting the polarity of the electric signal is supplied to the gate electrode of the transistor TR2 later than the driving signal Vg1. Is done.

駆動信号Vg1がトランジスタTR1のゲート電極に供給されると、トランジスタTR1がオンし、固定電位VhからトランジスタTR1を介して電流が流れる。このとき、トランジスタTR2はオフしている(ノーマリーオフの状態)ので、固定電位VhからトランジスタTR1を介して流れ出た電流は、抵抗RLに流れ込む。これにより、ゲートパルスVGが急峻に立ち上がる。   When the drive signal Vg1 is supplied to the gate electrode of the transistor TR1, the transistor TR1 is turned on, and a current flows from the fixed potential Vh via the transistor TR1. At this time, since the transistor TR2 is off (normally off), the current flowing out from the fixed potential Vh via the transistor TR1 flows into the resistor RL. As a result, the gate pulse VG rises sharply.

遅延時間ΔTの経過後、駆動信号Vg2がトランジスタTR2のゲート電極に供給されると、トランジスタTR2がオンし、主要トランジスタTR0のゲート電極と固定電位Vsrc2との間に電流経路が形成される。これにより、トランジスタTR1から流れ出た電流は、トランジスタTR2を経由して固定電位Vsrc2に流れ込む。このとき、固定電位Vsrc2やトランジスタTR2のサイズ等の動作条件を調整して、トランジスタTR1から流れ出た電流が、抵抗RLを流れずにトランジスタTR2に流れ込むようにすることにより、ゲートパルスVGを最初の電圧レベル(例えば0V)まで急峻に立ち下げることができる。   When the drive signal Vg2 is supplied to the gate electrode of the transistor TR2 after the delay time ΔT has elapsed, the transistor TR2 is turned on, and a current path is formed between the gate electrode of the main transistor TR0 and the fixed potential Vsrc2. Thereby, the current flowing out of the transistor TR1 flows into the fixed potential Vsrc2 via the transistor TR2. At this time, the operating conditions such as the fixed potential Vsrc2 and the size of the transistor TR2 are adjusted so that the current flowing out of the transistor TR1 flows into the transistor TR2 without flowing through the resistor RL. It can be sharply lowered to a voltage level (for example, 0 V).

また、バッファ回路12による信号遅延の時間とインバータ回路13による信号遅延の時間とが等しくなるようにバッファ回路12およびインバータ回路13を設計することにより、駆動信号Vg1と駆動信号Vg2との時間間隔、すなわちトランジスタTR1がターンオンするタイミングとトランジスタTR2がターンオンするタイミングとの間の遅延時間ΔTは遅延回路15によって決定される。   Also, by designing the buffer circuit 12 and the inverter circuit 13 so that the signal delay time by the buffer circuit 12 and the signal delay time by the inverter circuit 13 are equal, the time interval between the drive signal Vg1 and the drive signal Vg2, That is, the delay circuit 15 determines the delay time ΔT between the timing when the transistor TR1 is turned on and the timing when the transistor TR2 is turned on.

図2は、実施の形態1に係るマスターゲート回路によるゲートパルスと従来のマスターゲート回路によるゲートパルスとの比較例を示す図である。
同図の(a)には、上述した従来のマスターゲート回路90によって生成されるゲートパルスの波形が示されている。また、同図の(b)には、本実施の形態に係るマスターゲート回路1によって生成されるゲートパルスの波形が示されている。
FIG. 2 is a diagram showing a comparative example of the gate pulse by the master gate circuit according to the first embodiment and the gate pulse by the conventional master gate circuit.
FIG. 4A shows the waveform of the gate pulse generated by the above-described conventional master gate circuit 90. Further, (b) of the figure shows the waveform of the gate pulse generated by the master gate circuit 1 according to the present embodiment.

上述したように、従来のマスターゲート回路90によって生成されるゲートパルスは、立ち上がり波形は急峻であるが、立ち下がり波形は比較的緩やかになる。そのため、図2の(a)に示されるように、主要トランジスタTR0を駆動するのに有効な振幅Vw0が小さくなるとともに、パルス幅Tp0が広がってしまう。   As described above, the gate pulse generated by the conventional master gate circuit 90 has a steep rising waveform but a relatively slow falling waveform. Therefore, as shown in FIG. 2A, the amplitude Vw0 effective for driving the main transistor TR0 is reduced and the pulse width Tp0 is increased.

これに対し、本実施の形態に係るマスターゲート回路1によって生成されるゲートパルスVGは、図2の(b)に示されるように、立ち上がり波形および立ち下がり波形がとともに急峻となるので、従来のマスターゲート回路90によるゲートパルスに比べて、有効な振幅Vw1を大きく取ることができ、且つパルス幅Tp1を狭くすることができる。   On the other hand, the gate pulse VG generated by the master gate circuit 1 according to the present embodiment has a steep rising waveform and falling waveform as shown in FIG. Compared to the gate pulse by the master gate circuit 90, the effective amplitude Vw1 can be increased, and the pulse width Tp1 can be narrowed.

以上、実施の形態1に係るマスターゲート回路によれば、直列に接続された2つのトランジスタを時間差を設けてオンさせることによってゲートパルスを生成するので、従来のマスターゲート回路のように立ち下がり波形が緩やかなゲートパルスではなく、立ち上がり波形および立ち下がり波形がとともに急峻なゲートパルスを生成することができる。これによれば、ゲートパルスとして有効となる振幅を大きくするために、光検出器(MSM−PD)に照射する光パルスのエネルギーを増大させる必要はない。すなわち、本実施の形態に係るマスターゲート回路によれば、光パルスのエネルギーを抑えつつ、パルス幅が狭く、且つ有効な振幅が大きいゲートパルスを生成することができる。   As described above, according to the master gate circuit according to the first embodiment, since the gate pulse is generated by turning on two transistors connected in series with a time difference, the falling waveform is the same as in the conventional master gate circuit. However, it is possible to generate a steep gate pulse with a rising waveform and a falling waveform instead of a gentle gate pulse. According to this, it is not necessary to increase the energy of the light pulse irradiated to the photodetector (MSM-PD) in order to increase the effective amplitude as the gate pulse. That is, according to the master gate circuit of this embodiment, it is possible to generate a gate pulse with a narrow pulse width and a large effective amplitude while suppressing the energy of the optical pulse.

また、前述の図11で示した光パケットスイッチングによる光通信システム900において、従来のマスターゲート回路90の代わりに実施の形態1に係るマスターゲート回路1を適用することにより、各主要トランジスタTR0を駆動するためのゲートパルスを生成するために必要な光パルスのエネルギーを抑えることができるので、光通信システム全体のエネルギー効率を向上させることが可能となる。   Further, in the optical communication system 900 using the optical packet switching shown in FIG. 11 described above, each master transistor TR0 is driven by applying the master gate circuit 1 according to the first embodiment instead of the conventional master gate circuit 90. Since the energy of the optical pulse necessary for generating the gate pulse to be generated can be suppressed, the energy efficiency of the entire optical communication system can be improved.

≪実施の形態2≫
上述したように、実施の形態1に係るマスターゲート回路1では、遅延回路15によって、主要トランジスタTR0を駆動するための2つのトランジスタTR1、TR2のオンするタイミング(遅延時間ΔT)をずらしている。上述したように遅延時間ΔTを配線長の調整によって実現する場合、例えば1psの遅延時間ΔTを得るために、概算で80μmの配線長が必要となり、最終的な回路のサイズが非常に大きくなる。また、10ps以上の遅延時間ΔTを得る場合には、配線長が長くなりすぎてその配線を伝搬する電気信号が消失(消散)してしまうため、実現可能な遅延時間が制限される。したがって、実施の形態1に係るマスターゲート回路1のように、遅延回路15によって2つのトランジスタTR1、TR2のオンするタイミングをずらす場合には、設定可能な遅延時間が制限され、回路規模が大きくなる可能性がある。
<< Embodiment 2 >>
As described above, in the master gate circuit 1 according to the first embodiment, the delay circuit 15 shifts the turn-on timing (delay time ΔT) of the two transistors TR1 and TR2 for driving the main transistor TR0. As described above, when the delay time ΔT is realized by adjusting the wiring length, for example, in order to obtain the delay time ΔT of 1 ps, an approximate wiring length of 80 μm is required, and the final circuit size becomes very large. In addition, when obtaining a delay time ΔT of 10 ps or more, the wiring length becomes too long and the electric signal propagating through the wiring disappears (dissipates), so that a realizable delay time is limited. Therefore, when the timings at which the two transistors TR1 and TR2 are turned on are shifted by the delay circuit 15 as in the master gate circuit 1 according to the first embodiment, the delay time that can be set is limited, and the circuit scale increases. there is a possibility.

