JPH05110142A - 発光素子駆動回路 - Google Patents

発光素子駆動回路

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JPH05110142A
JPH05110142A JP29837791A JP29837791A JPH05110142A JP H05110142 A JPH05110142 A JP H05110142A JP 29837791 A JP29837791 A JP 29837791A JP 29837791 A JP29837791 A JP 29837791A JP H05110142 A JPH05110142 A JP H05110142A
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JP
Japan
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circuit
light emitting
signal
emitting element
delay
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JP29837791A
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Shigero Hayashi
茂郎 林
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Sumitomo Electric Industries Ltd
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Sumitomo Electric Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡潔な構成でパルス幅歪の低減と遷移特性の
改善を実現した消費電流の少ない発光素子駆動回路を提
供する。 【構成】 入力信号の遅延信号を発生する遅延回路2a
および入力信号と遅延信号との論理和信号を発生するO
R回路2bを含むパルス幅歪補償回路2と、論理和信号
またはその反転信号を制御端子に受け一端を共通に第1
電圧源に接続された第1および第2の1対のトランジス
タQ1 、Q2 と、第1のトランジスタQ1 と第2電圧源
との間に負荷として挿入された発光素子LEDと、入力
信号と遅延信号との論理積信号を発生するAND回路3
と、AND回路3の出力信号により制御されるスイッチ
ング回路S2 とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、発光素子駆動回路に関
する。より詳細には、本発明は、光通信システム等で使
用される発光素子駆動回路の新規な構成に関する。
【0002】
【従来の技術】光PCM通信等に使用する光送信器で
は、送信すべきデータに対応して変調した駆動電流を発
光素子に供給するように構成された発光素子駆動回路を
使用して、送信すべきデータに対応した光信号を発生し
ている。また、発光素子の温度特性や経時劣化による光
信号出力の変動の抑圧も、実際に使用される発光素子駆
動回路の重要な機能のひとつである。
【0003】図4は、上述のような発光素子駆動回路の
典型的な構成を示す図である。
【0004】同図に示すように、この光出力補償回路
は、発光素子LEDに供給する電流を切り換えるための
1対のスイッチングトランジスタQ1 、Q2 を含んで構
成された差動回路S1 と、発光素子LEDの前後に接続
された立ち下がりスピードアップ回路SC1 および立ち
上がりスピードアップ回路SC2 と、各スイッチングト
ランジスタQ1 、Q2 のベースに印加する信号を補正す
るためのパルス幅歪補償回路2と、入力信号を波形整形
するための入力バッファ回路1とから主に構成されてい
る。
【0005】スイッチングトランジスタQ1 、Q2 のエ
ミッタは共通に接続されて、電流源Iを介して低電圧側
に接続されている。トランジスタQ1 のコレクタは発光
素子LEDを介して、トランジスタQ2 のコレクタは直
接に、それぞれ高電圧側に接続されている。また、立ち
上がりスピードアップ回路SC2 は、発光素子LEDの
カソード側に接続され、立ち下がりスピードアップ回路
SC1 は、発光素子LEDのアノードとカソードとの間
に接続されている。
【0006】以上のように構成された発光素子駆動回路
の動作を、図5に示す信号波形を参照しながら説明す
る。
【0007】発光素子駆動回路に対する入力信号INと
その反転信号とは、バッファ回路1を介して、まずパル
ス幅歪補償回路2に入力される。このときの入力信号I
Nは、図5(a) に示すように、各ビット毎に所定のパル
