JPH03235389A - レーザダイオード駆動回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、レーザダイオード駆動回路に関する。

より詳細には、本発明は、より安定した出力特性を備え
た新規なレーザダイオード駆動回路の構成に関するもの
であり、光通信システムの光送信器等に利用することが
できる。

従来の技術 光通信等に使用する光送信器では、駆動回路において送
信すべきデータに対応して変調した駆動電流をレーザダ
イオードに供給して光信号によるデータ送信を実現して
いる。受信側では、この変調された光信号を復調してデ
ータの再生を行うが、ここで受信側の感度に深く影響す
る特性として光信号の消光比がある。即ち、消光比とは
、２値信号のそれぞれに対応した２種の光強度の比をい
い、受信側で２種の強度からなる光信号を有効に検出す
るためには、送信側で出力する光信号の消光比が安定し
ていることが極めて重要である。

第６図は、従来のレーザダイオード駆動回路の一般的な
構成例を示す図である。

同図に示すように、この駆動回路は、互いに相補的な入
力信号Ｓおよび百を、波形整形を行う増幅器ＡＩを介し
てゲートに引加される１対のＦＥＴＱ、およびＱ２から
主に構成されている。ＦＥＴＱ、のドレインはレーザダ
イオードＬＤを介して、ＦＥＴＱ２のドレインは直接に
、それぞれ高電圧側に接続されており、ＦＥＴＱ、およ
びＱ２のソースは共通接続されて、レーザダイオード駆
動用電流源を構成するＦＥＴＱ３を介して低電圧側に接
続されている。また、ＦＥＴＱＩ　のドレインとレーザ
ダイオードＬＤとの間の接続点には、ソースを低電圧側
に接続されたＦＥＴＱ４のドレインが接続されている。

以上のように構成されたレーザダイオード駆動回路では
、入力信号Ｓおよび百のうち、反転入力信号百がハイレ
ベルの場合にＦＥＴＱ、が導通してレーザダイオードＬ
Ｄが駆動され、非反転入力信号Ｓがハイレベルの場合に
ＦＥＴＱ２が導通する一方ＦＥＴＱ、が非導通状態とな
り、レーザダイオードＬＤは消光する。従って、入力Ｓ
および百に印加されるデジタル電気信号のレベルに応じ
て、電流源を構成するＦ　Ｅ　Ｔ　Ｑ　３により規定さ
れた駆動電流がレーザダイオードＬＤを間歇的に駆動す
る。

尚、第６図に示した回路では、ＦＥＴＱ３およびＱ、の
ゲートに印加する電圧によって、それぞれレーザダイオ
ードＬＤの駆動電流とレーザダイオードＬＤに対するバ
イアス電流とを制御することができる。

発明が解決しようとする課題 第４図は、上述のようなレーザダイオード駆動回路にお
いて使用されるレーザダイオードＬＤの順方向電流工と
光出力Ｐとの特性を示すグラフである。尚、第４図にお
いて、太線で表示されているのは低温時の特性であり、
細線で表示されているのは高温時の特性である。同図に
示すように、レーザダイオードは一般に、温度の上昇と
共に微分量子効率が劣化し、光出力Ｐの電流■に対する
増加率が減少する。従って、電流Ｉが一定であるとすれ
ば、光出力の信号振幅は減少する。

そこで、このレーザダイオード駆動回路の出力光信号の
信号振幅を安定させるためには、電流源ＦＥＴＱ３にお
いて、温度の上昇と共にレーザダイオード駆動電流が増
加するような制御を行う必要がある。

第５図は、ＦＥＴＱ３　として使用されているノーマリ
オン型ＦＥＴの、ゲート−ソース電圧ＶＧＳとドレイン
電流Ｉ、との特性を示すグラフである。

この図においても、太線は低温時、細線は高温時の特性
をそれぞれ示している。同図に示すように、特に、ドレ
イン電流■。が大きい場合、ＦＥＴのドレイン電流工、
は温度の上昇に従って減少する。