実施の形態2に係るマスターゲート回路は、上記のように遅延回路によって遅延時間ΔTを生成するのではなく、2つのトランジスタTR1、TR2のバイアス状態を相違させることによって遅延時間ΔTを発生させるものである。   The master gate circuit according to the second embodiment does not generate the delay time ΔT by the delay circuit as described above, but generates the delay time ΔT by making the bias states of the two transistors TR1 and TR2 different. is there.

図3は、実施の形態2に係るマスターゲート回路を用いたデータ変換器の構成を示す図である。
同図に示されるデータ変換器102は、実施の形態1に係るデータ変換器101と同様に、光パケットスイッチングによる光通信システムのシリアル/パラレル変換器またはパラレル/シリアル変換器において、1ビット分の変換チャネルを構成する回路である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a data converter using the master gate circuit according to the second embodiment.
Similar to the data converter 101 according to the first embodiment, the data converter 102 shown in the figure is a 1-bit unit in a serial / parallel converter or a parallel / serial converter of an optical communication system using optical packet switching. It is a circuit constituting a conversion channel.

図3に示されるように、データ変換器102は、マスターゲート回路2と主要トランジスタTR0を有する。なお、実施の形態2に係るマスターゲート回路2において、実施の形態1に係るマスターゲート回路1と同様の構成要素については、同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。   As shown in FIG. 3, the data converter 102 includes a master gate circuit 2 and a main transistor TR0. In the master gate circuit 2 according to the second embodiment, the same components as those in the master gate circuit 1 according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

マスターゲート回路2は、トランジスタTR1、TR2と、抵抗RLと、光電子回路11と、駆動回路20とを有している。
駆動回路20は、2つの駆動信号生成回路21、22から構成されている。
The master gate circuit 2 includes transistors TR1 and TR2, a resistor RL, an optoelectronic circuit 11, and a drive circuit 20.
The drive circuit 20 includes two drive signal generation circuits 21 and 22.

駆動信号生成回路21は、光電子回路11で生成された電気信号を第1バイアス電圧に重畳させることによって駆動信号VEP1を生成し、トランジスタTR1のゲート電極に供給する回路である。   The drive signal generation circuit 21 is a circuit that generates the drive signal VEP1 by superimposing the electrical signal generated by the optoelectronic circuit 11 on the first bias voltage and supplies the drive signal VEP1 to the gate electrode of the transistor TR1.

駆動信号生成回路22は、光電子回路11で生成された電気信号を第1バイアス電圧よりも低い第2バイアス電圧に重畳させることによって駆動信号VEP2を生成し、トランジスタTR2のゲート電極に供給する回路である。   The drive signal generation circuit 22 is a circuit that generates the drive signal VEP2 by superimposing the electric signal generated by the optoelectronic circuit 11 on a second bias voltage lower than the first bias voltage, and supplies the drive signal VEP2 to the gate electrode of the transistor TR2. is there.

駆動信号生成回路21によって生成される駆動信号VEP1と駆動信号生成回路22によって生成される駆動信号VEP2とは異なる電圧である。すなわち、マスターゲート回路2では、2つのトランジスタTR1、TR2のゲート電極に異なる電圧が印加される。   The drive signal VEP1 generated by the drive signal generation circuit 21 and the drive signal VEP2 generated by the drive signal generation circuit 22 are different voltages. That is, in the master gate circuit 2, different voltages are applied to the gate electrodes of the two transistors TR1 and TR2.

このマスターゲート回路2によれば、実施の形態1に係るマスターゲート回路1と同様に、パルス幅が狭く、且つ有効な振幅が大きいゲートパルスを生成することができる。以下、マスターゲート回路2について詳細に説明する。   According to the master gate circuit 2, as in the master gate circuit 1 according to the first embodiment, a gate pulse having a narrow pulse width and a large effective amplitude can be generated. Hereinafter, the master gate circuit 2 will be described in detail.

ここでは、実施の形態2に係るマスターゲート回路2の動作原理を説明する前に、先ず、比較例として、2つのトランジスタのゲート電極に同一の電圧を印加する場合について考える。
図4は、2つのトランジスタのゲート電極に同一の電圧を印加したときの各トランジスタの動作を説明するための図である。
図4には、トランジスタTR1、TR2のサイズおよび閾値電圧Vthを同一とし、2つのトランジスタTR1、TR2のソース電極を異なる電位に接続した場合に、トランジスタTR1、TR2のゲート電極に同一の電圧を印加したときの、トランジスタTR1、TR2がオンするタイミングが示されている。
Here, before describing the operation principle of the master gate circuit 2 according to the second embodiment, first, as a comparative example, consider the case where the same voltage is applied to the gate electrodes of two transistors.
FIG. 4 is a diagram for explaining the operation of each transistor when the same voltage is applied to the gate electrodes of the two transistors.
In FIG. 4, when the transistors TR1 and TR2 have the same size and the same threshold voltage Vth and the source electrodes of the two transistors TR1 and TR2 are connected to different potentials, the same voltage is applied to the gate electrodes of the transistors TR1 and TR2. The timing when the transistors TR1 and TR2 are turned on is shown.

具体的には、トランジスタTR1のソース電極を固定電位Vsrc1に接続し、トランジスタTR1のドレイン電極を固定電位Vhに接続し、トランジスタTR1のゲート電極に電圧VEPを印加する。また、トランジスタTR2のソース電極を固定電位Vsrc2に接続し、トランジスタTR2のドレイン電極を固定電位Vhに接続し、トランジスタTR2のゲート電極に電圧VEPを印加する。ここで、Vsrc1<Vsrc2である。   Specifically, the source electrode of the transistor TR1 is connected to the fixed potential Vsrc1, the drain electrode of the transistor TR1 is connected to the fixed potential Vh, and the voltage VEP is applied to the gate electrode of the transistor TR1. Further, the source electrode of the transistor TR2 is connected to the fixed potential Vsrc2, the drain electrode of the transistor TR2 is connected to the fixed potential Vh, and the voltage VEP is applied to the gate electrode of the transistor TR2. Here, Vsrc1 <Vsrc2.

夫々のトランジスタTR1、TR2がターンオンするタイミングは、夫々のトランジスタのゲート電極とソース電極との間のゲート・ソース間電圧Vgsと閾値電圧Vthとによって決まる。例えば、電圧VEPを時間に比例して増加させた場合、Vsrc1<Vsrc2であるため、先ず、トランジスタTR1のゲート・ソース間電圧Vgsが閾値電圧Vthを超えた時刻t1において、トランジスタTR1がオンする。その後、トランジスタTR2のゲート・ソース間電圧Vgsが閾値電圧Vthを超えた時刻t2において、トランジスタTR2がオンする。   The timing at which each transistor TR1, TR2 is turned on is determined by the gate-source voltage Vgs between the gate electrode and the source electrode of each transistor and the threshold voltage Vth. For example, when the voltage VEP is increased in proportion to time, since Vsrc1 <Vsrc2, first, the transistor TR1 is turned on at time t1 when the gate-source voltage Vgs of the transistor TR1 exceeds the threshold voltage Vth. Thereafter, at time t2 when the gate-source voltage Vgs of the transistor TR2 exceeds the threshold voltage Vth, the transistor TR2 is turned on.

なお、2つのトランジスタのターンオン時間の対象時間差(ΔT)が小さい場合、各トランジスタTR1、TR2のゲート電極に印加する電気パルスの立ち上がり波形をできるだけ急勾配にする必要がある。これによれば、最初にオンするトランジスタTR1のゲート電極に供給される電圧が十分に増加し、他方のトランジスタTR2がターンオン時間に達する前に余裕を持ってトランジスタTR1をオンさせることができる。   When the target time difference (ΔT) between the turn-on times of the two transistors is small, it is necessary to make the rising waveform of the electric pulse applied to the gate electrodes of the transistors TR1 and TR2 as steep as possible. According to this, the voltage supplied to the gate electrode of the transistor TR1 that is turned on first increases sufficiently, and the transistor TR1 can be turned on with a margin before the other transistor TR2 reaches the turn-on time.

