JP6024197B2 - Light emitting element drive circuit - Google Patents
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Description
本発明は、発光素子駆動回路に関するものである。 The present invention relates to a light emitting element driving circuit.
特許文献1には、シャント駆動方式を有する半導体レーザ駆動回路が記載されている。この半導体レーザ駆動回路は、半導体発光素子と、N型MOSFETと、NPN型バイポーラトランジスタとを備える。半導体発光素子のアノードはバイアス電流の供給端子に接続されている。N型MOSFETのドレイン及びソースは、半導体発光素子のアノード及びカソードのそれぞれに接続されている。N型MOSFETのゲートは、バイアス電流を変調するための変調信号の入力端子にNPN型バイポーラトランジスタを介して接続されている。 Patent Document 1 describes a semiconductor laser drive circuit having a shunt drive system. This semiconductor laser driving circuit includes a semiconductor light emitting element, an N-type MOSFET, and an NPN-type bipolar transistor. The anode of the semiconductor light emitting element is connected to a bias current supply terminal. The drain and source of the N-type MOSFET are connected to the anode and the cathode of the semiconductor light emitting device, respectively. The gate of the N-type MOSFET is connected to an input terminal of a modulation signal for modulating the bias current via an NPN bipolar transistor.
図6は、従来のシャント駆動方式による発光素子駆動回路の構成を示す回路図である。図6に示されるように、この発光素子駆動回路100は、電流源104から発光素子102に供給されるバイアス電流Ibを変調する回路であって、トランジスタ106及び抵抗108を備えている。トランジスタ106は、例えばMOS型の電界効果トランジスタ(FET)である。トランジスタ106の制御端子(ゲート)には、入力端子122から入力信号Sinが入力される。トランジスタ106の一方の電流端子(ドレイン)は、出力端子112及びボンディングワイヤ110を介して発光素子102のアノードに接続されている。トランジスタ106の他方の電流端子(ソース)は、基準電位線130に接続されている。
FIG. 6 is a circuit diagram showing a configuration of a light emitting element driving circuit according to a conventional shunt driving method. As shown in FIG. 6, the light emitting
この発光素子駆動回路100において、入力信号Sinがオフ状態であるときにはトランジスタ106を電流が流れないので、電流源104から出力されるバイアス電流Ibの殆どは発光素子102に供給され、発光素子102が発光する。また、入力信号Sinがオン状態であるときにはトランジスタ106を電流が流れるので、電流源104から出力されるバイアス電流Ibがトランジスタ106へ流れ、発光素子102に供給される電流量が減る。発光素子駆動回路100は、このような動作によって発光素子102を変調することができる。
In the light emitting
しかしながら、このような発光素子駆動回路100には、次の課題がある。すなわち、出力端子112における出力インピーダンスが高い場合、ボンディングワイヤ110の寄生インダクタンスと、出力端子112付近の寄生容量とによって共振が引き起こされ、この共振が、発光素子102を流れる電流に影響を及ぼす。例えば、その共振のピークと、発光素子102における光応答の共振ピークとが重なると、発光素子102から出力される光の周波数応答に大きなピーキングが生じ、適切な光出力波形を得ることが困難となる。したがって、発光素子駆動回路100のような従来のシャント駆動方式の回路では、このような現象を抑えるために、変調速度が、例えば14Gbps未満といった遅い速度に制限されてしまうという問題がある。
However, such a light emitting
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、シャント駆動方式を有し、光出力波形を良好に維持しつつ変調速度を速めることができる発光素子駆動回路を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and provides a light-emitting element drive circuit that has a shunt drive system and can increase the modulation speed while maintaining a good optical output waveform. Objective.
上述した課題を解決するために、本発明による発光素子駆動回路は、バイアス源から発光素子へ供給される電流の大きさを入力信号に応じて変調する発光素子駆動回路であって、入力信号が入力される入力端子と、発光素子とバイアス源との間に接続されている出力端子と、制御端子が入力端子に接続され、一方の電流端子が出力端子に接続され、他方の電流端子が第1の定電位線に接続されている第1のトランジスタと、制御端子に第1の所定電圧が印加され、一方の電流端子が第1の定電位線よりも高電位の第2の定電位線に接続され、他方の電流端子が出力端子に接続されている第2のトランジスタとを備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, a light-emitting element driving circuit according to the present invention is a light-emitting element driving circuit that modulates the magnitude of a current supplied from a bias source to a light-emitting element according to an input signal. An input input terminal, an output terminal connected between the light emitting element and the bias source, a control terminal is connected to the input terminal, one current terminal is connected to the output terminal, and the other current terminal is A first transistor connected to one constant potential line, a first predetermined voltage is applied to the control terminal, and one current terminal is a second constant potential line having a higher potential than the first constant potential line. And a second transistor having the other current terminal connected to the output terminal.
