JPH0423610A - パルス発生回路 - Google Patents

パルス発生回路

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JPH0423610A
JPH0423610A JP12890090A JP12890090A JPH0423610A JP H0423610 A JPH0423610 A JP H0423610A JP 12890090 A JP12890090 A JP 12890090A JP 12890090 A JP12890090 A JP 12890090A JP H0423610 A JPH0423610 A JP H0423610A
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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等の半導体発光素子を短パル
ス発光させる光源駆動回路などに応用される短パルス発
生回路に関する。
〔従来の技術〕
このような従来装置としては、アバランシェトランジス
タを用いた装置、ステップリカノくリダイオードを用い
た装置が知られている。
アバランシェトランジスタを用いた光源駆動用のパルス
発生回路としては、例えばJ、P、Hansenによっ
て “Proceedings of the IEEE、
5521B(1967)”に第5図のような回路か開示
されている。図示の通り、3個のアバランシェトランジ
スタQl−Q3にはそれぞれバイアス用の抵抗R−R3
と容量C1〜C3を接続し、このアバランシェトランジ
スタQ −Q3の出力でレーザダイオードLDを発光さ
せている。ここで、アバランシェトランジスタQ1〜Q
3ごとに抵抗R,−R3を設けているのは、アバランシ
ェ降伏時のタイミング調整のためであり、繰り返し周波
数は10kHzとなっている。
アバランシェトランジスタを用いた他の例としでは、第
6図のようなものがある。これは、Y、Tsuchiy
aらによって’J、AI)pl、Phys、536[1
31(1982)’に発表されたものである。図示の通
り、アバランシェトランジスタQ に抵抗R、Rと容量
C、Cを接続すると共に、トリガ印加用にパルストラン
スPTを用いている。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかし、アバランシェトランジスタを用いる方法では、
繰り返し周波数の上限は10kHz程度までにしかなら
なかった。すなわち、’M5図の回路でバイアス用の抵
抗R−R3を高抵抗にすると、容量C−03のチャージ
が遅くなり、繰り■ 返し周波数を高くできない。そこで、抵抗R1〜R3を
低抵抗にすると、今度はアバランシェトランジスタQ 
〜Q3がOFF時にエミッターコレフタ間に流れるバイ
アス電流を抑えることができなくりなり、従ってあまり
低抵抗にできない。このため、例えば第5図の回路では
抵抗R−R3−15にΩとなっており、従って繰り返し
周波数は10kHz程度に制限されていた。
一方、ステップリカバリダイオードを用いたパルス発生
回路では、回路構成素子が多くなり、アバランシェトラ
ンジスタを用いたものに比べて、回路が複雑化する欠点
があった。
そこで本発明は、簡単な構成で高い繰り返し周波数を実
現することのできるパルス発生回路を提供することを目
的としている。
〔課題を解決するための手段〕
本発明に係るパルス発生回路は、短パルス電圧を出力す
るパルス発生回路において、アバランシェ降伏特性を示
す複数個のトランジスタを並列に有して構成され、各エ
ミッタ電極、コレクタ電極およびベース電極がそれぞれ
共通接続されたトランジスタ群と、トランジスタ群のベ
ース電極とエミッタ電極の間に二次側巻線が接続され、
一次側巻線にトリガが印加されるパルストランスと、ト
ランジスタ群のコレクタ電極(又はエミッタ電極)と基
準電圧源の一方の端子との間に接続された容量手段と、
トランジスタ群のコレクタ電極(又はエミッタ電極)と
基準電圧源の他方の端子との間に接続された抵抗手段と
、トランジスタ群のエミッタ電極(又はコレクタ電極)
と基準電圧源の一方の端子に接続され、短パルス電圧を
出力するパルス抜出手段とを備えることを特徴とする。
〔作用〕
本発明によれば、複数個のアバランシェトランジスタは
並列にされてコレクタ、エミッタ、ベースが共通接続さ
れ、これにバイアス用の抵抗手段と容量手段が接続され
る。このため、バイアス用の抵抗手段を容量手段への高
速チャージが可能な程度に低抵抗にしても、アバランシ
ェトランジスタのOFF時に流れるバイアス電流を抑え
得るので、繰り返し周波数を高くすることが可能になる
〔実施例〕
以下、添付図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第1図は第1実施例に係るパルス発生回路の回路図であ
る。アバランシェ特性を示すn個のアバランシェトラン
ジスタQ1〜Qnは、ベース電極、コレクタ電極および
エミッタ電極がそれぞれ共通接続され、1個のトランジ