このように、2つのトランジスタTR1、TR2の夫々のソース電極の電位を相違させ、夫々のゲート電極に共通の電圧VEPを印加することにより、遅延回路15を設けることなく、トランジスタTR1とトランジスタTR2のオンするタイミングをずらすことができる。
しかしながら、図4の場合、Vsrc1<Vsrc2にしなければトランジスタTR1、トランジスタTR2の順にオンさせることができない。そのため、仮に図4の原理を図3のマスターゲート回路に適用した場合、抵抗RLの一端の電圧(Vsrc1)よりもトランジスタTR2のソース電極の電圧(Vsrc2)の方が大きくなるため、ゲートパルスVGの立ち下がり時間を短くすることに限界がある。
そこで、実施の形態2に係るマスターゲート回路2では、2つのトランジスタTR1、TR2のゲート電極に共通の電圧を印加するのではなく、異なる電圧を印加することによって、トランジスタTR1、TR2の夫々のソース電極の電圧がVsrc1≧Vsrc2となるようにする。
In this way, by making the potentials of the source electrodes of the two transistors TR1 and TR2 different and applying a common voltage VEP to the respective gate electrodes, the transistors TR1 and TR2 can be provided without providing the delay circuit 15. The timing to turn on can be shifted.
However, in the case of FIG. 4, the transistors TR1 and TR2 cannot be turned on in this order unless Vsrc1 <Vsrc2. Therefore, if the principle of FIG. 4 is applied to the master gate circuit of FIG. 3, the voltage (Vsrc2) of the source electrode of the transistor TR2 becomes larger than the voltage (Vsrc1) of one end of the resistor RL. There is a limit to shortening the fall time.
Therefore, in the master gate circuit 2 according to the second embodiment, the source voltage of each of the transistors TR1 and TR2 is not applied by applying different voltages to the gate electrodes of the two transistors TR1 and TR2, but by applying different voltages. The voltage of the electrode is set to satisfy Vsrc1 ≧ Vsrc2.

図5は、2つのトランジスタのゲート電極に異なる電圧を印加したときの各トランジスタの動作を説明するための図である。
図5には、トランジスタTR1、TR2のサイズおよび閾値電圧Vthが同一であり、2つのトランジスタTR1、TR2のソース電極を異なる電位に接続し、トランジスタTR1、TR2のゲート電極に異なる電圧を印加した場合に、各トランジスタTR1、TR2がオンするタイミングが示されている。
FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of each transistor when different voltages are applied to the gate electrodes of the two transistors.
In FIG. 5, the transistors TR1 and TR2 have the same size and threshold voltage Vth, the source electrodes of the two transistors TR1 and TR2 are connected to different potentials, and different voltages are applied to the gate electrodes of the transistors TR1 and TR2. The timing at which each transistor TR1, TR2 is turned on is shown.

例えば、トランジスタTR1のソース電極を固定電位Vsrc1に接続し、トランジスタTR1のドレイン電極を固定電位Vhに接続し、トランジスタTR1のゲート電極に電圧VEP1を印加する。また、トランジスタTR2のソース電極を固定電位Vsrc2に接続し、トランジスタTR2のドレイン電極を固定電位Vhに接続し、トランジスタTR2のゲート電極に電圧VEP2を印加する。ここで、図5に示すように、Vsrc1>Vsrc2であり、電圧VEP1の直流(DC)レベルは、電圧VEP2のDCレベルよりも大きい。   For example, the source electrode of the transistor TR1 is connected to the fixed potential Vsrc1, the drain electrode of the transistor TR1 is connected to the fixed potential Vh, and the voltage VEP1 is applied to the gate electrode of the transistor TR1. In addition, the source electrode of the transistor TR2 is connected to the fixed potential Vsrc2, the drain electrode of the transistor TR2 is connected to the fixed potential Vh, and the voltage VEP2 is applied to the gate electrode of the transistor TR2. Here, as shown in FIG. 5, Vsrc1> Vsrc2, and the direct current (DC) level of the voltage VEP1 is larger than the DC level of the voltage VEP2.

この場合に、図5に示すように、電圧VEP1、VEP2を夫々、時間に比例して増加させると、先ず、トランジスタTR1の電圧Vgsが閾値電圧Vthを超えた時刻t1において、トランジスタTR1がオンする。その後、トランジスタTR2の電圧Vgsが閾値電圧Vthを超えた時刻t2において、トランジスタTR2がオンする。   In this case, as shown in FIG. 5, when the voltages VEP1 and VEP2 are increased in proportion to time, first, the transistor TR1 is turned on at time t1 when the voltage Vgs of the transistor TR1 exceeds the threshold voltage Vth. . Thereafter, at time t2 when the voltage Vgs of the transistor TR2 exceeds the threshold voltage Vth, the transistor TR2 is turned on.

このように、マスターゲート回路2における2つのトランジスタTR1、TR2の夫々のゲート電極にDCレベルの異なる電圧VEP1、VEP2を夫々印加することにより、遅延回路15を設けることなく、トランジスタTR1とトランジスタTR2のオンするタイミングをずらすことができる。また、これによれば、ゲート電極に同一の電圧を印加する場合(図4参照)とは異なり、Vsrc1>Vsrc2とすることができるので、図3において抵抗の一端の電圧(Vsrc1)よりもトランジスタTR2のソース電極の電圧(Vsrc2)を小さくすることができ、ゲートパルスVGの立ち下がりを十分に早めることができる。また、一般的に電圧VEP2のDCレベルと固定電位Vsrc2との間のDC電位差が等しければ、電圧VEP2と固定電位Vsrc2の値を変えても遅延時間ΔTは変わらないので、ゲートパルス回路2の動作状態の調整が容易となる。すなわち、他の回路設計の要件を満たすために、固定電位Vsrc2の値を自由に設定することができる。なお、上述したように電圧VEP1と電圧VEP2と同じ電圧にする必要はないが、両方の電圧VEP1,VEP2は十分に急な勾配と振幅を有している必要がある。   In this manner, by applying the voltages VEP1 and VEP2 having different DC levels to the respective gate electrodes of the two transistors TR1 and TR2 in the master gate circuit 2, the delay circuit 15 is not provided and the transistors TR1 and TR2 are not provided. The timing to turn on can be shifted. Also, according to this, unlike the case where the same voltage is applied to the gate electrode (see FIG. 4), Vsrc1> Vsrc2 can be satisfied, so that in FIG. 3, the transistor is more than the voltage at one end of the resistor (Vsrc1). The voltage (Vsrc2) of the source electrode of TR2 can be reduced, and the fall of the gate pulse VG can be sufficiently advanced. In general, if the DC potential difference between the DC level of the voltage VEP2 and the fixed potential Vsrc2 is equal, the delay time ΔT does not change even if the values of the voltage VEP2 and the fixed potential Vsrc2 are changed. The state can be easily adjusted. That is, the value of the fixed potential Vsrc2 can be freely set to satisfy other circuit design requirements. As described above, the voltages VEP1 and VEP2 do not need to be the same voltage, but both voltages VEP1 and VEP2 need to have sufficiently steep slopes and amplitudes.

次に、上述した図5に示した動作原理に基づくマスターゲート回路2の具体的な動作について説明する。
先ず、図5における時刻t1以前のMSM−PD110に光パルスが照射されていない状態では、駆動信号生成回路22によって生成される駆動信号VEP2のDCレベルは、駆動信号生成回路21によって生成される駆動信号VEP1のDCレベルよりも低くなっている。このとき、2つのトランジスタTR1、TR2はノーマリーオフの状態であり、抵抗RLに電流が流れていないため、トランジスタTR1のソース端子は接地されている(Vsrc1=GND)。
Next, a specific operation of the master gate circuit 2 based on the operation principle shown in FIG. 5 will be described.
First, in a state where the MSM-PD 110 before time t1 in FIG. 5 is not irradiated with an optical pulse, the DC level of the drive signal VEP2 generated by the drive signal generation circuit 22 is the drive generated by the drive signal generation circuit 21. It is lower than the DC level of the signal VEP1. At this time, since the two transistors TR1 and TR2 are normally off and no current flows through the resistor RL, the source terminal of the transistor TR1 is grounded (Vsrc1 = GND).