この発光素子駆動回路において、入力信号がオフ状態であるときには第1のトランジスタを電流が流れないので、バイアス源から出力される電流の殆どは発光素子に供給され、発光素子が発光する。また、入力信号がオン状態であるときには第1のトランジスタを電流が流れるので、バイアス源から出力される電流は第1のトランジスタへ流れ、発光素子に供給される電流量が減る。上記発光素子駆動回路は、このような動作(シャント駆動)によって発光素子を変調することができる。 In this light emitting element driving circuit, since no current flows through the first transistor when the input signal is in an OFF state, most of the current output from the bias source is supplied to the light emitting element, and the light emitting element emits light. In addition, since the current flows through the first transistor when the input signal is in the on state, the current output from the bias source flows to the first transistor, and the amount of current supplied to the light emitting element is reduced. The light emitting element driving circuit can modulate the light emitting element by such an operation (shunt driving).
また、上記発光素子駆動回路は、シャント駆動により発光素子の電流を変調する第1のトランジスタに加えて、第2のトランジスタを備えている。この第2のトランジスタの他方の電流端子は、出力端子に接続されている。そして、入力信号がオフ状態であるときには、発光素子を流れる電流量が増えるので出力端子の電位が上がり、第2のトランジスタの電流端子間の電位差が小さくなるので、出力端子における出力インピーダンスは小さくなる。また、入力信号がオン状態であるときには、発光素子を流れる電流量が減るので出力端子の電位が下がり、第2のトランジスタの電流端子間の電位差が大きくなるので、出力端子における出力インピーダンスは大きくなる。 The light-emitting element driving circuit includes a second transistor in addition to the first transistor that modulates the current of the light-emitting element by shunt driving. The other current terminal of the second transistor is connected to the output terminal. When the input signal is in the OFF state, the amount of current flowing through the light emitting element is increased, so that the potential of the output terminal is increased and the potential difference between the current terminals of the second transistor is reduced, so that the output impedance at the output terminal is reduced. . Further, when the input signal is in the on state, the amount of current flowing through the light emitting element is reduced, so that the potential of the output terminal is lowered and the potential difference between the current terminals of the second transistor is increased, so that the output impedance at the output terminal is increased. .
すなわち、発光素子駆動回路の出力インピーダンスが入力信号の変化とともに動的に変化するので、前述した共振を抑えてピーキングを効果的に抑制することができる。したがって、上記発光素子駆動回路によれば、発光素子の光出力波形を良好に維持しつつ、変調速度を速めることができる。 That is, since the output impedance of the light emitting element driving circuit dynamically changes with the change of the input signal, the above-described resonance can be suppressed and peaking can be effectively suppressed. Therefore, according to the light emitting element driving circuit, it is possible to increase the modulation speed while maintaining a good light output waveform of the light emitting element.
また、発光素子の発光時に発光素子駆動回路の出力インピーダンスが小さくなることにより、発光素子における発光の立上り時間は長くなる。一方、発光素子を流れる電流量が小さくなるとき(消光時)には、発光素子駆動回路の出力インピーダンスが大きくなってピーキング抑制作用が低下するので、発光素子における発光の立下り時間が短くなる。通常、半導体レーザ素子等の発光素子の光出力波形では、立上り時間と比べて立下り時間が長いという傾向がある。上記発光素子駆動回路によれば、光出力波形における立上り時間を長くし、立下り時間を短くする作用によって、このような光出力波形の立上り時と立下り時との非対称性を緩和し、光出力波形を更に良好とすることができる。したがって、上記発光素子駆動回路によれば、例えば14Gbps以上といった速い変調速度を実現することができる。 Further, when the light emitting element emits light, the output impedance of the light emitting element driving circuit is reduced, so that the rise time of light emission in the light emitting element is increased. On the other hand, when the amount of current flowing through the light emitting element is small (when the light is extinguished), the output impedance of the light emitting element driving circuit is increased and the peaking suppressing action is reduced, so that the fall time of light emission in the light emitting element is shortened. Usually, the light output waveform of a light emitting element such as a semiconductor laser element tends to have a longer fall time than the rise time. According to the light emitting element driving circuit, by increasing the rise time and shortening the fall time in the light output waveform, the asymmetry between the rise time and the fall time of the light output waveform is reduced, and the light output waveform is reduced. The output waveform can be further improved. Therefore, according to the light emitting element driving circuit, a high modulation speed such as 14 Gbps or more can be realized.
