JPH0494581A - 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、レーザダイオード駆
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。

第６図は、ＦＥＴにより構成されたレーザダイオード駆
動回路の典型的な構成を示す図である。

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、バッファ回路ＩＣ＋を介してそれ
ぞれ制御端子に印加される１対のＦＥＴＱ、およびＱ２
からなる差動回路を主とじて構成されている。レーザダ
イオードＬＤは、負荷としてＦＥＴＱ、の一方の端子に
接続されており、ＦＥＴＱ、の他端きＦＥＴＱ２の一端
とは、電流源■に共通に接続されている。

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
、例えば、入力信号Ｓが立ち上がったときに、ＦＥＴＱ
、が導通し、ＦＥＴＱ２が非導通となるので、レーザダ
イオードＬＤは駆動電流を供給されて発光する。また、
入力信号が立ち下がったときには、ＦＥＴＱ、が非導通
となり、ＦＥＴＱ２が導通するので、レーザダイオード
ＬＤへの駆動電流は遮断され、電流はＦＥＴＱ２を流れ
る。従って、レーザダイオードＬＤは消光する。

発明が解決しようとする課題 ところで、上述のような従来のレーザダイオード駆動回
路を使用した光送信器において、伝送速度を上昇させる
ためには、また、出力光信号波形を高品質に保つために
は、出力光信号の立ち上がり波形および立ち下がり波形
が、入力信号の信号波形に鋭敏に対応することが望まし
い。

第７図（ａ）および（′ｂ）は、前述のレーザダイオー
ド駆動回路におけるレーザダイオードＬＤの駆動電流と
出力光信号波形とをそれぞれ示す図である。

レーザダイオード駆動回路に対して、第７図（ａ）に示
すような波形の信号が人力された場合、理想的には人力
信号と同じ信号波形の光信号が出力されることが望まし
い。しかしながら、駆動電流の状態遷移が急峻な場合、
実際には、出力光信号の立ち上がり波形には緩和振動と
呼ばれる、光信号の出力が不安定になる現象が生じてし
まう。

このようなレーザダイオードの特性による出力光信号波
形の劣化は、光信号伝送における伝送速度の限界を規定
する条件のひとってあり、高速光伝送を実現するために
解決しなければならない重要な課題のひとつである。

そこで、本発明は、上記従来技術の問題点を解決し、入
力信号の高速な状態遷移に良く追従し、且つ、緩和振動
のない高品質な出力光信号を発生することができる新規
な構成の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、レーザダイオードと、前記レー
ザダイオードを負荷として一端に接続された第１のＦＥ
Ｔと、前記第１のＦＥＴの他端と一端を共通に接続され
た第２のＦＥＴと、前記第１および第２のＦＥＴの共通
接続された一端に接続された電流源とを含む差動回路を
備え、前記第１および第２のＦＥＴの制御端子に互いに
相補的な人力信号を印加することにより前記レーザダイ
オードに印加する駆動電流を変調することができるよう
に構成されたレーザダイオード駆動回路において、人力
に前記入力信号を受け、出力が前記第１のＦＥＴのゲー
トに接続され、出力信号の立ち上がりに遅れが生じ、出
力信号の立ち下がりには実質的に遅れが生じない特性を
有するバッファ回路を更に備え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、緩和振動を
補償するような駆動電流の立ち上がり特性特性を有して
いることをその主要な特徴としている。

即ち、前述のようなレーザダイオードの特性を補償する
ためには、人力信号の立ち上がり時には駆動電流の状態
遷移を緩慢にする必要がある。しかしながら、レーザダ
イオード駆動回路の動作全体を遅くしたのでは、高速な
信号伝送を実現することができない。そこで、信号の立
ち上がり時のみ、実際にレーザダイオードに供給される
駆動電流の立ち上がりを緩慢にするような構成を実現す
る必要がある。そこで、本発明に係るレーザダイオード
駆動回路は、入力信号の立ち上がり時に、駆動電流の立
ち上がりを緩慢にするような独自の構成を備えている。

本発明に係るレーザダイオード駆動回路は、具体的に後
述するように、レーザダイオードに流す駆動電流を直接
制御するＦＥＴの制御端子と、この制御端子に印加する
入力信号を発生するバッファ回路との間に、入力信号の
立ち上がり波形を緩慢にする特別なバッファ回路が挿入
されている。

二のため、人力信号が方形波状のパルス信号であるのに
対して、実際にＦＥＴの制御端子に印加される電圧の変
化は穏やかなものになる。従って、レーザダイオードか
ら出力される光信号の信号波形に発生する緩和振動は効
果的に抑圧される。

以下、実施例を挙げ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、第５図に示した従来の
レーザダイオード駆動回路において、大力バッファ回路
ＩＣＩ　とＦＥＴＱ、の制御端子との間に、第２のバッ
ファ回路ＩＣ２を挿入した構成となっている。ここで、
第２のバッファ回路ＩＣ２は、出力信号の立ち上がりに
遅れが生じ、出力信号の立ち下がりには実質的に遅れが
生じない特性を有している。

第２図は、第１図に示した回路に使用される第２のバッ
ファ回路ＴＣ２の具体的な構成例を示す図である。

同図に示すように、この回路は、制御端子を低電圧側端
子と短絡された第１のＦＥＴＱ３　と、制御端子に信号
人力を受けるＦＥＴＱ、とから構成されている。ここで
使用されるＦＥＴＱ３のゲート幅ＷＧＩは、ＦＥＴＱ４
のゲート幅ＷＧ２よりも狭いものが選択されている。Ｆ
ＥＴＱ３およびＱ４は、低電圧側と接地との間に直列に
接続されている。

