JPH03255684A - 発光素子の駆動回路 - 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〕 本発明はレーザーダイオード、発光ダイオード等の発光
素子の駆動回路に関する。

〔発明の概要〕

本発明は、発振回路と、その発振回路の発振出力が供給
されるバッファ増幅回路と、そのバッファ増幅回路の出
力がコンデンサを通じて供給されて、そのスイッチング
が制御されるスイッチング素子と、そのスイッチング素
子によって電流が制御される発光素子とを有する発光素
子の駆動回路において、発振回路に発振及び発振停止を
制御する制御手段を設けたことにより、発光素子の劣化
ヤ破壊を防止することができると共と、発光素子に流れ
る電流を高速でスイッチングすることができるようにし
たものである。

〔従来の技術〕

従来の光磁気ディスク記録再生装置では、光磁気ディス
クに対する信号の書き込み／読み出し及び消去にレーザ
ーダイオードが使われている。ところが、レーザーダイ
オードは、いわゆる戻り光によるスクープ現象が発生し
、これによってレーザーの雑音が増加する。このため、
レーザーダイオードを用いた光磁気ディスク記録再生装
置では、ピットエラーレートが増加したり、サーボ特性
が劣化してしまう。

そこで、従来は、レーザーダイオードに供給する駆動電
流に高周波信号を重畳して、レーザーダイオードのモー
ドをシングルモードからマルチモードにすることによっ
て、スクープ現象を抑制し、レーザー雑音を低減するよ
うにしていた。

以下に、第４図を参照して、従来のレーザーダイオード
の駆動回路について説明する。第４図において、（２）
は発振回路で、例えば５００ＭＨｚの発振周波数を有す
る。（３）はバッファ増幅回路としての差動増幅回路で
、ＮＰＮ形の一対の差動トランジスタＱ、、　Ｑ２　を
有し、その各エミッタが互いに接続されて、スイッチＳ
Ｗ及び定電流が工。の定電流回路（４）の直列回路を通
じて接地される。又、トランジスタＱ１　のコレクタは
直流電源子Ｂ１　　に接続されると共にトランジスタＱ
２　のコレクタが負荷抵抗器Ｒ１を通じて電源子Ｂ＋　
　に接続される。

ＬＤはレーザーダイオードで、そのアノードが電源子Ｂ
に接続されると共に、そのカソードがＮＰＮ形のスイッ
チング用トランジスタＱ３のコレクタに接続され、その
エミッタが接地される。そして、差動増幅回路（３）の
トランジスタＱ２　のコレクタが、結合コンデンサＣＩ
　を通じて、トランジスタＱ２　のベースに接続される
。

ＤＢＫはトランジスタＱ３　のベースに直流バイアス電
圧（例えば、０．７　Ｖ　）を印加する直流バイアス回
路で、エミッタが接地されたＮＰＮ形のトランジスタＱ
、と、トランジスタＱ、のコレクタ及び電源子Ｂ１　間
に接続された抵抗器Ｒ２と、トランジスタＱ４　のコレ
クタ及びトランジスタＱ３のベース間に接続された抵抗
器Ｒ３と、トランジスタＱ、のコレクタ・ベース間に接
続された抵抗器Ｒ４とから構成される。

次に、第５図の波形図をも参照して、この従来のレーザ
ーダイオードの駆動回路の動作を説明する。スイッチＳ
Ｗが、これに供給されるスイッチング制御信号によって
制御されて、時点ｔ１　　にオフからオンに成り、その
後時点ｔ２　にオンからオフに成ったとすると、トラン
ジスタＱ、、Ｑ２の各エミッタ及び接地間に流れる電流
Ｉｏ　は、第５図Ａに示す如き波形と成る。かくすると
、差動増幅回路（３）のトランジスタＱ２　のコレクタ
の電圧Ｖは、第５図已に示すように、時点ｔ１　以前及
び時点ｔ２以後は電源＋Ｂ＋　の電源電圧Ｖｃｃに等し
い一定電圧と成り、時点１．．１．間では、抵抗器Ｒ＋
の抵抗値にＩ。／２を掛けた値の直流動作電圧に、５０
０Ｍ）Ｉｚの正弦波電圧が重畳された電圧と成る。