また、上記発光素子駆動回路は、制御端子に第2の所定電圧が印加され、一方の電流端子が第2の定電位線に接続され、他方の電流端子が第2のトランジスタの一方の電流端子に接続されている第3のトランジスタを更に備えることを特徴としてもよい。これにより、第2のトランジスタを流れる電流量を低減し、発光素子駆動回路の消費電力を小さくすることができる。 In the light emitting element driving circuit, a second predetermined voltage is applied to the control terminal, one current terminal is connected to the second constant potential line, and the other current terminal is one current terminal of the second transistor. A third transistor connected to may be further provided. Accordingly, the amount of current flowing through the second transistor can be reduced, and the power consumption of the light emitting element driving circuit can be reduced.
また、上記発光素子駆動回路は、制御端子に第3の所定電圧が印加され、一方の電流端子が出力端子に接続され、他方の電流端子が第1のトランジスタの一方の電流端子に接続されている第4のトランジスタを更に備えてもよい。 In the light emitting element driving circuit, a third predetermined voltage is applied to the control terminal, one current terminal is connected to the output terminal, and the other current terminal is connected to one current terminal of the first transistor. A fourth transistor may be further provided.
また、上記発光素子駆動回路は、第2のトランジスタの制御端子に入力される第1の所定電圧が、第1のトランジスタがオン状態のときに第2のトランジスタが飽和領域で動作し、第1のトランジスタがオフ状態のときに第2のトランジスタが三極管領域で動作する大きさであることが好ましい。 In the light emitting element driving circuit, the first predetermined voltage input to the control terminal of the second transistor is such that when the first transistor is in the on state, the second transistor operates in the saturation region. It is preferable that the size of the second transistor operate in the triode region when the first transistor is off.
本発明によれば、シャント駆動方式を有し、光出力波形を良好にできる発光素子駆動回路を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it has a shunt drive system and can provide the light emitting element drive circuit which can make an optical output waveform favorable.
以下、添付図面を参照しながら本発明による発光素子駆動回路の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of a light emitting element driving circuit according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
(第1の実施の形態)
図1は、本発明の第1実施形態に係る発光素子駆動回路1Aの構成を示す回路図である。本実施形態の発光素子駆動回路1Aは、バイアス電流源12から発光素子14へ供給される電流Idの大きさを入力信号Sinに応じて変調するための回路である。発光素子14は、例えばレーザダイオードやLEDといった半導体発光素子である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a light emitting
図1に示されるように、発光素子駆動回路1Aは、入力端子22及び出力端子24を備えている。入力端子22には、入力信号Sinが入力される。入力信号Sinは、例えば14Gbps以上の速度で高速変調された信号である。出力端子24は、発光素子14とバイアス電流源12との間のノードN1に、ボンディングワイヤ13を介して接続されている。なお、発光素子14のカソードは、接地電位を提供する基準電位線18に接続されている。また、バイアス電流源12は、発光素子14のアノードと、電源電位Vccを提供する電源電位線16との間に接続されている。本実施形態において、基準電位線18は第1の定電位線であり、電源電位線16は第1の定電位線よりも高電位の第2の定電位線である。
