JPH0856033A - 光変調器用の駆動回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光変調器用の駆動回路に関し、該光変調器に
流れる電流のバイパス路の抵抗を半固定化することな
く、該抵抗値を流動的に調整して変調電圧を一定にし、
光変調を安定化する。 【構成】 ｐ型の半導体層とｎ型の半導体層とに挟まれ
た変調活性層を有し、どちらか一方の半導体層が、同じ
導電型を有する半導体レーザダイオードの半導体層と電
気的に共通にされる光変調器２３を駆動する回路であっ
て、外部から入力される光変調用信号に基づいて光変調
器２３に駆動信号を出力する出力回路１１と、この駆動
信号によって光変調器２３に流れる電流のバイパス路の
抵抗を光変調用信号に基づいて調整し、該駆動信号の電
圧レベルを一定に補償する補償回路１２とを備えてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光通信用の中継器等に使
用される光変調器集積化発光素子〔Ｍodulator-Intgrat
e Ｄistributed-Feedback Ｌaser-Diode：（以下単にＭ
Ｉ−ＤＦＢ−レーザダイオードという）〕のような半導
体光学変調器を駆動する駆動回路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光通信システムの長距離伝送及び大容量
化の要求に伴い、１００ｋｍ以上，２．５Ｇｂ／ｓの伝
送特性が要求され、この要求を満足させるべく、直接変
調方式のレーザダイオードや、電界吸収型光変調器とＤ
ＦＢレーザダイオードとを集積化した光変調器集積化発
光素子が研究開発され、これに従い当該発光素子を駆動
する回路が開発されている。

【０００３】直接変調方式のレーザダイオードを駆動す
る駆動回路は、図17（Ａ）に示すように、直接変調に必
要な信号（以下変調信号という）を増幅する入力バッフ
ァ１Ａと、基準電圧ＶREF 及び変調信号ＳINを入力して
変調電圧Ｖｍを出力する差動増幅器１Ｂとを備えてい
る。差動増幅器１Ｂは図17（Ｂ）に示すように、第１〜
第４の電界効果トランジスタＴＮ１〜ＴＮ４を有してい
る。第１の電界効果トランジスタＴＮ１では、そのドレ
インが接地線ＧNDに接続され、そのゲートに基準電圧Ｖ
REF が供給される。第２の電界効果トランジスタＴＮ２
では、そのドレインがレーザダイオード２の一方の電極
に接続され、そのソースが第１の電界効果トランジスタ
ＴＮ１のソースに接続され、そのゲートに変調信号ＳIN
が供給される。第３の電界効果トランジスタＴＮ３で
は、そのドレインが第１及び第２の電界効果トランジス
タＴＮ１及びＴＮ２の各々のソースに接続され、そのソ
ースが電源線ＶＳＳに接続され、そのゲートにバイアス
電圧ＶIPが供給される。

【０００４】第４の電界効果トランジスタＴＮ４では、
そのドレインが第２の電界効果トランジスタＴＮ２のド
レインに接続され、そのソースが電源線ＶＳＳに接続さ
れる。第４の電界効果トランジスタＴＮ４はレーザダイ
オード２を安定に発光するためのバイアス素子として機
能し、そのゲートにはバイアス電圧ＶＩＢが印加されて
いる。このバイアス電圧ＶＩＢは、レーザダイオード２
のデバイス回路間電流が素子の製造バラつきにより異な
っているので、それを調整するために供給されるもので
ある。なお、直接変調方式のレーザダイオード２では、
このデバイス回路間電流を発振閾値電流と呼んでいる。

【０００５】次に、当該駆動回路１の動作を説明する。
まず、図17（Ａ）に示すように変調信号が入力バッファ
１Ａにより増幅され、この増幅された変調信号ＳINが差
動増幅器１Ｂに出力されると、バイアス電圧ＶＩＰに基
づいて動作する差動増幅器１Ｂにより、基準電圧ＶREF
と変調信号ＳINとの差の信号に基づく駆動電流がレーザ
ダイオード２に流れる。例えば、変調信号ＳINが「Ｈ」
（ハイ）レベルのときに、図17（Ｂ）の第２の電界効果
トランジスタＴＮ２がＯＮし、レーザダイオード２に駆
動電流が流れる。これにより、レーザダイオード２から
外部にレーザ光が出力される。反対にＳINが「Ｌ」（ロ
ー）レベルのときには、トランジスタＴＮ２がＯFFする
ことから、レーザダイオード２には駆動電流が流れず、
レーザ光は発振されない。