ス幅を有する信号である。この入力信号INは、パルス
幅歪補償回路2において、発光素子の立上がりの遅れを
補償するために、図5(b) に示すようにパルス幅を伸長
される。このパルス幅を伸長された信号により、スイッ
チングトランジスタQ1 、Q2 が駆動される。ここで、
発光素子の特性と立ち下がりスピードアップ回路SC1
の作用とにより、発光素子LEDから実際に出力される
光信号の立ち上がりが遅れ、光信号のパルス幅は、図5
(c) に示すように幾分短くなっている。
【0008】即ち、前述のパルス幅歪補償回路2は、発
光素子の立ち上がりの遅れとスピードアップ回路の作用
とに起因するパルス幅歪を予め補償するものである。ま
た、スピードアップ回路は、発光素子の容量に起因する
信号パルスの立ち下がり特性および立ち上がり特性の劣
化を改善せんとするものである。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
発光ダイオードまたはレーザダイオード等の発光素子を
100%変調で高速駆動するためには、発光素子の容量に
起因するパルス波形の劣化を緩和するスピードアップ回
路が必要になる。また、発光素子の非線型特性のため
に、光出力の立ち上がりスピードアップ回路と立ち下が
りスピードアップ回路とを個別に設ける必要がある。し
かしながら、スピードアップ回路の使用により信号波形
にパルス幅歪が生じるので、これを解消するためにパル
ス幅歪補償回路が必要になる。
【0010】従って、従来の発光素子駆動回路は、その
高速動作と引換えに、回路規模並びに消費電流が極めて
大きくなることが避けられないという問題があった。
【0011】そこで、本発明は、上記従来技術の問題点
を解決し、回路の消費電流を増加させることなく、品質
の高い光信号を効率良く発生することができる新規な発
光素子駆動回路を提供することをその目的としている。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明に従うと、入力信
号の遅延信号を発生する遅延回路および入力信号と遅延
信号との論理和信号を発生するOR回路を含むパルス幅
歪補償回路と、該論理和信号またはその反転信号を制御
端子に受け一端を共通に第1電圧源に接続された第1お
よび第2の1対のトランジスタと、該第1のトランジス
タと第2電圧源との間に負荷として挿入された発光素子
とを備えた発光素子駆動回路において、更に、該入力信
号と該遅延信号との論理積信号を発生するAND回路
と、該論理積信号および/またはその反転信号により制
御される、該発光素子に接続されたスイッチング回路と
を備え、該スイッチング回路は、該発光素子の発光時に
は該発光素子に対して供給される駆動電流を増加させる
ように、且つ/または、該発光素子の消光時には該発光
素子からの電荷の放出を促進するように、該スイッチン
グ回路を含む放電路が該発光素子に接続されるように動
作することを特徴とする発光素子駆動回路が提供され
る。
【0013】
【作用】本発明に係る発光素子駆動回路は、駆動電流の
立ち上がり波形および立ち下がり波形の劣化を緩和する
ために、論理回路により制御されるスイッチング回路を
使用している点にその主要な特徴がある。
【0014】即ち、前述のように、従来の発光素子駆動
回路においては、駆動電流の立ち上がり特性および立ち
下がり特性の劣化を改善するために、それぞれにスピー
ドアップ回路を設け、更に、これらのスピードアップ回
路の作用に起因するパルス幅歪を補正するための補償回
路を付加していた。
【0015】これに対して、本発明に係る発光素子駆動
回路においては、パルス幅歪補償回路によりパルス長の
長い信号波形を発生させ、これと元の入力信号とのAN
D演算を行って、入力信号の微分パルスを得ている。こ
の微分パルスにより駆動されるスイッチング回路を、発
光素子と並列または直列に接続することにより、発光素
子の出力する光信号の立ち上がり特性および立ち下がり
特性を効果的に改善している。
【0016】このような構成によれば、回路の規模並び
に消費電流を徒に増加させることなく、高品質な光信号
を出力する発光素子駆動回路を構成することができる。
また、必要に応じて、出力光信号の立ち上がり特性また
は立ち下がり特性を選択的に補正したり、微分パルス幅
や付加的なスイッチング回路の特性を変化させることに
より、出力光信号の補正量を任意に設定することがで
き、その設計の自由度も極めて高い。
【0017】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。
【0018】
【実施例】図1は、本発明に従う発光素子駆動回路の基
本的な構成を示す図である。
【0019】図1(a) に示すように、この発光素子駆動
回路は、入力バッファ回路1と、パルス幅歪補償回路2