As shown in FIG. 1, the light emitting element driving circuit 1 </ b> A includes an
また、発光素子駆動回路1Aは、トランジスタ30及び40を更に備えている。トランジスタ30は、本実施形態における第1のトランジスタであって、例えば、SiGe系半導体やInP系半導体からなるNPN型バイポーラトランジスタによって構成される。トランジスタ30は、制御端子としてのベース端子31と、一方の電流端子としてのコレクタ端子32と、他方の電流端子としてのエミッタ端子33とを有する。なお、トランジスタ30は電界効果トランジスタ(例えばNチャネルMOS型FET)によって構成されてもよく、その場合、ベース端子31はゲート端子に、コレクタ端子32はドレイン端子に、エミッタ端子33はソース端子にそれぞれ置き換えられる。
The light emitting
トランジスタ30のベース端子31は、入力端子22に接続されている。ベース端子31には、入力端子22を介して入力信号Sinが入力される。また、トランジスタ30のコレクタ端子32は、ノードN2を介して出力端子24に接続されている。コレクタ端子32には、バイアス電流源12から出力されたバイアス電流Ibの一部Iaが、出力端子24を介して入力される。また、トランジスタ30のエミッタ端子33は、端子21を介して基準電位線18に接続されている。なお、図1に示されるように、ノードN2と基準電位線18との間には、トランジスタ30と直列に抵抗52が接続されてもよい。抵抗52の抵抗値は、電流Iaの大きさを定める。抵抗52の抵抗値は、例えば8オームである。抵抗52は、例えば抵抗素子、或いはトランジスタ30とは別のトランジスタによって構成される。
A
トランジスタ40は、本実施形態における第2のトランジスタであって、例えばFET(一例ではPチャネルMOS型FET)によって構成される。トランジスタ40は、制御端子としてのゲート端子41と、一方の電流端子としてのソース端子42と、他方の電流端子としてのドレイン端子43とを有する。なお、トランジスタ40はバイポーラトランジスタによって構成されてもよく、その場合、ゲート端子41はベース端子に、ソース端子42はエミッタ端子に、ドレイン端子43はコレクタ端子にそれぞれ置き換えられる。なお、本実施形態のように、トランジスタ30がNPN型バイポーラトランジスタやNチャネルMOS型FETによって構成されている場合、トランジスタ40はPNP型バイポーラトランジスタやPチャネルMOS型FETによって構成されることが好ましい。
The
トランジスタ40のゲート端子41は、電圧バイアス回路44に接続されている。ゲート端子41には、電圧バイアス回路44から第1の所定電圧Vaが印加される。電圧バイアス回路44は、調整端子28を介して発光素子駆動回路1Aの外部の回路と接続されることができ、調整端子28を介して入力される信号によって所定電圧Vaの電圧値を上下することが可能となっている。したがって、トランジスタ40は、調整端子28を介して入力される信号によって抵抗値を調整可能な可変抵抗として動作することができる。トランジスタ40のソース端子42は、電源端子26を介して電源電位線16に接続されている。ソース端子42には、電源電位線16から電源電圧Vccが印加される。また、トランジスタ40のドレイン端子43は、ノードN2を介して出力端子24及びトランジスタ30のコレクタ端子32に接続されている。
The
また、発光素子駆動回路1Aは、回路53を更に備えている。回路53は、出力端子24及びノードN2と基準電位線18との間に接続されている。本実施形態の回路53は、抵抗54及び容量56を有する。抵抗54の一端は端子21を介して基準電位線18に接続されており、他端は容量56の一方の電極に接続されている。容量56の他方の電極は、出力端子24及びノードN2に接続されている。抵抗54の抵抗値は例えば65オームであり、容量56の容量値は例えば1pFである。
The light emitting element driving circuit 1 </ b> A further includes a
なお、図1に示される容量58は、出力端子24付近のパッドや配線による寄生容量である。この寄生容量58は、出力端子24付近の配線等と基準電位線18との間に生じる。
The
この発光素子駆動回路1Aでは、発光素子駆動回路1Aの外部から入力端子22に対して入力信号Sinが入力される。この入力信号Sinがオフ状態(ローレベル)のとき、トランジスタ30はオフ状態となり、コレクタ端子32とエミッタ端子33との間に電流は流れない。したがって、バイアス電流源12から出力されるバイアス電流Ibの殆どは発光素子14に供給され、発光素子14が発光する。また、入力信号Sinがオン状態(ハイレベル)のとき、トランジスタ30はオン状態となり、コレクタ端子32とエミッタ端子33との間に電流が流れる。したがって、バイアス電流源12から出力されるバイアス電流Ibの一部Iaがトランジスタ30及び抵抗52を通って基準電位線18へ流れ、発光素子14に供給される電流が減るので、発光素子14は発光しない。なお、電流Iaの大きさは、抵抗52の抵抗値によって決定される。本実施形態の発光素子駆動回路1Aでは、このようなシャント駆動における入力信号Sinのオン・オフの繰り返しによって、発光素子14の発光が変調される。
In the light emitting
続いて、本実施形態の発光素子駆動回路1Aによって得られる効果について、従来の回路が有する課題とともに説明する。
Next, the effects obtained by the light emitting