次に、MSM−PD110に光パルスが照射されると、駆動信号生成回路21、22が駆動信号VEP1、VEP2を夫々生成する。このとき、上述したようにVEP1のDCレベルの方がVEP2のDCレベルより高いため、先ず、駆動信号VEP1がトランジスタTR1の閾値Vthになる時刻t1において、トランジスタTR1がオンする。このとき、トランジスタTR2はノーマリーオフのままである。トランジスタTR1がオンすることにより、固定電位VhからトランジスタTR1を介して抵抗RLに電流が流れる。これにより、図5に示すように、出力電圧(ゲート電圧VG)が急激に増加する。   Next, when the MSM-PD 110 is irradiated with an optical pulse, the drive signal generation circuits 21 and 22 generate drive signals VEP1 and VEP2, respectively. At this time, since the DC level of VEP1 is higher than the DC level of VEP2 as described above, first, the transistor TR1 is turned on at time t1 when the drive signal VEP1 becomes the threshold value Vth of the transistor TR1. At this time, the transistor TR2 remains normally off. When the transistor TR1 is turned on, a current flows from the fixed potential Vh to the resistor RL via the transistor TR1. Thereby, as shown in FIG. 5, the output voltage (gate voltage VG) increases rapidly.

次に、駆動信号VEP2が上昇し、トランジスタTR2の閾値Vthになった時刻t2において、トランジスタTR2がオンする。これにより、固定電位VhからトランジスタTR1を介して流れていた電流は、トランジスタTR2を介して固定電離Vsrc2に流れ込む。すなわち、トランジスタTR1の電流がトランジスタTR2の電流によって相殺される。これにより、図5に示すようにゲート電圧VGが急激に低下する。   Next, at time t2 when the drive signal VEP2 rises and reaches the threshold value Vth of the transistor TR2, the transistor TR2 is turned on. As a result, the current flowing from the fixed potential Vh via the transistor TR1 flows into the fixed ionization Vsrc2 via the transistor TR2. That is, the current of the transistor TR1 is canceled by the current of the transistor TR2. As a result, the gate voltage VG rapidly decreases as shown in FIG.

図5に示すように、適切なゲートパルスVGを生成するためには、VEP2のDCレベルと固定電位Vsrc2を適切に定めておく必要がある。具体的には、第1の条件として、抵抗RLによるゲートパルスVGの正確な立ち上がり時間が得られるように、トランジスタT1のターンオン時間とトランジスタT2のターンオン時間との間の遅延時間ΔTを適切になるように、VEP2のDCレベルと固定電位Vsrc2を定める必要がある。また、第2の条件として、トランジスタTR1の電流を相殺するために、トランジスタTR2のターンオン時にトランジスタTR2に適切な電流が通るように、VEP2のDCレベルと固定電位Vsrc2を定める必要がある。これらの2つの条件を満足するように、VEP2のDCレベルと固定電位Vsrc2とを定めることにより、振幅が“0V(GND)”まで低下し、且つパルス幅が同様のトランジスタを使用した場合の“ΔT”の約2倍となるゲートパルスVGを生成することができる。   As shown in FIG. 5, in order to generate an appropriate gate pulse VG, it is necessary to appropriately determine the DC level of VEP2 and the fixed potential Vsrc2. Specifically, as the first condition, the delay time ΔT between the turn-on time of the transistor T1 and the turn-on time of the transistor T2 is appropriate so that an accurate rise time of the gate pulse VG by the resistor RL can be obtained. Thus, it is necessary to determine the DC level of VEP2 and the fixed potential Vsrc2. As a second condition, in order to cancel the current of the transistor TR1, it is necessary to determine the DC level of the VEP2 and the fixed potential Vsrc2 so that an appropriate current flows through the transistor TR2 when the transistor TR2 is turned on. By defining the DC level of VEP2 and the fixed potential Vsrc2 so as to satisfy these two conditions, the amplitude is reduced to “0 V (GND)” and the pulse width of the transistor having the same pulse width is used. It is possible to generate a gate pulse VG that is approximately twice ΔT ″.

次に、実施の形態2に係るマスターゲート回路2の具体的な回路構成例を以下に示す。
図6Aは、実施の形態2に係るマスターゲート回路2の具体的な回路構成を示す図である。図6Bは、図6Aに示したマスターゲート回路の更に具体的な回路構成を示す図である。
図6Aに示すように、駆動信号生成回路21として光電子回路11における出力回路111を利用し、駆動信号生成回路22を出力回路14とインバータ回路13とによって実現する。
Next, a specific circuit configuration example of the master gate circuit 2 according to the second embodiment is shown below.
FIG. 6A is a diagram illustrating a specific circuit configuration of the master gate circuit 2 according to the second embodiment. FIG. 6B is a diagram showing a more specific circuit configuration of the master gate circuit shown in FIG. 6A.
As shown in FIG. 6A, the output circuit 111 in the optoelectronic circuit 11 is used as the drive signal generation circuit 21, and the drive signal generation circuit 22 is realized by the output circuit 14 and the inverter circuit 13.

図6Bに示すように、インバータ回路13は、例えば、抵抗Rb4およびトランジスタTR3によって実現することができる。抵抗Rb4の一端は固定電位Vb4に接続され、他端はトランジスタTR2のゲート電極に接続される。また、トランジスタTR3のゲート電極はキャパシタC1と抵抗Rb3とが接続されるノードに接続され、トランジスタTR3のソース電極は固定電位Vb5に接続され、トランジスタTR3のドレイン電極はトランジスタTR2のゲート電極に接続される。   As shown in FIG. 6B, the inverter circuit 13 can be realized by, for example, a resistor Rb4 and a transistor TR3. One end of the resistor Rb4 is connected to the fixed potential Vb4, and the other end is connected to the gate electrode of the transistor TR2. The gate electrode of the transistor TR3 is connected to a node to which the capacitor C1 and the resistor Rb3 are connected, the source electrode of the transistor TR3 is connected to the fixed potential Vb5, and the drain electrode of the transistor TR3 is connected to the gate electrode of the transistor TR2. The

ここで、固定電位Vb1、Vb2、Vb4、Vb5、および抵抗Rb4等の値は、駆動信号VEP1、VEP2が上述した図5の関係を満たすように調整されている。   Here, the values of the fixed potentials Vb1, Vb2, Vb4, Vb5, the resistor Rb4, and the like are adjusted so that the drive signals VEP1, VEP2 satisfy the above-described relationship of FIG.

図6A、6Bの回路によれば、光電子回路11におけるMSM−PD110の端子P1から出力された電気信号は、出力回路111を介して駆動信号VEP1としてトランジスタTR1のゲート電極に供給され、光電子回路11におけるMSM−PD110の端子P2から出力された電気信号は、インバータ回路13によって極性が反転されて、駆動信号VEP2としてトランジスタTR2のゲート電極に供給される。
これにより、トランジスタTR1がターンオンするタイミングとトランジスタTR2がターンオンするタイミングをずらすことができるので、パルス幅が狭く、且つ有効な振幅が大きいゲートパルスを生成することができる。
6A and 6B, the electrical signal output from the terminal P1 of the MSM-PD 110 in the optoelectronic circuit 11 is supplied to the gate electrode of the transistor TR1 as the drive signal VEP1 through the output circuit 111, and the optoelectronic circuit 11 The polarity of the electric signal output from the terminal P2 of the MSM-PD110 is inverted by the inverter circuit 13 and supplied to the gate electrode of the transistor TR2 as the drive signal VEP2.
Accordingly, the timing at which the transistor TR1 is turned on and the timing at which the transistor TR2 is turned on can be shifted, so that a gate pulse having a narrow pulse width and a large effective amplitude can be generated.