【０００６】ところで、従来例によれば、直接変調方式
のレーザダイオード２に比べて消費電力の少ない外部変
調方式のＭＩ−ＤＦＢレーザダイオード３が開発され、
このレーザダイオード３を駆動する回路が要求されてい
る。このＭＩ−ＤＦＢレーザダイオード３は、Ｍ．鈴木
他著の「Ｍonolithic Intergration of InGaAsP/InP Di
stributed Feedback Ｌaser and Electroabsorption M
odulator by Vaper Pase Epitaxy：JOURNAL OF LIGHTWA
VE TECNOLOGY. VOL.LT-5, NO.9. SEPTEMBER 1987」に見
られ、マルチギガビット光伝送方式として、光変調器と
ＤＦＢレーザダイオードとを集積した素子である。ＤＦ
Ｂレーザダイオードはレーザ光を生成するものであり、
光変調器（モジュレータ）はレーザダイオードが生成す
るレーザ光を吸収又は透過することにより、レーザ光の
外部出力を変調するものである。このようなＭＩ−ＤＦ
Ｂレーザダイオード３は、高速、小型、高出力及び低電
圧駆動が可能であり、その応用が期待されている。

【０００７】次に、直接変調方式のレーザダイオード２
の駆動回路１をＭＩ−ＤＦＢレーザダイオード３に適用
した場合について説明する。まず、図18（Ａ）に示すよ
うに、外付け抵抗ＲＬの一端及びＭＩ−ＤＦＢレーザダ
イオード３の光変調器用の電極を、第２の電界効果トラ
ンジスタＴＮ２のドレインにそれぞれ接続し、抵抗ＲＬ
の他端を接地線ＧNDに接続する。レーザダイオード３Ａ
のＰ側の電極は定電流源４を介して電源線ＶCCに接続
し、第３の電界効果トランジスタＴＮ３のソースは−５
Ｖ程度の電源線ＶＳＳに接続する。抵抗ＲＬは、光変調
器３Ｂを電圧駆動するために接続する。

【０００８】ここで、図18（Ａ）に示すような駆動回路
の動作を説明する。レーザダイオード３Ａが発振してい
る状態で、まず、変調信号ＳINが「Ｈ」レベルとなる場
合には、第２の電界効果トランジスタＴＮ２がＯＮし、
抵抗ＲＬに電流Ｉが流れる。このとき変調電圧Ｖｍは−
３Ｖ程度となり、これが逆バイアス電圧として光変調器
３Ｂに供給される。このとき、光変調器３Ｂにはデバイ
ス回路間電流Ｉmod が流れる。また、負荷抵抗ＲＬを流
れる電流Ｉは、第２の電界効果トランジスタＴＮ２を通
って、第３の電界効果トランジスタＴＮ３に流れ込み、
デバイス回路間電流Ｉmod は第４の電界効果トランジス
タＴＮ４に流れ込む。これにより、レーザダイオード３
Ａ内から放射されたレーザ光は光変調器３Ｂ内で電界吸
収され、外部への出力光が遮断される。

【０００９】反対に、変調信号ＳINが「Ｌ」（ロー）レ
ベルとなると、第２の電界効果トランジスタＴＮ２がＯ
FFし、抵抗ＲＬの電流Ｉは零となる。このとき変調電圧
Ｖｍも０Ｖとなり、レーザダイオード３Ａにデバイス回
路間電流Ｉmod が第４の電界効果トランジスタＴＮ４に
流れ込む。このときには、光変調器３Ｂには逆バイアス
電圧が印加されないので、レーザダイオード３Ａ内で発
生されたレーザ光は光変調器３Ｂで電界吸収されずに透
過し、それが外部に出力される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図16
（Ｂ）のレーザダイオード２と図17（Ａ）のＭＩ−ＤＦ
Ｂレーザダイオード３とのデバイス回路間電流Ｉmod は
図18（Ｂ）に示すように異なっている。図18（Ｂ）にお
いて、縦軸はデバイス回路間電流Ｉmod 、横軸は変調信
号ＳINをそれぞれ示している。破線は差動増幅器１Ｂの
変調信号ＳINの変化に対するレーザダイオード２のデバ
イス回路間電流Ｉmod を示しており、実線は信号ＳINの
変化に対するＭＩ−ＤＦＢ−レーザダイオード３のデバ
イス回路間電流Ｉmod をそれぞれ示している。

【００１１】これによれば、直接変調方式のレーザダイ
オード２のデバイス回路間電流は信号ＳINの変化によら
ず一定であるのに対して、外部変調方式のＭＩ−ＤＦＢ
レーザダイオード３では、変調信号ＳINが「Ｈ」レベル
のときのデバイス回路間電流Ｉmod と、変調信号ＳINが
「Ｌ」レベルのときのデバイス回路間電流Ｉmod とが異
なっている。この現象は、本発明者らによって確認さ
れ、レーザダイオード３Ａを駆動する定電流源４から光
変調器３ＢへのＤＣ電流の廻り込みと考えられている。

【００１２】このようにレーザダイオード２の駆動回路
をＭＩ−ＤＦＢレーザダイオード３にそのまま適用し、
第４の電界効果トランジスタＴＮ４のゲートをバイアス
電圧ＶＩＢにより固定的にバイアスする方法では、変調
信号ＳIN＝「Ｈ」又は「Ｌ」レベルに対応したデバイス
回路間電流Ｉmod の調整が不完全となってしまい、変調
電圧（駆動信号Ｖｍ）が変動することにより、出力波形
にノイズが含まれたり、レーザ光が不安定になるという
問題がある。