図6に示された従来のシャント駆動型の回路100において、例えば14Gbps以上の高速動作を実現する為には、出力端子112に接続されるトランジスタ106が高速に動作できることが必要である。このようなデバイスとして、例えばNPN型バイポーラトランジスタやNチャネルMOS型FETなどがある。しかしながら、NPN型バイポーラトランジスタを用いると、回路100の出力インピーダンスが大きくなってしまう。また、NチャネルMOS型FETを用いることにより、NPN型バイポーラトランジスタを用いる場合と比較して出力インピーダンスを小さくすることができる。しかし、トランジスタ106は発光素子102と並列に接続されるので、発光素子102における降下電圧(例えば1.1V〜1.4V)がトランジスタ106の電流端子間に加わり、NチャネルMOS型FETでは耐圧能力が問題となる場合がある。このような問題を回避するために二以上のNチャネルMOS型FETをカスコード接続すると、やはり出力インピーダンスが大きくなってしまう。
In the conventional shunt
発光素子駆動回路の出力インピーダンスが大きくなると、次のような問題が生じる。多くの場合、発光素子駆動回路100と発光素子102とは、ボンディングワイヤ110によって接続される。この場合、ボンディングワイヤ110のインダクタンスと、発光素子駆動回路100の出力端子112付近の寄生容量とによってLC共振が生じることとなる。このLC共振における典型的な共振周波数は16.5GHz〜22.1GHzである。このような共振周波数は、発光素子102が有する寄生成分の大きさによって増減するが、25.8Gbps(100GE)、27.95Gbps(OTU4)、或いは28.05Gbps(32GFC)といった通信速度での動作時に、光出力波形にリンギングを生じさせる。
When the output impedance of the light emitting element driving circuit is increased, the following problem occurs. In many cases, the light emitting
また、発光素子102にも、電流の入力に対して発光タイミングが若干遅れる応答特性が存在しており、この応答特性に起因して共振現象が生じる。この共振現象における共振周波数はバイアス電流Ibの大きさに依存するが、典型的には15GHz程度である。したがって、この共振現象における共振周波数と、前述したLC共振周波数とが互いに近接することとなり、光出力波形に大きなピーキングが生じてしまう。その結果、光出力波形におけるリンギングが更に顕著となる。
The
このような問題を回避するためには、発光素子102の応答特性に起因する共振現象の周波数と、ボンディングワイヤ110のインダクタンス等に起因するLC共振の周波数との何れか少なくとも一方を大きく(若しくは小さく)するとよい。しかし、発光素子102の応答特性を変えることは困難であり、また、ボンディングワイヤ110のインダクタンスを変更する(すなわちボンディングワイヤ110の長さを変更する)ことも、発光素子駆動回路の組み立てにおける種々の制約から難しい場合がある。
In order to avoid such a problem, at least one of the frequency of the resonance phenomenon caused by the response characteristic of the
そこで、上記のような問題を解決するために、本実施形態の発光素子駆動回路1Aは、シャント駆動により発光素子14への駆動電流Idを変調するトランジスタ30に加えて、トランジスタ40を備えている。このトランジスタ40のドレイン端子43は、出力端子24に接続されている。そして、入力信号Sinがオフ状態であるときには、発光素子14を流れる電流Idの電流量が増えるので出力端子24の電位が上がる。また、入力信号Sinがオン状態であるときには、発光素子14を流れる電流量が減るので出力端子24の電位が下がる。
In order to solve the above problems, the light emitting
したがって、入力信号Sinがオフ状態であるときには、トランジスタ40のソース端子42とドレイン端子43との間の電位差が小さくなり、ソース端子42とドレイン端子43との間の抵抗値が下がるので、出力端子24における出力インピーダンスは小さくなる。また、入力信号Sinがオン状態であるときには、トランジスタ40のソース端子42とドレイン端子43との間の電位差が大きくなり、ソース端子42とドレイン端子43との間の抵抗値が上がるので、出力端子24における出力インピーダンスは大きくなる。
Therefore, when the input signal Sin is in the OFF state, the potential difference between the
すなわち、発光素子駆動回路1Aの出力インピーダンスが入力信号Sinの変化とともに動的に変化するので、ボンディングワイヤ13の寄生インダクタンスと、出力端子24付近の寄生容量58とによって引き起こされるLC共振が抑えられる。故に、そのLC共振周波数のピークと、発光素子14の応答特性に起因する共振周波数のピークとが重なって生じる光出力波形のピーキングが効果的に抑制される。したがって、本実施形態の発光素子駆動回路1Aによれば、発光素子14の電気−光応答を平坦化して、発光素子14の適切な光出力波形を良好に維持することができる。また、これによって発光素子14の変調速度を例えば14Gbps以上(例えば25.78Gbps、27.95Gbps、又は28.05Gbps)といったより速い速度とすることが可能になる。