又、トランジスタＱ３　のベースの電圧Ｖ２　は、第５
図Ｃに示す如く、時点ｔ１　以前は直流バイアス回路Ｄ
ＢＫによって印加される０、７Ｖの一定電圧であるが、
時点ｔ１　の直後は、第５図Ｂの電圧ｖ１　が、コンデ
ンサＣ１の容量及びトランジスタＱ、のベースから直流
バイアス回路ＤＢＫ側を見た抵抗で決まる時定数の時定
数回路によって微分された波形の電圧と成り、時点ｔ２
　までに、その直流動作電圧は０．７Ｖに落ち着き、時
点ｔ２の直後は、第５図Ｂの電圧Ｖ、が、再び時定数回
路によって微分された波形の電圧と成り、その後、定電
圧０．７ｖに落ち着く。

更に、レーザーダイオードＬＤを流れる電流Ｉｄ　は、
第５図りに示す如く、時点１．以前は一定電流で、時点
ｔ１　の直後は、電圧ｖ２　の直流動作電圧がかなり低
く成っているので、電圧Ｖ２　が０．７ｖより低く成っ
ているところでは、０と成り、その後は電圧Ｖ２　の直
流動作電圧が徐々に高く成るので、時点ｔ２　の直後に
亘って電圧Ｖ２　と同じ波形で変化する。

次に、第６図を参照して、上述の第４図について説明し
たレーザーダイオードの駆動回路（１）を使用した、従
来のレーザーダイオード駆動装置について説明する。こ
のレーザーダイオードの駆動装置は、光磁気記録再生装
置における書き込み／消去／読み出し回路である。

第６図において、入力端子Ｔ１　からのスイッチング制
御信号が駆動回路（１）のスイッチＳＷに供給され、ト
ランジスタＱ３　のコレクタが、結合コンデンサＣ４を
通じて、レーザーダイオード（４）のカソードに接続さ
れる。

（５）はバイアス電流回路で、スイッチ回路Ｓ　Ｗ、。

ＳＷ２及び電圧／電流変換回路（６）から構成されてい
る。入力端子Ｔ２　からの読み出し用バイアス電圧が、
スイッチ回路ＳＷ１を通じて、電圧／電流変換回路（６
）に供給されると共に、入力端子Ｔ３からの書き込み／
消去用バイアス電圧が、スイッチ回路ＳＷ２を通じて電
圧／電流変換回路（６）に供給される。入力端子Ｔ１　
からのスイッチング制御信号が、スイッチ回路ｓｗ、、
ｓｗ２に供給されて、電流制御回路（１）のスイッチＳ
Ｗが第５図Ａに示す如くオフのとき、スイッチ回路ＳＷ
１　がオフ、スイッチ回路ＳＷ２がオンと成り、スイッ
チＳＷがオンのとき、スイッチ回路ＳＷ＋　　がオン、
スイッチ回路ＳＷ２がオフと成るように、スイッチ回路
ｓｗ、、ｓｗ２が制御される。又、入力端子Ｔ、からの
１０ＭＨｚの書き込みデータ信号が、電圧／電流変換回
路（６）に供給される。

そして、バイアス電流回路（５）の出力端子、即ち、電
圧／電流変換回路（６）の出力側がコイルＬ１　を通じ
てレーザーダイオードＬＤのカソードに接続される。尚
、コンデンサＣ４及びコイルＬ１　　によって、駆動回
路（１）及びバイアス電流回路（５）間の干渉が防止さ
れる。

次に、このレーザーダイオードの駆動装置の動作を第７
図の波形図をも参照して説明する。第７図Ａにおいて、
時点ｔ１　以前及び時点ｔ２以後は、駆動回路（１）の
スイッチＳＷがオフで、書き込み又は消去状態で、入力
端子Ｔ３　からの書き込み／消去用バイアス電圧がスイ
ッチ回路ＳＷ２　を通じて電圧／電流変換回路（６）に
供給されて電流■、に変換され、書き込み状態のときは
、書き込みデータ信号が電圧／電流変換回路（６）に供
給されるので、第７図已に示す如く、データ信号の“０
”、“１”に応シて高レベル１１　％低レベル（０レベ
ル）と変化するバイアス電圧工、がコイルＬ、を流れ、
コンデンサＣ４を流れる電流１つは１．＝　０であるか
ら、このバイアス電流■８　がレーザーダイオードＬＤ
に流れる。尚、消去状態のときは、データ信号は“１”
のままである。