また、ＦＥＴＱ４とＱ３　との間が、出力として次段に
接続されている。但し、第２図に示す回路では、ＦＥＴ
Ｑ、のゲートは、バッファ回路Ｑ１の反転出力を受ける
ようにする。

以上のように構成された第２図に示す回路において、人
力信号が立ち下がって゛Ｌ″″レベルになると、ＦＥＴ
Ｑ、は遮断状態となり、図中に示すノードＡの電位が上
昇する。このとき、ノードＡの電位の上昇、即ち、ノー
ドＡに対する電荷の蓄積を規制するのはＦＥＴＱ３であ
る。前述のように、第２図に示した回路ではＦＥＴＱ３
のゲート幅ＷＧ＋が狭くなっているので、ノードＡに対
する電荷の蓄積は遅くなり、従って、図中に示すように
、この回路の出力信号の立ち上がりは緩慢なものになる
。

一方、入力信号が立ち上がって”Ｈ”ルベルになると、
ＦＥＴＱ４が導通状態となり、図中に示すノードＡの電
位が下降する。このとき、ノードＡの電位の下降、即ち
、ノードＡからの電荷の放出を規制するのはＦＥＴＱ、
である。前述のように、第２図に示した回路ではＦＥＴ
Ｑ、のゲート幅Ｗ［，２は広いので、ノードＡからの電
荷の放出は速くなり、従って、図中に示すように、この
回路の出力信号の立ち下がりは急峻なものになる。

第３図（ａ）および（ｂ）は、第２図に示したような第
２のバッファ回路ＩＣ２を備えたレーザダイオード駆動
回路における、入力信号に対するレーザダイオード駆動
電流と出力光信号との信号波形を示す図である。

第３図（ａ）に示すように、このレーザダイオード駆動
回路では、第２のバッファ回路ＩＣ２により駆動電流の
立ち上がりが緩慢になるので、第３図ら）に示すように
、この回路の出力光信号の立ち上がり波形には、緩和振
動が実質的に発生しない。

第４図は、上述のように構成された本発明に係る光出力
補償回路を備えた光送信回路の動作を確認するための測
定系の構成を示す図である。

同図に示すように、この測定系は、信号発生装置３０に
より発生された信号を、差動ドライバ３１を介して、第
１図に示したレーザダイオード駆動回路を含む光送信回
路３２に供給するように構成されている。また、この光
送信回路３２の発生した光信号は、光ファイバ３３を介
して光／電気信号変換器３４に入力され、光／電気信号
変換器３４の出力する電気信号の信号波形をオシロスコ
ープ３５によって監視することができるように構成され
ている。

以上のように構成された測定系を使用して、本発明に係
るレーザダイオード駆動回路を含む光送信器の出力光信
号波形を観察すると、出力光信号の立ち上がり波形にお
ける緩和振動が効果的に抑圧されていることが判る。

第５図は、第２図に示した第２のバッファ回路の他の構
成例を示す図である。

同図に示すように、この回路は、第２図に示した回路に
対して、更に、ＦＥＴＱｓを追加した構成となっている
。ＦＥＴＱ５は、その制御端子と低電圧側端子とを短絡
されており、ＦＥＴＱ、の低電圧側に直列に接続されて
いる。ここで、ＦＥＴＱ５のゲート幅Ｗ、３は、ＦＥＴ
Ｑ３のゲート幅Ｗ１１．１よりも広くなっている。従っ
て、ノードＡに対する電荷の蓄積はゲート幅の狭いＦＥ
ＴＱ３により規制され、ノードＡからの電荷の放出はゲ
ート幅の広いＦＥＴＱｓにより規制される。即ち、この
回路も、第２図に示した回路と同じ機能を有している。

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、入力信号の立ち上がり時にレーザダイオードの
出力特性を補償するような駆動電流を発生するので、出
力光信号の緩和振動を有効に抑圧することができる。従
って、光通信の分野で信号の伝速速度を上昇させようと
する場合に、光送信機におけるレーザダイオード駆動回
路として有利に利用することができる。

〔主な参照番号および参照符号〕

３０・・・信号発生装置、３１・・・差動ドライバ、３
２・・・光送信回路、　３３・・・光ファイバ、３４・
・・光／電気信号変換器、 ３５・・・オシロスコープ、 ＩＣ，、ＩＣ２・・・ハ゛ツファ回路、ＬＤ・・・レー
ザダイオード、 Ｑ１〜Ｑ５　・・・ＦＥＴ。 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 レーザダイオードと、前記レーザダイオードを負荷とし
   て一端に接続された第１のＦＥＴと、前記第１のＦＥＴ
   の他端と一端を共通に接続された第２のＦＥＴと、前記
   第１および第２のＦＥＴの共通接続された一端に接続さ
   れた電流源とを含む差動回路を備え、前記第１および第
   ２のＦＥＴの制御端子に互いに相補的な入力信号を印加
   することにより前記レーザダイオードに印加する駆動電
   流を変調することができるように構成されたレーザダイ
   オード駆動回路において、 入力に前記入力信号を受け、出力が前記第１のＦＥＴの
   ゲートに接続され、出力信号の立ち上がりに遅れが生じ
   、出力信号の立ち下がりには実質的に遅れが生じない特
   性を有するバッファ回路を更に備えることを特徴とする
   レーザダイオード駆動回路。