That is, since the output impedance of the light emitting
一例を挙げると、発光素子14へのバイアス電流Ibが40mAであり、閾値が10mAである場合、光出力波形の消光比5dBを得るために必要な変調電流Idは30mA程度であるから、発光素子14の微分抵抗値が10オーム程度であることを考慮すると、出力端子24の電位はピークトゥピーク値で300mV変動することとなる。例えば、入力信号Sinがオン状態であるときのトランジスタ40のドレイン−ソース間電圧が0.2Vであるとすると、上述したように出力端子24の電位は0.3V上下するので、0.05V〜0.35Vの範囲でドレイン−ソース間電圧が変動することとなる。このとき、ドレイン端子43の出力抵抗は150オーム〜900オームの間で変動する。そして、このようなドレイン端子43の出力抵抗の変動によって、発光素子駆動回路1Aの出力インピーダンスはおおよそ63オーム〜73オームの範囲で入力信号Sinの変化とともに動的に変化することとなる。これにより、光出力波形のピーキングが効果的に抑制される。
For example, when the bias current Ib to the
また、発光素子14の発光時に発光素子駆動回路1Aの出力インピーダンスが小さくなることにより、発光素子14における発光の立上り時間が長くなる。一方、発光素子14を流れる電流Idの電流量が小さくなるとき(消光時)には、発光素子駆動回路1Aの出力インピーダンスが大きくなってピーキング抑制作用が低下するので、発光素子14における発光の立下り時間が短くなる。通常、半導体レーザ素子等の発光素子14の光出力波形では、立上り時間と比べて立下り時間が長いという傾向がある。本実施形態の発光素子駆動回路1Aによれば、光出力波形における立上り時間を長くし、立下り時間を短くする作用によって、このような光出力波形の立上り時と立下り時との非対称性を緩和し、光出力波形を更に良好とすることができる。
Further, when the
ここで、本実施形態における更に好ましい形態について、トランジスタ40の動作特性に基づいて説明する。図2は、トランジスタ40の動作特性を示すグラフであって、横軸はドレイン−ソース間電圧を表しており、縦軸はドレイン電流を表している。図2に示されるように、ドレイン−ソース間電圧が比較的小さい領域A1では、ドレイン電流の増加に対するドレイン電流の傾きが急峻であり、他方、ドレイン−ソース間電圧が比較的大きい領域A2では、ドレイン電流の増加に対するドレイン電流の傾きが緩くなっている。なお、領域A1は三極管領域(非飽和領域)と呼ばれ、領域A2は飽和領域(能動領域)と呼ばれる。
Here, a more preferable embodiment in the present embodiment will be described based on the operating characteristics of the
領域A1は、ドレイン−ソース間電圧の変化に対するドレイン電流の変化が大きい、すなわちドレイン−ソース間の抵抗値が小さい領域である。一方、領域A2は、ドレイン−ソース間電圧の変化に対するドレイン電流の変化が小さい、すなわちドレイン−ソース間の抵抗値が大きい領域である。したがって、本実施形態では、トランジスタ40のゲート端子41に入力される所定電圧Vaは、トランジスタ30がオン状態のときにトランジスタ40が飽和領域A2で動作し、トランジスタ30がオフ状態のときにトランジスタ40が三極管領域A1で動作する大きさであることが好ましい。なお、このような所定電圧Vaを実現するため、所定電圧Vaを入力信号Sinに応じて変調してもよい。
The region A1 is a region where the change in the drain current with respect to the change in the drain-source voltage is large, that is, the resistance value between the drain and the source is small . On the other hand, the region A2 is a region where the change in the drain current with respect to the change in the drain-source voltage is small, that is, the drain-source resistance value is large . Therefore, in this embodiment, the predetermined voltage Va input to the
また、本実施形態の発光素子駆動回路1Aは、抵抗54及び容量56を含む回路53を備えている。ボンディングワイヤ13の寄生インダクタンスと、出力端子24付近の寄生容量58とによって引き起こされるLC共振は、この回路53のインピーダンスの逆数に応じて帯域制限を受ける。その結果、LC共振のピークを更に抑えることができる。
In addition, the light emitting element driving circuit 1 </ b> A according to the present embodiment includes a
(第2の実施の形態)
図3は、本発明の第2実施形態に係る発光素子駆動回路1Bの構成を示す回路図である。本実施形態の発光素子駆動回路1Bは、第1実施形態の発光素子駆動回路1Aの構成に加えて、トランジスタ60を更に備えている。なお、トランジスタ60は、本実施形態における第3のトランジスタである。
(Second Embodiment)
FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of a light emitting
トランジスタ60は、例えばFET(一例ではNチャネルMOS型FET)によって構成される。トランジスタ60は、制御端子としてのゲート端子61と、一方の電流端子としてのドレイン端子62と、他方の電流端子としてのソース端子63とを有する。なお、トランジスタ60はバイポーラトランジスタによって構成されてもよく、その場合、ゲート端子61はベース端子に、ドレイン端子62はコレクタ端子に、ソース端子63はエミッタ端子にそれぞれ置き換えられる。
The
トランジスタ60のゲート端子61は、電圧バイアス回路44に接続されている。ゲート端子61には、電圧バイアス回路44から第1の所定電圧Vaとは別の第2の所定電圧Vbが印加される。なお、この所定電圧Vbの電圧値もまた、調整端子28を介して入力される信号によって上下可能となっている。トランジスタ60のドレイン端子62は、電源端子26を介して電源電位線16に接続されている。ドレイン端子62には、電源電位線16から電源電圧Vccが印加される。また、トランジスタ60のソース端子63は、トランジスタ40のソース端子42に接続されている。換言すれば、トランジスタ60は、トランジスタ40と電源電位線16との間に直列に接続されている。トランジスタ60は、例えばソースフォロワやゲート接地回路の構成を有しており、そのソース出力抵抗は低いので、トランジスタ40及び60の直列回路による抵抗値は、ほぼトランジスタ40のみによって決定される。また、このようなトランジスタ60を設けることにより、トランジスタ40を流れる電流量を低減し、発光素子駆動回路1Bの消費電力を小さくすることができる。
The
また、本実施形態の発光素子駆動回路1Bによれば、第1実施形態の発光素子駆動回路1Aの構成を備えているので、発光素子14の電気−光応答を平坦化して、発光素子14の適切な光出力波形を良好に維持することができる。また、これによって発光素子14の変調速度をより速い速度とすることが可能になる。また、光出力波形の立上り時と立下り時との非対称性を緩和し、光出力波形を更に良好とすることができる。
Further, according to the light emitting
(第3の実施の形態)
図4は、本発明の第3実施形態に係る発光素子駆動回路1Cの構成を示す回路図である。本実施形態の発光素子駆動回路1Cは、第1実施形態の発光素子駆動回路1Aの抵抗52に代えて、トランジスタ70を備えている。なお、トランジスタ70は、本実施形態における第4のトランジスタである。
(Third embodiment)
FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration of a light emitting
トランジスタ70は、例えばFET(一例ではNチャネルMOS型FET)によって構成される。トランジスタ70は、制御端子としてのゲート端子71と、一方の電流端子としてのドレイン端子72と、他方の電流端子としてのソース端子73とを有する。なお、トランジスタ70はバイポーラトランジスタによって構成されてもよく、その場合、ゲート端子71はベース端子に、ドレイン端子72はコレクタ端子に、ソース端子73はエミッタ端子にそれぞれ置き換えられる。
The
トランジスタ70のゲート端子71は、電圧バイアス回路44に接続されている。ゲート端子71には、電圧バイアス回路44から第1の所定電圧Vaとは別の第3の所定電圧Vcが印加される。なお、この所定電圧Vcの電圧値もまた、調整端子28を介して入力される信号によって上下可能となっており、トランジスタ70は可変抵抗として機能する。トランジスタ70のドレイン端子72は、ノードN2を介して出力端子24に接続されている。ドレイン端子72には、バイアス電流源12から出力されたバイアス電流Ibの一部Iaが、出力端子24を介して入力される。また、トランジスタ70のソース端子73は、トランジスタ30のドレイン端子32に接続されている。換言すれば、トランジスタ70は、ノードN2と基準電位線18との間においてトランジスタ30と直列に接続されている。
A
トランジスタ30と直列に接続される抵抗は、本実施形態のように、トランジスタによって構成されてもよい。また、トランジスタ30と直列に接続される抵抗は、本実施形態のように、トランジスタ30とノードN2との間に接続されてもよい。
The resistor connected in series with the
また、本実施形態の発光素子駆動回路1Cによれば、第1実施形態の発光素子駆動回路1Aと同様の構成を備えているので、発光素子14の電気−光応答を平坦化して、発光素子14の適切な光出力波形を良好に維持することができる。また、これによって発光素子14の変調速度をより速い速度とすることが可能になる。また、光出力波形の立上り時と立下り時との非対称性を緩和し、光出力波形を更に良好とすることができる。
Further, according to the light emitting
(第4の実施の形態)
図5は、本発明の第4実施形態に係る発光素子駆動回路1Dの構成を示す回路図である。本実施形態の発光素子駆動回路1Dは、第1実施形態の発光素子駆動回路1Aの構成に加えて、第2実施形態のトランジスタ60を更に備えている。また、本実施形態の発光素子駆動回路1Dは、第1実施形態の発光素子駆動回路1Aの抵抗52に代えて、第3実施形態のトランジスタ70を備えている。なお、トランジスタ60及び70の構成及び作用は、第2及び第3の実施の形態と同様である。
(Fourth embodiment)
FIG. 5 is a circuit diagram showing a configuration of a light emitting