第７図Ａに示す如く、１．＝　０の状態で、時点ｔ、に
おいてスイッチＳＷがオフからオンに成ると、読み出し
用バイアス電圧がスイッチ回路ｓｗ１を通じて電圧／電
流変換回路（６）に供給されて電流１２（＜　ＩＩ）に
変換されるが、スイッチＳＷがオンに成った瞬間は、電
流の急激な増加がコイルしによって阻止されるので、時
点ｔ１　　より少し遅れて、コイルＬ１　　に電流Ｉｎ
が流れ始め、電圧／電流変換回路（６）の出力側の時定
数回路によって、最初、電流Ｉ２　より大きな電流と成
り、徐々に低下して一定電流Ｉ２　　と成る。又、時点
ｔ２　でスイッチＳＷがオフに成ると、コイルＬ１　を
流れる電流は０に成ろうとするが、電流の急激な減少が
コイルＬ＋　　によって阻止されるので、少し遅れてコ
イルＬ！　に流れる電流Ｉｎ　は０に成る。

第４図の駆動回路（１）では、レーザーダイオードＬＤ
のカソード及びトランジスタＱ３　のコレクタ間は直結
されているが、第６図の駆動装置では、レーザーダイオ
ードＬＤのカソード及びトランジスタＱ３　のコレクタ
間にコンデンサＣ９が介挿されているので、コンデンサ
Ｃ４を流れる電流！。

は、第７図Ｃに示す如く、第４図りの電流１ｄの変形さ
れた波形と成る。即ち、電流■。は、第７図Ｃに示す如
く、時点ｔ１　以前のスイッチＳＷがオフのときはＯで
あり、時点１．　　においてスイッチＳＷがオンに成る
と、コンデンサｃ４　の微分効果によって、直流動作電
流が負側に大幅に低下し、その時点ｔ２　までに直流動
作電圧は０に落ち着き、時点１．．１２間においては、
この直流動作電流に５００　Ｍ　Ｈｚの正弦波電圧が重
畳した電圧であり、時点ｔ２　においてスイッチＳＷが
オンからオフに成ると、正側に大幅に上昇した後、徐々
に０に落ち着くことに成る。

かくして、レーザーダイオードＬＤには、第７図Ｂ、Ｃ
の電流１ｎ、ＩＸの加算された電流が流れるため、その
アノード・カソード間電圧Ｖｄ　は、第７図りに示す如
き波形と成る。そして、時点ｔにおいてスイッチＳＷが
オフからオンに成ったときは、レーザーダイオードＬＤ
のアノード・カソード間に逆電圧が印加され、又、時点
ｔ２　においてスイッチＳＷがオンからオフに成ったと
きは、レーザーダイオードＬＤのアノード・カソード間
の電圧が一時的に高く成る。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上述の第４図及び第６図について説明した駆
動回路及び駆動装置では、第５図り及び第７図りの波形
図から明らかな如く、差動増幅回路（３）のスイッチＳ
Ｗがオンに成ってから出力が安定するまでに時間がかか
るので、光磁気ディスクに記録されているデータの消去
及び読み出しや光磁気ディスクに対するデータの書き込
みに時間がかかる（例えばその切り換え時間は２００ｎ
ＳｅＣはどである）という欠点がある。

又、上述の第５図り及び第７図りに示すように、差動増
幅回路（３）のスイッチＳＷがオンからオフに成る過渡
期間においては、レーザーダイオードに大きな電流が流
れるので、レーザーダイオードが劣化し、又、定格電流
を越えると破壊する虞がある。

更に、第６図の駆動装置では、第７図りの波形図から明
らかな如く、スイッチＳＷがオフからオンに成ったとき
、レーザーダイオードＬＤには一時的ではあるが逆方向
の電圧が印加され、その逆対圧は２ｖ程度であるから、
これによってもレーザーダイオードＬＤは劣化する虞が
ある。

かかる点に鑑み、本発明は発光素子の劣化や破壊を防止
することができると共に、発光素子に流れる電流を高速
でスイッチングすることのできる発光素子の駆動回路を
提供しようとするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、例えば第１図に示すように、発振回路（２）
と、その発振回路（２）の発振出力が供給されるバッフ
ァ増幅回路（３）と、そのバッファ増幅回路（３）の出
力によって制御されるスイッチング素子Ｑ。