図7Aは、実施の形態2に係るマスターゲート回路2の具体的な別の回路構成を示す図である。図7Bは、図7Aに示したマスターゲート回路の更に具体的な回路構成を示す図である。
図7Aに示すように、駆動信号生成回路21をバッファ回路12によって実現し、駆動信号生成回路22を出力回路14とインバータ回路13とによって実現する。
図7Bに示すように、バッファ回路12は、例えば、抵抗Rb5およびトランジスタTR4によって実現することができる。抵抗Rb5の一端は固定電位Vb6に接続され、他端はトランジスタTR1のゲート電極に接続される。また、トランジスタTR4のゲート電極は抵抗Rb1と抵抗Rb2とが接続されるノードに接続され、トランジスタTR4のドレイン電極は固定電位Vb3に接続され、トランジスタTR3のソース電極はトランジスタTR1のゲート電極に接続される。
FIG. 7A is a diagram showing another specific circuit configuration of the master gate circuit 2 according to the second embodiment. FIG. 7B is a diagram showing a more specific circuit configuration of the master gate circuit shown in FIG. 7A.
As shown in FIG. 7A, the drive signal generation circuit 21 is realized by the buffer circuit 12, and the drive signal generation circuit 22 is realized by the output circuit 14 and the inverter circuit 13.
As shown in FIG. 7B, the buffer circuit 12 can be realized by, for example, a resistor Rb5 and a transistor TR4. One end of the resistor Rb5 is connected to the fixed potential Vb6, and the other end is connected to the gate electrode of the transistor TR1. The gate electrode of the transistor TR4 is connected to a node to which the resistors Rb1 and Rb2 are connected, the drain electrode of the transistor TR4 is connected to the fixed potential Vb3, and the source electrode of the transistor TR3 is connected to the gate electrode of the transistor TR1. The

ここで、固定電位Vb1、Vb2、Vb3、Vb4、Vb5、抵抗Rb4、および抵抗Rb5等の値は、駆動信号VEP1、VEP2が上述した図5の関係を満たすように調整されている。   Here, the values of the fixed potentials Vb1, Vb2, Vb3, Vb4, Vb5, the resistor Rb4, the resistor Rb5, and the like are adjusted so that the drive signals VEP1, VEP2 satisfy the above-described relationship of FIG.

図7A、7Bの回路によれば、光電子回路11におけるMSM−PD110の端子P1から出力された電気信号は、バッファ回路12を介して、駆動信号VEP1としてトランジスタTR1のゲート電極に供給され、光電子回路11におけるMSM−PD110の端子P2から出力された電気信号は、インバータ回路13によって極性が反転されて、駆動信号VEP2としてトランジスタTR2のゲート電極に供給される。
これにより、図6A、6Bと同様に、トランジスタTR1がターンオンするタイミングとトランジスタTR2がターンオンするタイミングをずらすことができるので、パルス幅が狭く、且つ有効な振幅が大きいゲートパルスを生成することができる。また、図7A、7Bの回路によれば、インバータ回路13だけでなくバッファ回路12を設けているので、インバータ回路13のみを設ける場合に比べて駆動信号VEP1と駆動信号VEP2との間に生じる相対的な遅延を小さくすることができる。これにより、パルス幅が10ps未満のゲートパルスを実現することが可能となる。
7A and 7B, the electrical signal output from the terminal P1 of the MSM-PD 110 in the optoelectronic circuit 11 is supplied to the gate electrode of the transistor TR1 as the drive signal VEP1 through the buffer circuit 12, and the optoelectronic circuit 11, the polarity of the electric signal output from the terminal P2 of the MSM-PD 110 is inverted by the inverter circuit 13 and supplied to the gate electrode of the transistor TR2 as the drive signal VEP2.
6A and 6B, the timing at which the transistor TR1 is turned on and the timing at which the transistor TR2 is turned on can be shifted, so that a gate pulse with a narrow pulse width and a large effective amplitude can be generated. . Further, according to the circuits of FIGS. 7A and 7B, since not only the inverter circuit 13 but also the buffer circuit 12 is provided, the relative generated between the drive signal VEP1 and the drive signal VEP2 as compared with the case where only the inverter circuit 13 is provided. Delay can be reduced. Thereby, it becomes possible to realize a gate pulse having a pulse width of less than 10 ps.

以上、実施の形態2に係るマスターゲート回路2によれば、実施の形態1に係るマスターゲート回路1と同様に、光パルスのエネルギーを抑えつつ、パルス幅が狭く、且つ有効な振幅が大きいゲートパルスを生成することができる。   As described above, according to the master gate circuit 2 according to the second embodiment, similarly to the master gate circuit 1 according to the first embodiment, the gate has a narrow pulse width and a large effective amplitude while suppressing the energy of the optical pulse. Pulses can be generated.

また、実施の形態1に係るマスターゲート回路1のように遅延時間ΔTを設けるために遅延回路15を設ける必要がないので、回路規模の増大を抑えつつ、遅延時間を容易に設定することができる。   Further, since there is no need to provide the delay circuit 15 in order to provide the delay time ΔT unlike the master gate circuit 1 according to the first embodiment, the delay time can be easily set while suppressing an increase in circuit scale. .

≪実施の形態3≫
図8Aは、実施の形態3に係るマスターゲート回路の具体的な回路構成を示す図である。
図8Bは、図8Aに示したマスターゲート回路の更に具体的な回路構成を示す図である。
実施の形態3に係るマスターゲート回路3は、トランジスタTR2のゲート電極の電圧を変化させるのではなく、トランジスタTR2のソース電極の電圧を変化させることによってゲートパルスVGを生成する点において、実施の形態2に係るマスターゲート回路2と相違し、その他の点はマスターゲート回路2と同様である。
<< Embodiment 3 >>
FIG. 8A is a diagram illustrating a specific circuit configuration of the master gate circuit according to the third embodiment.
FIG. 8B is a diagram showing a more specific circuit configuration of the master gate circuit shown in FIG. 8A.
The master gate circuit 3 according to Embodiment 3 does not change the voltage of the gate electrode of the transistor TR2, but generates the gate pulse VG by changing the voltage of the source electrode of the transistor TR2. 2 is the same as the master gate circuit 2 in other points.

図8A、8Bに示されるように、マスターゲート回路3は、トランジスタTR1、TR2、抵抗RL、および光電子回路11に加えて、出力回路14、およびバッファ回路12、16を備えている。なお、実施の形態3に係るマスターゲート回路3において、実施の形態1、2に係るマスターゲート回路1、2と同様の構成要素には同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。   8A and 8B, the master gate circuit 3 includes an output circuit 14 and buffer circuits 12 and 16 in addition to the transistors TR1 and TR2, the resistor RL, and the optoelectronic circuit 11. In the master gate circuit 3 according to the third embodiment, the same components as those in the master gate circuits 1 and 2 according to the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. .

図8Bに示すように、バッファ回路16は、例えば、抵抗Rb6およびトランジスタTR5よって実現することができる。抵抗Rb6の一端は固定電位Vb5に接続され、他端はトランジスタTR2のソース電極に接続される。また、トランジスタTR5のゲート電極は抵抗Rb3とキャパシタC1とが接続されるノードに接続され、トランジスタTR5のドレイン電極は固定電位Vb7に接続され、トランジスタTR5のソース電極はトランジスタTR2のソース電極に接続される。また、トランジスタTR2のゲート電極は、固定電位Vb8に接続される。   As shown in FIG. 8B, the buffer circuit 16 can be realized by a resistor Rb6 and a transistor TR5, for example. One end of the resistor Rb6 is connected to the fixed potential Vb5, and the other end is connected to the source electrode of the transistor TR2. The gate electrode of the transistor TR5 is connected to a node to which the resistor Rb3 and the capacitor C1 are connected, the drain electrode of the transistor TR5 is connected to the fixed potential Vb7, and the source electrode of the transistor TR5 is connected to the source electrode of the transistor TR2. The The gate electrode of the transistor TR2 is connected to the fixed potential Vb8.

図8A、8Bの回路によれば、実施の形態2に係るマスターゲート回路2と同様に、光電子回路11におけるMSM−PD110の端子P1から出力された電気信号は、バッファ回路12を介して、駆動信号VEP1としてトランジスタTR1のゲート電極に供給される。一方、光電子回路11におけるMSM−PD110の端子P2から出力された電気信号は、バッファ回路16を介して、駆動信号VEP2としてトランジスタTR2のソース電極に供給される。これにより、駆動信号VEP1と駆動信号VEP2との間で遅延時間を最小にすることが可能となる。   8A and 8B, as in the master gate circuit 2 according to the second embodiment, the electric signal output from the terminal P1 of the MSM-PD 110 in the optoelectronic circuit 11 is driven via the buffer circuit 12. The signal VEP1 is supplied to the gate electrode of the transistor TR1. On the other hand, the electrical signal output from the terminal P2 of the MSM-PD 110 in the optoelectronic circuit 11 is supplied to the source electrode of the transistor TR2 as the drive signal VEP2 via the buffer circuit 16. This makes it possible to minimize the delay time between the drive signal VEP1 and the drive signal VEP2.