このように、ノーマリオン型ＦＥＴは、レーザダイオー
ドと同様に、温度に対して負の特性を有しているので、
第６図に示したような従来のレーザダイオード駆動回路
において、電流源ＦＥＴＱ３に対して一定の電圧を印加
した場合、温度の上昇に従って、出力される光信号の信
号振幅が徐々に減少するという問題がある。

そこで、本発明は、上記従来技術の問題点を解決し、レ
ーザダイオードの温度特性を有効に補償して、信号振幅
の安定した光信号を出力することができる新規なレーザ
ダイオード駆動回路を提供することをその目的としてい
る。

課題を解決するための手段 即ち、本発明に従うと、一方に負荷としてレーザダイオ
ードが接続され且つソースが共通接続された１対のＦＥ
Ｔを備え、該１対のＦＥＴの各ゲートに互いに相補的な
信号を受ける差動増幅回路と、該１対のＦＥＴの共通接
続されたソースにドレインが接続され、ソースが低電圧
側に接続されて、前記差動増幅回路を流れる電流を制御
するノーマリオン型の電流源ＦＥＴとを備えたレーザダ
イオード駆動回路において、更に、高電圧側と低電圧側
との開に直列に接続されたダイオードと抵抗とを備え、
該抵抗の一端に該電流源ＦＥＴのゲ−トが接続されてお
り、該ダイオードの温度特性により該電流源ＦＥＴのゲ
ート電圧が正の温度特性をもつように構成されているこ
とを特徴とするレーザダイオード駆動回路が提供される
。

作用 本発明に係るレーザダイオード駆動回路は、その電流源
ＦＥＴのベースに電圧を供給する回路が、温度に対して
正の特性を有するように構成されていることをその主要
な特徴としている。

即ち、従来のレーザダイオード駆動回路では、レーザダ
イオードと駆動電流源を構成するＦＥＴとが、いずれも
負の温度特性を有しているために、温度の上昇と共に、
レーザダイオードの温度特性が顕著に作用°し、出力光
信号の消光比が劣化するという問題があった。これに対
して、本発明に係るレーザダイオード駆動回路では、電
流源ＦＥＴのベースに対して、正の温度特性を有する電
圧源回路によって電圧を印加し、レーザダイオード′の
温度特性による消光比の劣化を、駆動電流を制御するこ
とによって補償するように構成されている。

ここで、電流源ＦＥＴに電圧を供給する回路としては、
高電圧側と低電圧側との間に直列に接続したダイオード
と抵抗による分圧回路が使用される。即ち、ダイオード
の順方向電圧ＶＦは負の温度特性を有しているので、分
圧回路を構成するダイオードを高電圧側に接続すること
によって、ダイオードと抵抗との接続点に発生する電圧
は正の温度特性を有することになる。

従って、この電圧を電流源ＦＥＴのゲートに印加するこ
とによって、電流源ＦＥＴは、レーザダイオードの温度
特性を有効に補償できるような正の温度特性を獲得する
ことになる。

尚、上記の回路で使用する抵抗を可変抵抗とし、その可
変端子を電流源ＦＥＴのゲートに接続することによって
、また、種々の変調電流値に対応可能な電圧源回路とす
ることもできる。

以下、図面を参照して本発明をより具体的に説明するが
、以下の開示は本発明の一実施例に過ぎず、本発明の技
術的範囲を何ら限定するものではない。

実施例 第１図は、本発明に係るレーザダイオード駆動回路の基
本的な構成を示す図である。

同図に示すように、本発明に係るレーザダイオード駆動
回路は、変調電流量を定める定電流回路としてノーマリ
オン型ＦＥＴを用いる、第６図に示したレーザダイオー
ド駆動回路の、電流源ＦＥＴＱ３のゲートに、更に電圧
源回路Ａ２を追加したものである。