と、そのスイッチング素子Ｑ３　によって電流が制御さ
れる発光素子ＬＤとを有する発光素子の駆動回路におい
て、発振回路（２）に発振器７び発振停止を制御する制
御手段ＳＷを設けたものである。

〔作用〕

かかる本発明によれば、発振回路（２）に発振及び発振
停止を制御する制御手段ＳＷを設けたので、発振及び発
振停止の切換時において、バッファ増幅回路（３）の出
力側及びスイッチング素子Ｑ、の制御端子及びスイッチ
ング素子Ｑ、の制御端子の各電圧の直流電圧変動は生じ
ない。

〔実施例〕

以下に、第１図を参照して、本発明の一実施例について
詳細に説明するも、第４図について説明したレーザーダ
イオードの駆動回路と対応する部分には同一符号を付し
て、その重複説明は省略する。

第１図は本発明による発光素子（レーザーダイオード）
の駆動回路の実施例を示している。

先ず、発振回路（ブロック発振器）（２）の回路構成に
ついて説明する。（８）はカレントミラー回路で、ダイ
オード接続のＮＰＮ　）ランジスタＱ、及びＮＰＮ）ラ
ンジスタＱ　ｓ　、　Ｑ　ｓ　で構成される。このカレ
ントミラー回路（８）を構成するトランジスタＱ、。

Ｑａ、Ｑｓ　の各エミッタは、抵抗器Ｒ，，Ｒ，。、Ｒ
３１を通じて接地され、各ベースは互いに接続されてい
る。ダイオード接続のトランジスタＱ７　のコレクタは
、抵抗器Ｒ５及びスイッチＳＷの直列回路を通じて、正
電源子Ｂ２　に接続されている。

差動増幅回路（７）は差動トランジスタＱ５及びＱｓを
有し、トランジスタＱ５．　Ｑｓ　の各エミッタは互い
に接続されると共に、カレントミラー回路（８）のトラ
ンジスタＱＢ　のコレクタと接続される。トランジスタ
Ｑ３．　Ｑｓ　の各コレクタは夫々負荷抵抗器Ｒ６，Ｒ
？　を通じて互いに接続されると共に、その接続中点が
抵抗器Ｒ６を通じて正電源子Ｂ、に接続される。更にト
ランジスタＱ、、　Ｑｓ　の各コレクタは、後述する差
動増幅回路（９）のトランジスタＱ、ｏ、　　Ｑ、、の
ベースに夫々接続されている。又トランジスタＱ　ｓ　
、　Ｑ　ｓ　の各ベースは、差動増幅回路（３）のトラ
ンジスタＱ２．　Ｑ、　の各ベースに夫々接続される。

差動増幅回路（９）は差動トランジスタＱ、。、Ｑｌを
有し、トランジスタＱ　＋　ｏ　＋　　Ｑ　＋　＋の各
エミッタは互いに接続されると共にカレントミラー回路
（８）のトランジスタＱ９　のコレクタに接続され、各
コレクタは夫々抵抗器ＲＩ２１　　Ｒ１３を通じて正電
源子Ｂに接続される。トランジスタＱ　、ｏ、　　Ｑ、
、の各コレクタが、トランジスタＱ、２．　　Ｑ、３の
各ベースに夫々接続される。

トランジスタＱ、２．　　Ｑ、３の各コレクタは正電源
＋Ｂ、　に接続され、各エミッタは抵抗器Ｒ１４゜Ｒ１
６を介して、差動増幅回路（３）のトランジスタＱ、、
　Ｑ、の各ベースに夫々接続されると共に、トランジス
タＱ、、　Ｑ２　の各ベースは抵抗器Ｒ１，。

Ｒ１７を介して夫々接地されている。又、トランジスタ
Ｑ１２のエミッタがコンデンサＣ２を通じてトランジス
タＱ１　　のベースに接続され、トランジスタＱ１３の
エミッタがコンデンサＣ３を通じてトランジスタＱ２　
のベースに接続される。