この場合、トランジスタTR2のソース電極に供給される駆動信号VEP2のDCレベルが固定電圧Vsrc1よりも小さくなるように、固定電位Vb5、Vb7、抵抗Rb6、およびトランジスタTR5の定数が設定されている。また、固定電位Vb8とトランジスタTR2のソース電極に供給される駆動信号VEP2のDCレベルとの電位差は、前述の図5における固定電位Vsrc2とトランジスタTR2のゲート電極に供給される駆動信号(VEP2)のDCレベルとの差と同様である。   In this case, the constants of the fixed potentials Vb5 and Vb7, the resistor Rb6, and the transistor TR5 are set so that the DC level of the drive signal VEP2 supplied to the source electrode of the transistor TR2 is smaller than the fixed voltage Vsrc1. Further, the potential difference between the fixed potential Vb8 and the DC level of the drive signal VEP2 supplied to the source electrode of the transistor TR2 is the difference between the fixed potential Vsrc2 in FIG. 5 and the drive signal (VEP2) supplied to the gate electrode of the transistor TR2. This is the same as the difference from the DC level.

これによれば、実施の形態2に係るマスターゲート回路2と同様に、トランジスタTR1がターンオンするタイミングとトランジスタTR2がターンオンするタイミングをずらすことができるので、パルス幅が狭く、且つ有効な振幅が大きいゲートパルスVGを生成することができる。   According to this, similarly to the master gate circuit 2 according to the second embodiment, the timing at which the transistor TR1 is turned on and the timing at which the transistor TR2 is turned on can be shifted, so that the pulse width is narrow and the effective amplitude is large. A gate pulse VG can be generated.

なお、図8A、8Bの回路では、トランジスタTR2がオンした場合に、トランジスタTR2から抵抗Rb6を介して電流が流れるため、パルス幅の狭いゲートパルスVGを生成するには、抵抗Rb6の抵抗値をより小さくする必要がある。   In the circuits of FIGS. 8A and 8B, when the transistor TR2 is turned on, a current flows from the transistor TR2 via the resistor Rb6. Therefore, in order to generate a gate pulse VG having a narrow pulse width, the resistance value of the resistor Rb6 is set. It needs to be smaller.

≪実施の形態4≫
図9は、実施の形態4に係るマスターゲート回路の具体的な回路構成を示す図である。
同図に示されるマスターゲート回路4は、一つの光パルスに基づいて2つのゲートパルスを生成する点において、実施の形態1〜3に係るマスターゲート回路と相違し、その他の点は実施の形態1〜3と同様である。
<< Embodiment 4 >>
FIG. 9 is a diagram showing a specific circuit configuration of the master gate circuit according to the fourth embodiment.
The master gate circuit 4 shown in the figure is different from the master gate circuit according to the first to third embodiments in that two gate pulses are generated based on one optical pulse, and the other points are the same as in the embodiment. 1-3.

具体的に、マスターゲート回路4は、M(Mは2以上の整数)個の主要トランジスタTR0を駆動するためのトランジスタTR1、トランジスタTR2、および抵抗RLをM組有している。また、マスターゲート回路4は、光電子回路11および駆動回路40を有している。駆動回路40は、光電子回路11によって生成された一つの電気信号に基づいて、各組のトランジスタTR1およびトランジスタTR2を駆動するための駆動信号VEP1、VEP2を夫々生成する。   Specifically, the master gate circuit 4 has M sets of transistors TR1, transistors TR2, and resistors RL for driving M (M is an integer of 2 or more) main transistors TR0. The master gate circuit 4 includes an optoelectronic circuit 11 and a drive circuit 40. The drive circuit 40 generates drive signals VEP1 and VEP2 for driving each pair of transistors TR1 and TR2 based on one electrical signal generated by the optoelectronic circuit 11.

駆動回路40としては、上述した実施の形態1〜3に係る駆動回路10〜30の何れかをベースとした回路を例示することができる。例えば、図9には、駆動回路30をベースとした駆動回路40が例示されている。   As the drive circuit 40, a circuit based on any of the drive circuits 10 to 30 according to the first to third embodiments described above can be exemplified. For example, FIG. 9 illustrates a drive circuit 40 based on the drive circuit 30.

図9に示されるように、駆動回路40は、バッファ回路12、出力回路14、バッファ回路16A、16Bを有している。なお、図9には、M=2とした場合のマスターゲート回路4が一例として示されている。   As shown in FIG. 9, the drive circuit 40 includes a buffer circuit 12, an output circuit 14, and buffer circuits 16A and 16B. FIG. 9 shows an example of the master gate circuit 4 when M = 2.

バッファ回路12は、出力回路111から出力された電気信号を、駆動信号VEP1としてトランジスタTR1A、TR1Bの各ゲート電極に供給する。   The buffer circuit 12 supplies the electric signal output from the output circuit 111 to the gate electrodes of the transistors TR1A and TR1B as the drive signal VEP1.

出力回路14は、固定電位Vb2にMSM−PD110の端子P2から出力された電気信号を重畳させて、バッファ回路16A、16Bに夫々供給する。   The output circuit 14 superimposes the electric signal output from the terminal P2 of the MSM-PD 110 on the fixed potential Vb2, and supplies the electric signal to the buffer circuits 16A and 16B, respectively.

バッファ回路16A、16Bは、トランジスタTR2毎に対応して設けられ、出力回路14から出力された電気信号を対応するトランジスタTR2A、TR2Bのソース電極に供給する。また、各トランジスタTR2A、TR2Bのゲート電極には、固定電位の電圧VEP2が供給されている。バッファ回路16A、16Bは、例えばバッファ回路16と同様の回路構成を有している。   The buffer circuits 16A and 16B are provided corresponding to the respective transistors TR2, and supply the electric signal output from the output circuit 14 to the source electrodes of the corresponding transistors TR2A and TR2B. A fixed potential voltage VEP2 is supplied to the gate electrodes of the transistors TR2A and TR2B. The buffer circuits 16A and 16B have a circuit configuration similar to that of the buffer circuit 16, for example.

図9のマスターゲート回路4によれば、光電子回路11におけるMSM−PD110の端子P1から出力された電気信号は、バッファ回路12を介して各トランジスタTR1A、TR1Bのゲート電極に供給される。一方、光電子回路11におけるMSM−PD110の端子P2から出力された電気信号は、バッファ回路16A、16Bを介してトランジスタTR2A、TR2Bのソース電極に夫々供給される。   According to the master gate circuit 4 of FIG. 9, the electric signal output from the terminal P1 of the MSM-PD 110 in the optoelectronic circuit 11 is supplied to the gate electrodes of the transistors TR1A and TR1B via the buffer circuit 12. On the other hand, the electrical signal output from the terminal P2 of the MSM-PD 110 in the optoelectronic circuit 11 is supplied to the source electrodes of the transistors TR2A and TR2B via the buffer circuits 16A and 16B, respectively.

これによれば、光電子回路11に一つの光パルスを照射することによって、夫々の主要トランジスタTR0に供給するゲートパルスVGA、VGBを生成することができ、且つ夫々ゲートパルスVGA、VGBのパルス幅を狭く、且つ有効な振幅を大きくすることができる。これによれば、例えば、2種類の伝送線路(通信回線)TL1、TL2に対する変換処理(シリアル/パラレル変換処理またはパラレル/シリアル変換処理)を1つの光パルスの照射によって実現することができる。すなわち、実施の形態4に係るマスターゲート回路によれば、光パルスのエネルギーを更に低減することができる。   According to this, it is possible to generate the gate pulses VGA and VGB supplied to the respective main transistors TR0 by irradiating the optoelectronic circuit 11 with one light pulse, and to set the pulse widths of the gate pulses VGA and VGB, respectively. The narrow and effective amplitude can be increased. According to this, for example, conversion processing (serial / parallel conversion processing or parallel / serial conversion processing) for two types of transmission lines (communication lines) TL1 and TL2 can be realized by irradiation with one light pulse. That is, according to the master gate circuit according to the fourth embodiment, the energy of the light pulse can be further reduced.

以上、本発明者らによってなされた発明を実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。   Although the invention made by the present inventors has been specifically described based on the embodiments, it is needless to say that the present invention is not limited thereto and can be variously modified without departing from the gist thereof. Yes.