スタ群1が構成される。
トランジスタ群1のベース電極とエミッタ電極にはパル
ストランスPTの二次側が接続され、パルストランスP
Tの一次側にはトリが回路2が接続される。トランジス
タ群1のコレクタ電極にはバイアス用の抵抗Rと電荷チ
ャージ用の容量05が接続され、この抵抗Rと容量C5
の間には基準電圧V8の電源が接続される。
パルス電圧抜出回路3は短パルス電圧を抜き出し、出力
するもので、例えば第2図(a)、(b)のように構成
される。同図(a)では、パルス電圧抜出回路3はパル
ストランスにより構成されており、同図(b)では抵抗
とコンデンサで構成されている。
次に、上記実施例に係るパルス発生回路の動作を説明す
る。
トリガ回路2からのパルスがパルストランスPTに印加
されていない時は、基準電圧VB電源によってアバラン
シェトランジスタからなるトランジスタ群1には、アバ
ランシェ降伏電圧程度の値だけ低か印加されているとき
、数100μA程度のバイアス電流IBを流している。
これにより、トランジスタ群1のコレクタ電極には、V
BIB−RBの電圧がかかっていることになる。そして
、容量C5にもこの電圧で充電がされている。
次に、トリガ回路2からパルスが出力されると、パルス
トランスPTを介してトランジスタ群1のベース電極と
エミッタ電極の間にパルスが印加される。すると、トラ
ンジスタ群1中の各アバランシェトランジスタQ1〜Q
oはONになり、容量C5に充電されていた電荷かトラ
ンジスタ群1を通してパルス電圧抜出回路3に入力され
る。ここで、アバランシェトランジスタ降伏時間は通常
で数100psであるため、この短い立上り時間のパル
ス(短パルス電圧)が出力される。
ここで、パルス電圧抜出回路3は端子A、B間の直流的
なインピーダンスを低くし、交流的なインピーダンスを
高くして、端子Cに向かうパルス波形出力の効率的な伝
送を可能にするよう構成しである。端子AB間の直流イ
ンピーダンスを低くする理由は、バイアス電流IBによ
る端子Aでの電圧上昇を防ぐためである。すなわち、端
子Aての電位■ が上昇すると、容量C5にチャージさ
れている電荷の有効利用ができず、出力パルス電圧か小
さくなる。このことは、充電電荷qがq−C・■ −C((V  −I   ・R)−V^)BB と表わされるところから、■いを大きくするとqか小さ
くなることから理解できる。
上記のパルス発生回路によってレーザダイオードLDを
発光させたときの光出力の一例を、第3図に示す。通常
、レーザダイオードLDでは印加電圧と光出力の非線形
性から、印加電圧のパルス幅より細いパルス幅のレーザ
光が生成される。例えば、波長780 nmのレーザダ
イオードLDを第1図の回路で駆動すると、40p s
程度の短バルス光が得られる。
第4図は第2実施例に係るパルス発生回路の回路図であ
る。図示の通り、この実施例ではトランジスタ群1をア
バランシェトランジスタQ1〜Q で構成し、そのエミ
ッタ電極に抵抗RBと容量C5を接続し、コレクタ電極
にパルス電圧抜出回路3を接続している。この回路によ
っても、第1実施例と同様の効果が実現できる。
上記のように本発明は、 (1)  アバランシェトランジスタを複数個並列に接
続してトランジスタ群1を構成した点と、(2)  バ
イアス抵抗RBをトランジスタ群1の各アバランシェト
ランジスタに共通接続し、これによって抵抗Rsの抵抗
値を低くした点と、(3)トリガ用にパルストランスを
用いた点とに特徴がある。なお、抵抗RBは10にΩ以
下であればよい。
本発明は上記(1)〜(3)の特徴を有しているため、
数M Hzまでの高い繰り返し周波数が実現される。以
下、これを上記(1)〜(3)の特徴と対応させて説明
する。
(1)について 一般にアバランシェトランジスタは、降伏時に数1OA
の電流を流す能力がある。従来の駆動方法では、上記の
ような大電流で駆動するため、繰り返し周波数を上げる
とアバランシェトランジスタの損失が大きくなり、正常
な動作を示さなかった。そこで本発明は、アバランシェ
トランジスタを複数用いて並列接続し、これによって各
々のトランジスタのアバランシェ降伏時の電流を減少す
ることにより、アバランシェトランジスタの一個あたり
の損失を少なくしている。
ここで、第5図の従来技術では、複数個のアバランシェ
トランジスタを有しているが各々に容量Cが付加されて
いるため、降伏時にやはり数1OAの大電流が流れる。
すなわち、この従来技術で複数のアバランシェトランジ
スタを用いているのは、出力インピーダンスを下げる目
的のためであり、繰り返し周波数を高くするためにコレ
クタ電極とエミッタ電極を共通接続した本発明とは根本
的に異なる。
(2)について、 抵抗Rは容量C5への充電の役割を有し、またアバラン
シェトランジスタの降伏時にはVB電源との間の絶縁の
役割も有している。容量C5への充電は抵抗RBが大き
いほど時間がかかり、充電が十分に完了していないと出
力パルス電圧が十分に出力されない。そして、この充電
時間は特定数C5Rsでほぼ決定される。容量C5の容
量が略100pFとすると、数M Hz以上(1μs以