と、AND回路3と、1対の電流スイッチSW1 、SW
2 と、1対のトランジスタQ1 、Q2 および発光素子L
EDを含んで構成されたスイッチング回路S1 とから主
に構成されている。
【0020】入力バッファ回路1の出力は、後述するパ
ルス幅歪補償回路2に入力されている。また、AND回
路3は1対の正相出力を備えており、一方の出力は電流
スイッチSW1 に、他方の出力は電流スイッチSW2
それぞれ接続されている。電流スイッチSW1 は、発光
素子LEDと並列に接続されており、電流スイッチSW
2 は、発光素子LEDのカソード側に接続されている。
【0021】パルス幅歪補償回路2は、バッファ回路1
の1対の出力を受ける遅延回路2aと、バッファ回路1
の一方の出力と遅延回路2の出力とを受けるOR回路2
bとから構成されている。OR回路2bの正相出力はス
イッチング回路S1 のトランジスタQ1 のベースに、O
R回路2bの逆相出力はスイッチング回路S1 のトラン
ジスタQ2 のベースに、それぞれ接続されている。
【0022】図2は、図1(a) に示した発光素子駆動回
路の動作を説明する信号波形図である。尚、各波形図の
左に表示されている符号は、その信号波形図が、図1
(a) 中の同じ符号で示されたノードにおける信号波形で
あることを示している。
【0023】図2(A)に示すように、この発光素子駆
動回路に対する入力信号は、1ビットのデータに対して
所定のパルス幅を有する信号である。この入力信号がパ
ルス幅歪補償回路に入力されると、入力信号自体と、遅
延回路2aにより発生された遅延信号とがOR回路2b
において重畳され、図2(B)に示すように、入力信号
よりもパルス幅の長い信号が発生する。
【0024】一方、入力信号と同相の信号であるバッフ
ァ回路1の正相出力からの信号は、AND回路3の一方
の入力に入力される。また、遅延回路2aから反転遅延
信号もAND回路3に入力される。従って、AND回路
3は、これらの信号をNOR演算およびAND演算する
ことにより、図2(C)および図2(D)に示すよう
に、入力信号の立ち上がり時および立ち下がり時に対応
した微分パルスT1 、T2 を出力する。
【0025】電流スイッチSW1 は、AND回路3から
出力される微分パルスのうち入力信号の立ち下がりに対
応した微分パルスT1 により駆動される。また、電流ス
イッチSW2 は、AND回路3から出力される微分パル
スのうち入力信号の立ち上がりに対応した微分パルスT
2 により駆動される。従って、図2(B)に示したパル
ス幅の長い信号と図2(C)および図2(D)に示した
1対の微分パルスT1 、T2 とを重畳した波形の電流信
号が、発光素子LEDに駆動電流として供給される。
【0026】ここで、図1(b) に示すように、電流スイ
ッチSW1を駆動するAND回路3の出力の極性を適切
に設定することにより、図2(LED)に示すように、
信号波形の立ち上がりおよび立ち下がりに、それぞれオ
ーバーシュートが付加された電流信号が、駆動電流とし
て発光素子LEDに印加される。即ち、図1(b) に示し
た構成では、AND回路3を、バッファ回路1の出力の
反転信号と、遅延回路2の正相遅延信号とを受けるAN
Dゲート3aとNORゲート3bとから構成し、電流ス
イッチSW1 は、ANDゲート3aの出力を入力し、電
流スイッチSW2 には、NORゲート3bの出力を入力
することもできる。
【0027】図2(LED)に示すような波形の駆動電
流を供給された発光素子LEDは、その立ち上がり時お
よび立ち下がり時に大量の電流を供給されるので、出力
する光信号波形の立ち上がりおよび立ち下がりも急峻な
ものとなる。
【0028】図3は図1に示した発光素子駆動回路のよ
り具体的な構成例を示す図である。尚、図1と同じ構成
要素には同じ参照番号を付している。
【0029】同図に示すように、この回路も、入力バッ
ファ回路1、パルス幅歪補償回路2、AND回路3およ
びスイッチング回路S1 を備えているという点では、図
1に示した発光素子駆動回路と同じ構成となっている。
また、パルス幅歪補償回路2が、遅延回路aおよびOR
回路bにより構成されている点も図1に示した回路と同
じ構成となっている。更に、AND回路3は、正相およ
び逆相の1対の出力を備えている。
【0030】図3に示した回路の特徴的な構成は、図1
に示した回路において使用されていた1対の電流スイッ
チSW1 、SW2 に代えて、第2のスイッチング回路S
2 を使用している点にある。即ち、図3に示した発光素
子駆動回路は、スイッチング回路S1 とほぼ並列に接続
された第2のスイッチング回路S2 を備えている。
【0031】このスイッチング回路S2 は、1対のトラ
ンジスタQ3 およびQ4 から構成されている。トランジ