例えば、実施の形態4において、M=2である場合を例示したが、これに限られず、M≧3とした場合も同様に、M個のゲートパルスVGを生成するマスターゲート回路を実現することができる。   For example, in the fourth embodiment, the case where M = 2 is illustrated. However, the present invention is not limited to this, and a master gate circuit that generates M gate pulses VG is also realized when M ≧ 3. Can do.

また、実施の形態4において、駆動回路40として、駆動回路30をベースとした駆動回路40を例示したが(図9参照)、これに限られず、駆動回路40を、実施の形態1、2に係る駆動回路10、20をベースとして構成することも可能である。例えば、駆動回路40を、図7A,7Bに示した駆動回路20をベースとして実現することも可能である。具体的には、図9において、トランジスタTR2A、TR2Bのソース電極を固定電位Vsrc2(<Vsrc1)に接続し、且つバッファ回路16A、16Bを夫々インバータ回路13に置き換えた上で、各インバータ回路13からの出力信号を対応するトランジスタTR2A、TR2Bのゲート電極に供給する。これによれば、実施の形態4(図9)の場合と同様に、光パルスのエネルギーを更に低減することができる。   In the fourth embodiment, the drive circuit 40 based on the drive circuit 30 is illustrated as the drive circuit 40 (see FIG. 9). However, the present invention is not limited to this, and the drive circuit 40 is replaced with the first and second embodiments. The drive circuits 10 and 20 can be configured as a base. For example, the drive circuit 40 can be realized based on the drive circuit 20 shown in FIGS. 7A and 7B. Specifically, in FIG. 9, the source electrodes of the transistors TR2A and TR2B are connected to the fixed potential Vsrc2 (<Vsrc1), and the buffer circuits 16A and 16B are replaced with the inverter circuits 13, respectively. Are supplied to the gate electrodes of the corresponding transistors TR2A and TR2B. According to this, as in the case of the fourth embodiment (FIG. 9), the energy of the light pulse can be further reduced.

1,2,3,4…マスターゲート回路、8…電子回路、TR0,TR0A,TR0B…主要トランジスタ、101…データ変換器、TR1,TR2,TR1A,TR1B,TR2A,TR2B…トランジスタ、10,20,30,40…駆動回路、11…光電子回路、12…バッファ回路、13…インバータ回路、14,111…出力回路、15…遅延回路,RL,Rb1,Rb2,Rb3,Rb4,Rb5,Rb6…抵抗、Rin…入力抵抗、Cin…入力キャパシタ、C1…キャパシタ、110…MSM−PD、P1,P2…MSM−PDの端子、Vg1,Vg2,VEP1,VEP2…駆動信号,VG,VG1,VG2…ゲートパルス、Vh,Vsrc1,Vsrc2,Vb1,Vb2,Vb3,Vb4,Vb5,Vb6,Vb7,Vb8…固定電位、GND…グラウンド電位、TL1,TL2…伝送線路。   1, 2, 3, 4 ... Master gate circuit, 8 ... Electronic circuit, TR0, TR0A, TR0B ... Main transistor, 101 ... Data converter, TR1, TR2, TR1A, TR1B, TR2A, TR2B ... Transistor, 10, 20, 30, 40 ... Drive circuit, 11 ... Optoelectronic circuit, 12 ... Buffer circuit, 13 ... Inverter circuit, 14,111 ... Output circuit, 15 ... Delay circuit, RL, Rb1, Rb2, Rb3, Rb4, Rb5, Rb6 ... Resistance, Rin: input resistance, Cin: input capacitor, C1: capacitor, 110: MSM-PD, P1, P2: terminals of MSM-PD, Vg1, Vg2, VEP1, VEP2: drive signal, VG, VG1, VG2: gate pulse, Vh, Vsrc1, Vsrc2, Vb1, Vb2, Vb3, Vb4, Vb5, Vb6, Vb7, V 8 ... fixed potential, GND ... ground potential, TL1, TL2 ... transmission line.

Claims (8)