下)の繰り返し周波数を達成するためには、RB<10
にΩとすることが必要になる。
(3)について、 第5図に示す従来技術では、アバランシェトランジスタ
とトリガ手段の接続をコンデンサカップリングにより行
なっている。このため、ベース・エミッタ間の電位差は
ベース抵抗、ベース容量による抵抗分割、容量分割とな
るため、トリガ手段からのパルスを十分に伝送すること
ができない。
本発明の回路では、アバランシェトランジスタを並列に
共通接続しているため、全体でのベース容量が大きく、
また高いパルス電圧で駆動しないと、各々のアバランシ
ェトランジスタの降伏特性のバラツキにより、同時に降
伏させで繰り返し周波数を高くすることが難しい。そこ
で本発明では、パルストランスPTをトリガ入力側に用
いて、トランジスタ群1のベース電極とエミッタ電極間
にトリガ回路からのパルス電圧と同じ電圧を印加し、高
電圧を低インピーダンスでトランジスタ群1に入力する
ことて実現している。
〔発明の効果〕
以上、詳細に説明した通り本発明では、複数個のアバラ
ンシェトランジスタは並列にされてコレクタ、エミッタ
、ベースが共通接続され、これにバイアス用の抵抗手段
と容量手段が接続される。
このため、バイアス抵抗手段を容量手段への高速チャー
ジが可能な程度に低抵抗にしても、アバランシェトラン
ジスタのOFF時に流れるバイアス電流を抑え得るので
、繰り返し周波数を高くすることが可能になる。このた
め、簡単な構成で短パルス電圧を生成することができる
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1実施例に係るパルス発生回路の回
路図、第2図はパルス電圧抜出回路の回路図、第3図は
レーザダイオードLDの出力波形図、第4図は第2実施
例に係るパルス発生回路の回路図、第5図は従来の第1
の例に係るパルス発生回路の回路図、第6図は従来の第
2の例に係るパルス発生回路の回路図である。 1・・・トランジスタ群、2・・・トリガ回路、3・・
・パルス電圧抜出回路、PT・・・パルストランス、L
D・・・レーザダイオード、RB・・・バイアス用抵抗
、C5・・・充電容量。 代理人弁理士   長谷用  芳  樹パルス扱出口路
の構成 200ps/DIV 光出力 第3図 第1の従来例 第5図 り軒、2010ミ釆・9り 第6図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、短パルス電圧を出力するパルス発生回路において、 アバランシェ降伏特性を示す複数個のトランジスタを並
    列に有して構成され、各エミッタ電極、コレクタ電極お
    よびベース電極がそれぞれ共通接続されたトランジスタ
    群と、 前記トランジスタ群の前記ベース電極と前記エミッタ電
    極の間に二次側巻線が接続され、一次側巻線にトリガが
    印加されるパルストランスと、前記トランジスタ群の前
    記コレクタ電極と基準電圧源の一方の端子との間に接続
    された容量手段と、 前記トランジスタ群の前記コレクタ電極と前記基準電圧
    源の他方の端子との間に接続された抵抗手段と、 前記トランジスタ群のエミッタ電極と前記基準電圧源の
    一方の端子に接続され、短パルス電圧を出力するパルス
    抜出手段とを備えることを特徴とするパルス発生回路。 2、短パルス電圧を出力するパルス発生回路において、 アバランシェ降伏特性を示す複数個のトランジスタを並
    列に有して構成され、各エミッタ電極、コレクタ電極お
    よびベース電極がそれぞれ共通接続されたトランジスタ
    群と、 前記トランジスタ群の前記ベース電極と前記エミッタ電
    極の間に二次側巻線が接続され、一次側巻線にトリガが
    印加されるパルストランスと、前記トランジスタ群の前
    記エミッタ電極と基準電圧源の一方の端子との間に接続
    された容量手段と、 前記トランジスタ群の前記エミッタ電極と前記基準電圧
    源の他方の端子との間に接続された抵抗手段と、 前記トランジスタ群のコレクタ電極と前記基準電圧源の
    一方の端子に接続され、短パルス電圧を出力するパルス
    抜出手段とを備えることを特徴とするパルス発生回路。 3、前記抵抗手段の抵抗値が10kΩ以下である請求項
    1または2記載のパルス発生回路。 4、前記パルス抜出手段がパルストランスを有して構成
    されている請求項1、2または3記載のパルス発生回路
    。 5、前記パルス抜出手段が抵抗とコンデンサを有して構
    成されている請求項1、2または3記載のパルス発生回
    路。 6、前記容量手段が同軸ケーブルを有して構成されてい
    る請求項1ないし5のいずれかに記載のパルス発生回路
    。 7、前記パルス抜出手段が半導体発光素子に短パルス電
    圧を与えて発光させるよう構成されている請求項1ない
    し6のいずれかに記載のパルス発生回路。
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