スタQ3 およびQ4 のエミッタは、共通に接続されて、
電流源I2 を介して低電圧側に接続されている。トラン
ジスタQ3 のコレクタは発光素子LEDのアノード側
に、トランジスタQ4 のコレクタは発光素子LEDのカ
ソード側にそれぞれ接続されており、各コレクタの間に
は抵抗Rが挿入されている。また、トランジスタQ3
ベースにはAND回路3の逆相出力が、トランジスタQ
4 のベースにはAND回路3の正相出力がそれそれ印加
されている。
【0032】以上のように構成された発光素子駆動回路
において、AND回路3が入力信号の立ち上がりに対応
した微分パルスT2 を出力したとき、トランジスタQ4
が導通して、発光素子LEDのカソード側により大きな
電流が流れる。また、AND回路3が入力信号の立ち下
がりに対応した微分パルスT1 を出力したとき、トラン
ジスタQ3 が導通して、発光素子LEDのアノード側に
より大きな電流が流れる。このため、発光素子LEDの
発光時にはより大きな駆動電流が供給され、発光素子L
EDの消光時にはより大きな電流が流出する。従って、
発光素子LEDの出力光信号の立ち上がり特性および立
ち下がり特性はいずれも急峻になる。なお、発光素子L
EDに対する駆動電流は、発光の瞬間のみトランジスタ
4 を流れ、以降の発光期間中はトランジスタQ3 を流
れる。
【0033】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る発光
素子駆動回路は、パルス幅歪補償回路とAND回路とに
よる簡潔な構成で、高品質な光信号、即ち、、パルス幅
歪が補償され且つ信号の立ち上がり特性および立ち下が
り特性が急峻な光信号を発生することができる。また、
構成が簡潔なので消費電流も少なく、光PCM通信等の
高速光通信器に有利に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る発光素子駆動回路の基本的な構成
を示す図である。
【図2】図1に示した回路の動作を説明するための図で
ある。
【図3】本発明に係る発光素子駆動回路のより具体的な
構成例を示す図である。
【図4】従来の発光素子駆動回路の典型的な構成を示す
図である。
【図5】図4に示した回路の動作を説明するための図で
ある。
【符号の説明】
1 入力バッファ回路、 2 パルス幅歪補償回路、 2a 遅延回路、 2b OR回路、 3、3a、3b AND回路、 LED 発光素子、 Q1〜Q4 トランジスタ、 R 抵抗、 S0、S1、S2 スイッチング回路、 SC1、SC2 スピードアップ回路、 SW1、SW2 電流スイッチ、 I0、I1、I2 電流源

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】入力信号の遅延信号を発生する遅延回路お
    よび入力信号と遅延信号との論理和信号を発生するOR
    回路を含むパルス幅歪補償回路と、該論理和信号または
    その反転信号を制御端子に受け一端を共通に第1電圧源
    に接続された第1および第2の1対のトランジスタと、
    該第1のトランジスタと第2電圧源との間に負荷として
    挿入された発光素子とを備えた発光素子駆動回路におい
    て、 更に、該入力信号と該遅延信号との論理積信号を発生す
    るAND回路と、該論理積信号および/またはその反転
    信号により制御される、該発光素子に接続されたスイッ
    チング回路とを備え、該スイッチング回路は、該発光素
    子の発光時には該発光素子に対して供給される駆動電流
    を増加させるように、且つ/または、該発光素子の消光
    時には該発光素子からの電荷の放出を促進するように、
    該スイッチング回路を含む放電路が該発光素子に接続さ
    れるように動作することを特徴とする発光素子駆動回
    路。
  2. 【請求項2】請求項1に記載された発光素子駆動回路に
    おいて、前記スイッチング回路が、前記論理積信号また
    はその反転信号を制御端子に受け一端を共通に第1電圧
    源に接続された第3および第4の1対のトランジスタを
    含んで構成されていることをグ回路と特徴とする発光素
    子駆動回路。
JP29837791A 1991-10-17 1991-10-17 発光素子駆動回路 Withdrawn JPH05110142A (ja)

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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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Effective date: 19990107