入射された光パルスに応じて電気信号を生成する光電子回路と、
第1主電極が第1固定電位に接続された第1トランジスタと、
前記第1トランジスタの第2主電極と前記第1固定電位よりも低い第2固定電位との間に接続された抵抗と、
第1主電極が前記第1トランジスタ第2主電極に接続され、第2主電極が前記第2固定電位以下の第3固定電位に接続された第2トランジスタと、
前記光電子回路によって電気信号が生成されていない場合に、前記第1トランジスタおよび前記第2トランジスタをオフさせ、前記光電子回路によって電気信号が生成された場合に、生成された電気信号に基づいて前記第1トランジスタおよび前記第2トランジスタをオンさせる駆動回路と、を有し、
前記駆動回路は、前記第1トランジスタおよび前記第2トランジスタをオンさせるとき、前記第1トランジスタをオンさせてから前記第2トランジスタをオンさせる
ことを特徴とするパルス生成回路。
An optoelectronic circuit that generates an electrical signal in response to an incident light pulse;
A first transistor having a first main electrode connected to a first fixed potential;
A resistor connected between a second main electrode of the first transistor and a second fixed potential lower than the first fixed potential;
A second transistor having a first main electrode connected to the first transistor second main electrode and a second main electrode connected to a third fixed potential equal to or lower than the second fixed potential;
When the electrical signal is not generated by the optoelectronic circuit, the first transistor and the second transistor are turned off, and when the electrical signal is generated by the optoelectronic circuit, the first signal is generated based on the generated electrical signal. A driving circuit for turning on one transistor and the second transistor,
The drive circuit turns on the second transistor after turning on the first transistor when turning on the first transistor and the second transistor.
請求項1に記載のパルス生成回路において、
前記駆動回路は、
第1バイアス電圧に前記光電子回路で生成された電気信号を重畳させることによって生成した第1駆動信号を前記第1トランジスタの制御電極に供給する第1駆動信号生成回路と、
前記第1バイアス電圧よりも低い第2バイアス電圧に前記光電子回路で生成された電気信号を重畳させることによって生成した第2駆動信号を前記第2トランジスタの制御電極に供給する第2駆動信号生成回路と、を有する
ことを特徴とするパルス生成回路。
The pulse generation circuit according to claim 1,
The drive circuit is
A first drive signal generation circuit for supplying a first drive signal generated by superimposing an electric signal generated by the optoelectronic circuit to a first bias voltage to a control electrode of the first transistor;
A second drive signal generation circuit for supplying a second drive signal generated by superimposing an electric signal generated by the optoelectronic circuit to a second bias voltage lower than the first bias voltage to the control electrode of the second transistor And a pulse generation circuit characterized by comprising:
請求項2に記載のパルス生成回路において、
前記光電子回路は、
2つの端子を有し、入射された光パルスに応じて生成した電気信号を前記端子から出力する光検出器と、
前記光検出器の他方の端子と入力固定電位との間に接続された入力抵抗と、
前記光検出器の他方の端子と前記第2固定電位との間に接続された入力キャパシタと、を含み、
前記第1駆動信号生成回路は、
前記第1バイアス電圧に前記光検出器の一方の端子から出力された電気信号を重畳させて前記第1トランジスタの制御電極に出力する第1出力回路を含み、
前記第2駆動信号生成回路は、
直流電圧に前記光検出器の他方の端子から出力された電気信号を重畳させて出力する第2出力回路と、
前記第2バイアス電圧に前記第2出力回路から出力された電気信号の極性を反転させて前記第2トランジスタの制御電極に供給するインバータ回路と、を含む
ことを特徴とするパルス生成回路。
The pulse generation circuit according to claim 2,
The optoelectronic circuit is:
A photodetector having two terminals and outputting an electrical signal generated in response to an incident light pulse from the terminal;
An input resistor connected between the other terminal of the photodetector and an input fixed potential;
An input capacitor connected between the other terminal of the photodetector and the second fixed potential;
The first drive signal generation circuit includes:
A first output circuit that superimposes an electrical signal output from one terminal of the photodetector on the first bias voltage and outputs the superimposed signal to a control electrode of the first transistor;
The second drive signal generation circuit includes:
A second output circuit that superimposes and outputs an electric signal output from the other terminal of the photodetector on a DC voltage;
An inverter circuit for inverting the polarity of the electrical signal output from the second output circuit to the second bias voltage and supplying the inverted signal to the control electrode of the second transistor.
請求項2に記載のパルス生成回路において、
前記光電子回路は、
2つの端子を有し、入射された光パルスに応じて生成した電気信号を前記端子から出力する光検出器と、
直流電圧に前記光検出器の一方の端子から出力された電気信号を重畳させて出力する第1出力回路と、
前記光検出器の他方の端子と入力固定電位との間に接続された入力抵抗と、
前記光検出器の他方の端子と前記第2固定電位との間に接続された入力キャパシタと、を含み、
前記第1駆動信号生成回路は、
前記第1バイアス電圧に前記第1出力回路から出力された電気信号を重畳させて前記第1トランジスタの制御電極に出力するバッファ回路を含み、
前記第2駆動信号生成回路は、
直流電圧に前記光検出器の他方の端子から出力された電気信号を重畳させて出力する第2出力回路と、
前記第2バイアス電圧に、前記第2出力回路から出力された電気信号の極性を反転した信号を重畳させて前記第2トランジスタの制御電極に供給するインバータ回路と、を含む
ことを特徴とするパルス生成回路。
The pulse generation circuit according to claim 2,
The optoelectronic circuit is:
A photodetector having two terminals and outputting an electrical signal generated in response to an incident light pulse from the terminal;
A first output circuit that superimposes and outputs an electric signal output from one terminal of the photodetector on a DC voltage;
An input resistor connected between the other terminal of the photodetector and an input fixed potential;
An input capacitor connected between the other terminal of the photodetector and the second fixed potential;
The first drive signal generation circuit includes:
A buffer circuit that superimposes the electrical signal output from the first output circuit on the first bias voltage and outputs the superimposed signal to the control electrode of the first transistor;
The second drive signal generation circuit includes:
A second output circuit that superimposes and outputs an electric signal output from the other terminal of the photodetector on a DC voltage;
An inverter circuit that superimposes a signal obtained by inverting the polarity of the electric signal output from the second output circuit on the second bias voltage and supplies the signal to the control electrode of the second transistor. Generation circuit.
請求項1に記載のパルス生成回路において、
前記光電子回路は、
2つの端子を有し、入射された光パルスに応じて生成した電気信号を前記端子から出力する光検出器と、
直流電圧に前記光検出器の一方の端子から出力された電気信号を重畳させて出力する第1出力回路と、
前記光検出器の他方の端子と入力固定電位との間に接続された入力抵抗と、
前記光検出器の他方の端子と前記第2固定電位との間に接続された入力キャパシタと、を含み、
前記駆動回路は、
前記第1出力回路から出力された電気信号を前記第1トランジスタの制御電極に供給する第1バッファ回路と、
直流電圧に前記光検出器の他方の端子から出力された電気信号を重畳させて出力する第2出力回路と、
前記第2出力回路から出力された電気信号を第2トランジスタの第2主電極に供給する第2バッファ回路と、を含み、
前記第2トランジスタの制御電極には、直流電圧が供給され、
前記第2バッファ回路から前記第2トランジスタの第2主電極に供給される信号の直流レベルは、前記第2固定電位よりも低い
ことを特徴とするパルス生成回路。
The pulse generation circuit according to claim 1,
The optoelectronic circuit is:
A photodetector having two terminals and outputting an electrical signal generated in response to an incident light pulse from the terminal;
A first output circuit that superimposes and outputs an electric signal output from one terminal of the photodetector on a DC voltage;
An input resistor connected between the other terminal of the photodetector and an input fixed potential;
An input capacitor connected between the other terminal of the photodetector and the second fixed potential;
The drive circuit is
A first buffer circuit for supplying an electric signal output from the first output circuit to a control electrode of the first transistor;
A second output circuit that superimposes and outputs an electric signal output from the other terminal of the photodetector on a DC voltage;
A second buffer circuit for supplying an electric signal output from the second output circuit to a second main electrode of a second transistor;
A DC voltage is supplied to the control electrode of the second transistor,
The pulse generation circuit, wherein a DC level of a signal supplied from the second buffer circuit to the second main electrode of the second transistor is lower than the second fixed potential.
請求項1に記載のパルス生成回路において、
前記光電子回路は、
2つの端子を有し、入射された光パルスに応じて生成した電気信号を前記端子から出力する光検出器と、
直流電圧に前記光検出器の一方の端子から出力された電気信号を重畳させて出力する第1出力回路と、
前記光検出器の他方の端子と入力固定電位との間に接続された入力抵抗と、
前記光検出器の他方の端子と前記第2固定電位との間に接続された入力キャパシタと、を含み、
前記駆動回路は、
前記第1出力回路から出力された電気信号を前記第1トランジスタの制御電極に供給する第1バッファ回路と、
直流電圧に前記光検出器の他方の端子から出力された電気信号を重畳させて出力する第2出力回路と、
前記第2出力回路から出力された電気信号を遅延させて出力する遅延回路と、
前記遅延回路から出力された電気信号の極性を反転させて前記第2トランジスタの制御電極に供給するインバータ回路と、を含む
ことを特徴とするパルス生成回路。
The pulse generation circuit according to claim 1,
The optoelectronic circuit is:
A photodetector having two terminals and outputting an electrical signal generated in response to an incident light pulse from the terminal;
A first output circuit that superimposes and outputs an electric signal output from one terminal of the photodetector on a DC voltage;
An input resistor connected between the other terminal of the photodetector and an input fixed potential;
An input capacitor connected between the other terminal of the photodetector and the second fixed potential;
The drive circuit is
A first buffer circuit for supplying an electric signal output from the first output circuit to a control electrode of the first transistor;
A second output circuit that superimposes and outputs an electric signal output from the other terminal of the photodetector on a DC voltage;
A delay circuit that delays and outputs the electrical signal output from the second output circuit;
An inverter circuit that inverts the polarity of the electrical signal output from the delay circuit and supplies the inverted signal to the control electrode of the second transistor.
請求項1に記載のパルス生成回路において、
前記第1トランジスタ、前記第2トランジスタ、および抵抗を複数組有し、
前記駆動回路は、前記光電子回路によって生成された一つの前記電気信号に基づいて、各組の前記第1トランジスタおよび前記第2トランジスタを駆動する
ことを特徴とするパルス生成回路。
The pulse generation circuit according to claim 1,
A plurality of sets of the first transistor, the second transistor, and the resistor;
The pulse generation circuit, wherein the drive circuit drives each pair of the first transistor and the second transistor based on the one electric signal generated by the optoelectronic circuit.
請求項7に記載のパルス生成回路において、
前記光電子回路は、
2つの端子を有し、入射された光パルスに応じて生成した電気信号を前記端子から出力する光検出器と、
直流電圧に前記光検出器の一方の端子から出力された電気信号を重畳させて出力する第1出力回路と、
前記光検出器の他方の端子と入力固定電位との間に接続された入力抵抗と、
前記光検出器の他方の端子と前記第2固定電位との間に接続された入力キャパシタと、を含み、
前記駆動回路は、
前記第1出力回路から出力された電気信号を夫々の前記第1トランジスタの制御電極に供給する第1バッファ回路と、
直流電圧に前記光検出器の他方の端子から出力された電気信号を重畳させて出力する第2出力回路と、
前記第2トランジスタ毎に対応して設けられ、前記第2出力回路から出力された電気信号を対応する前記第2トランジスタの第2主電極に供給する第2バッファ回路と、を含み、
夫々の前記第2トランジスタの制御電極には、直流電圧が供給され、
前記第2バッファ回路から夫々の前記第2トランジスタの第2主電極に供給される信号の直流レベルは、前記第2固定電位よりも低い
ことを特徴とするパルス生成回路。
The pulse generation circuit according to claim 7,
The optoelectronic circuit is:
A photodetector having two terminals and outputting an electrical signal generated in response to an incident light pulse from the terminal;
A first output circuit that superimposes and outputs an electric signal output from one terminal of the photodetector on a DC voltage;
An input resistor connected between the other terminal of the photodetector and an input fixed potential;
An input capacitor connected between the other terminal of the photodetector and the second fixed potential;
The drive circuit is
A first buffer circuit for supplying an electric signal output from the first output circuit to a control electrode of each of the first transistors;
A second output circuit that superimposes and outputs an electric signal output from the other terminal of the photodetector on a DC voltage;
A second buffer circuit provided corresponding to each of the second transistors and supplying an electric signal output from the second output circuit to a second main electrode of the corresponding second transistor;
A DC voltage is supplied to the control electrode of each of the second transistors,
The pulse generation circuit, wherein a DC level of a signal supplied from the second buffer circuit to the second main electrode of each of the second transistors is lower than the second fixed potential.
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