ここで、この電圧源回路、へ２は、外部から供給される
変調電流制御信号Ｖ、ｌを入力され、ＦＥＴＱ３のゲー
トに印加する電圧ＶＯＬＩＴを出力するように構成され
ており、且つ、入力端子■。が一定であるとき、出力電
圧Ｖ。ｔｌＴが、温度の上昇に従って値が大きくなるよ
うな正の特性を有するように構成されている。

第２図は、第１図に示したレーザダイオード駆動回路に
おいて使用される電圧源回路Ａ２の具体的な構成例を示
す回路図である。

同図に示すように、この回路は、アノードに入力電圧Ｖ
、４を印加されるダイオードＤと、ダイオードＤのカソ
ードと低電圧側との間に挿入された可変抵抗Ｒとを備え
ており、可変抵抗Ｒの可変端子がＦＥＴＱ３のゲートに
接続されるように構成されている。

第３図は、第２図に示した回路において使用するダイオ
ードＤに流れる電流と順方向電圧との特性を異なる温度
について示したグラフである。同図に示すように、ダイ
オードは、一定の印加電圧に対して、高温になる程電流
値が大きくなる。

従って、第２図に示した電圧源回路Ａ２は、入力電圧■
。が一定であれば、温度が高くなるにつれて出力電圧Ｖ
。Ｕ、が大きくなる。従って、電圧源回路Ａ２に出力電
圧■。ｕｔをゲートに印加されるＦＥＴＱ３は、温度に
対して正の特性を与えられる。

即ち、第２図に示したような電流源回路Ａ２を備えたレ
ーザダイオード駆動回路では、特定の変調電流制御信号
Ｖ、４に対して電流源ＦＥＴＱ３が正の温度特性を有し
ているので、その温度特性を適切に設定することによっ
て、負の温度特性を有するレーザダイオードＬＤの温度
特性を補償することができる。

尚、第２図に示した電圧源回路Ａ２は、その抵抗Ｒを可
変抵抗としているので、適切な調整により各種の変調電
流値に対応することができる。

発明の詳細 な説明したように、本発明に係るレーザダイオード駆動
回路は、その駆動電流源となるＦＥＴのゲートに、正の
温度特性を有する回路から電圧が印加されるように構成
されている。従って、この回路では、レーザダイオード
の温度特性に起因する消光比の劣化が補償され、出力さ
れる光信号の消光比が安定化される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係るレーザダイオード駆動回路の基
本的な構成を示す図であり、 第２図は、第１図に示す回路に使用できるバッファ回路
の具体的な構成例を示す回路図であり、第３図は、第２
図に示す回路において使用されるダイオードの温度特性
を示すグラフであり、第４図は、レーザダイオードの電
流／出力特性を示すグラフであり、 第５図は、ノーマリオン型ＦＥＴのゲート−ソース電圧
／ドレイン電流特性を示すグラフであり、第６図は、従
来のレーザダイオード駆動回路の構成を示す図である。 〔主な参照番号〕 Ａ１　・・・増幅器、 Ｄ・　・　・　・ダイオード、 ＬＤ・・・レーザダイオード、 Ｑ、　、Ｑ２　、Ｑ、　、Ｑ、　　・・・ＦＥＴ。 Ｒ・・・抵抗

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 一方に負荷としてレーザダイオードが接続され且つソー
   スが共通接続された１対のＦＥＴを備え、該１対のＦＥ
   Ｔの各ゲートに互いに相補的な信号を受ける差動増幅回
   路と、該１対のＦＥＴの共通接続されたソースにドレイ
   ンが接続され、ソースが低電圧側に接続されて、前記差
   動増幅回路を流れる電流を制御するノーマリオン型の電
   流源ＦＥＴとを備えたレーザダイオード駆動回路におい
   て、更に、高電圧側と低電圧側との間に直列に接続され
   たダイオードと抵抗とを備え、該抵抗の一端に該電流源
   ＦＥＴのゲートが接続されており、該ダイオードの温度
   特性により該電流源ＦＥＴのゲート電圧が正の温度特性
   をもつように構成されていることを特徴とするレーザダ
   イオード駆動回路。