本実施形態の発光素子駆動回路1Dによれば、トランジスタ60が設けられることにより、トランジスタ40を流れる電流量を低減し、発光素子駆動回路1Dの消費電力を小さくすることができる。また、本実施形態の発光素子駆動回路1Dによれば、第1実施形態の発光素子駆動回路1Aと同様の構成を備えているので、発光素子14の電気−光応答を平坦化して、発光素子14の適切な光出力波形を良好に維持することができる。また、これによって発光素子14の変調速度をより速い速度とすることが可能になる。また、光出力波形の立上り時と立下り時との非対称性を緩和し、光出力波形を更に良好とすることができる。
According to the light emitting
以上、本発明に係る発光素子駆動回路の好適な実施形態について説明したが、本発明は必ずしも上記各実施形態に限られず、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。 The preferred embodiments of the light emitting element driving circuit according to the present invention have been described above. However, the present invention is not necessarily limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
1A,1B,1C,1D…発光素子駆動回路、12…バイアス電流源、13…ボンディングワイヤ、14…発光素子、16…電源電位線、18…基準電位線、22…入力端子、24…出力端子、26…電源端子、28…調整端子、30…第1のトランジスタ、40…第2のトランジスタ、44…電圧バイアス回路、60…第3のトランジスタ、70…第4のトランジスタ、A1…三極管領域、A2…飽和領域、N1,N2…ノード、Sin…入力信号、Va,Vb,Vc…所定電圧。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記入力信号が入力される入力端子と、
前記発光素子と前記バイアス源との間に接続されている出力端子と、
制御端子が前記入力端子に接続され、一方の電流端子が前記出力端子に接続され、他方の電流端子が第1の定電位線に接続されている第1のトランジスタと、
制御端子に第1の所定電圧が印加され、一方の電流端子が前記第1の定電位線よりも高電位の第2の定電位線に接続され、他方の電流端子が前記出力端子に接続されている第2のトランジスタとを備え、
前記第2のトランジスタの制御端子に入力される前記第1の所定電圧は、前記第1のトランジスタがオン状態のときに前記第2のトランジスタが飽和領域で動作し、前記第1のトランジスタがオフ状態のときに前記第2のトランジスタが三極管領域で動作する大きさであることを特徴とする、発光素子駆動回路。 A light-emitting element driving circuit that modulates the magnitude of a current supplied from a bias source to a light-emitting element according to an input signal;
An input terminal to which the input signal is input;
An output terminal connected between the light emitting element and the bias source;
A first transistor having a control terminal connected to the input terminal, one current terminal connected to the output terminal, and the other current terminal connected to a first constant potential line;
A first predetermined voltage is applied to the control terminal, one current terminal is connected to a second constant potential line having a higher potential than the first constant potential line, and the other current terminal is connected to the output terminal. And a second transistor ,
The first predetermined voltage input to the control terminal of the second transistor is such that when the first transistor is in an on state, the second transistor operates in a saturation region, and the first transistor is off. It said second transistor and said magnitude der Rukoto operating in the triode region in the state, the light emitting element driving circuit.
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