尚、差動増幅回路（３〕及び直流バイアス回路ＤＢＫの
構成は、第４図と同様である。

次にこの実施例の回路の動作を、第２図の波形図をも参
照して説明する。図に示すように、スイッチＳＷが第２
図Ａに示すように、オンと成ると、カレントミラー回路
（８）の各トランジスタＱ、、　Ｑ８゜Ｑ、に電流が流
れ、発振回路（２）は発振し、トランジスタＱ、２Ｑ□
３の各エミッタからの発振出力が夫々差動増幅回路（３
）のトランジスタＱ１．Ｑ２　の各ベースに差動的に供
給される。

第２図Ｂ、Ｃ，Ｄは、夫々差動増幅回路（３〕のトラン
ジスタＱ２　のコレクタの電圧Ｖｌ　、スイッチング用
トランジスタＱ３　のベースの電圧ｖ２及びレーザーダ
イオードＬＤに流れる電流Ｉｄ　の波形を示すが、いず
れもスイッチＳＷのオンオフにも拘らず、その直流動作
電圧及び直流動作電流の変動がないことが分る。従って
、レーザーダイオードＬＤに流れる電流を高速でスイッ
チングできると共に、レーザーダイオードに過大電流が
流れて、これが劣化したり、破壊したりする虞はない。

第３図は、本発明の他の実施例を示している。

以下、この第３図について説明するも、第３図において
、第１図について説明したレーザーダイオードの駆動回
路と対応する部分には同一符号を付して、その重複説明
を省略する。

第３図は、第１図について説明した差動増幅回路（３）
のトランジスタＱｌ、Ｑ２　の各エミッタ間にコンデン
サＣ４を介挿すると共に、その各エミッタを別個の定電
流回路（４ａ）、　（４ｂ）　　を通じて接地するよう
にしている。これによれば、第１図について説明した駆
動回路の発振回路（２）のスイッチＳＷがオフと成った
ときに、差動増幅回路（３）の出力差動電圧にオフセッ
トが生じた場合でも、コンデンサＣ１の両端の電圧Ｖｌ
、Ｖ２　の直流動作電圧の変動は回避される。

そして、第１図又は第３図の駆動回路を、第６図の光磁
気ディスク記録再生回路から成るレーザーダイオードの
駆動装置に適用することにより、光磁気ディスクに記録
されているデータの消去、読み出し及び新たなデータの
書き込みの切り換え時間を少なくとも５Ｑｎｓｅｃ　と
高速化することができると共に、レーザーダイオードＬ
Ｄに過大な電流が流れたり、逆電圧が印加されたりする
ことがなく成り、よってレーザーダイオードの劣化や破
壊を防止することができる。

尚、本発明はレーザーダイオードに限らず、発光ダイオ
ード等の他の発光素子の駆動回路にも適用できる。

〔発明の効果〕

上述せる本発明によれば、発振回路と、その発振回路の
発振出力が供給されるバッファ増幅回路と、そのバッフ
ァ増幅回路の出力がコンデンサを通じて供給されて、そ
のスイッチングが制御されるスイッチング素子と、その
スイッチング素子によって電流が制御される発光素子と
を有する発光素子の駆動回路において、発振回路に発振
及び発振停止を制御する制御手段を設けたので、発光素
子の劣化や破壊を防止することができると共に、発光素
子に流れる電流を高速でスイッチングすることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す回路図、第２図はその
実施例の波形図、第３図は本発明の他の実施例を示す回
路図、第４図は従来例を示す回路図、第５図はその従来
例の波形図、第６図は他の従来例を示す回路図、第７図
はその波形図である。 （１）はレーザーダイオード駆動回路、（２）は発振回
路、（３）は差動増幅回路、Ｃ１はコンデンサ、Ｃ３は
スイッチング用トランジスタ、ＳＷはスイッチ、ＬＤは
レーザーダイオードである。 代 理 人 松 隈 秀 盛 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 発振回路と、該発振回路の発振出力が供給されるバッフ
   ァ増幅回路と、該バッファ増幅回路の出力がコンデンサ
   を通じて供給されて、そのスイッチングが制御されるス
   イッチング素子と、該スイッチング素子によって電流が
   制御される発光素子とを有する発光素子の駆動回路にお
   いて、 上記発振回路に発振及び発振停止を制御する制御手段を
   設けたことを特徴とする発光素子の駆動回路。