【００１３】本発明は、かかる従来例の問題点に鑑み創
作されたものであり、光変調器に流れる電流のバイパス
路の抵抗を固定化することなく、該抵抗値を流動的に調
整して変調電圧を一定にし、光変調を安定化することが
可能となる光変調器用の駆動回路の提供を目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】図１は、本発明に係る光
変調器用の駆動回路の原理図を示している。本発明の第
１の駆動回路は、一導電型の半導体層と反対導電型の半
導体層とに挟まれた変調活性層を有し、どちらか一方の
前記半導体層が、同じ導電型を有する半導体レーザダイ
オードの半導体層と電気的に共通される半導体光学変調
器を駆動する回路であって、図１に示すように外部から
入力される光変調用信号に基づいて前記半導体光学変調
器に駆動信号を出力する出力回路と、前記出力回路の駆
動信号によって前記半導体光学変調器に流れる電流のバ
イパス路の抵抗を前記光変調用信号に基づいて調整し、
該駆動信号の電圧レベルを一定に補償する補償回路とを
備えていることを特徴とする。

【００１５】本発明の第１の駆動回路において、好まし
くは、前記出力回路が光変調用信号と基準電圧とを入力
して駆動信号を生成し、該駆動信号を前記半導体光学変
調器に出力する差動増幅器を構成していることを特徴と
する。本発明の第１の駆動回路において、好ましくは、
前記補償回路が光変調用信号と基準電圧とを入力し、該
光変調用信号に応じて前記半導体光学変調器に流れる電
流をバイパスし、前記出力回路からの駆動信号を調整す
る差動補償回路を構成していることを特徴とする。

【００１６】本発明の第１の駆動回路において、好まし
くは、前記出力回路及び補償回路が化合物半導体集積回
路から構成されていることを特徴とする。本発明の第１
の駆動回路において、好ましくは、前記出力回路が一端
を第１の電源線に接続した負荷素子と、ドレインを前記
第１の電源線に接続した第１のトランジスタと、ドレイ
ンを前記負荷素子の他端及び半導体光学変調器の一端に
それぞれ接続し、ソースを前記第１のトランジスタのソ
ースに接続した第２のトランジスタと、ドレインを前記
第１及び第２のトランジスタの各々のソースに接続し、
ソースを第２の電源線にそれぞれ接続した第３のトラン
ジスタとを有し、前記補償回路は、ゲートを前記第２の
トランジスタのゲートに接続し、ドレインを前記第２の
トランジスタのドレインにそれぞれ接続した第４のトラ
ンジスタと、一端を前記第１の電源線に接続した回路調
整素子と、ドレインを前記回路調整素子の他端に接続
し、ソースを前記第４のトランジスタのソースにそれぞ
れ接続した第５のトランジスタと、ドレインを前記第４
及び第５のトランジスタの各々のソースに接続し、ソー
スを第２の電源線にそれぞれ接続した第６のトランジス
タとを有していることを特徴とする。

【００１７】本発明の第１の駆動回路において、好まし
くは、前記第１及び第５のトランジスタの各々のゲート
に、光変調用の基準電圧を供給し、前記第２及び第４の
トランジスタの各々のゲートに、光変調用信号を供給
し、前記第３及び第６のトランジスタの各々のゲート
に、回路の動作電流を決めるバイアス電圧をそれぞれ供
給していることを特徴とする。

【００１８】本発明の第１の駆動回路において、好まし
くは、前記第５のトランジスタのゲート幅が第４のトラ
ンジスタのゲート幅よりも狭くされていることを特徴と
する。本発明の第２の駆動回路は、一導電型の半導体層
と反対導電型の半導体層とに挟まれた変調活性層を有
し、どちらか一方の前記半導体層が、同じ導電型を有す
る半導体レーザダイオードの半導体層と電気的に共通さ
れる半導体光学変調器を駆動する回路であって、前記半
導体光学変調器の光変調用の第１の制御信号と、前記第
１の制御信号を反転した第２の制御信号に応じて差信号
を出力する差動増幅器と、前記差動増幅器からの差信号
に応じて駆動信号を生成し、該駆動信号を前記半導体光
学変調器に出力する出力回路とを備えていることを特徴
とする。

【００１９】本発明の第２の駆動回路において、好まし
くは、前記差動増幅器及び出力回路を化合物半導体集積
回路から構成していることを特徴とする。本発明の第２
の駆動回路において、好ましくは、前記差動増幅器が一
端を第１の電源線に接続した第１のレベルシフタと、各
々の一端を前記第１のレベルシフタの他端にそれぞれ接
続した第１及び第２の抵抗素子と、ドレインを前記第１
の抵抗素子の他端に接続した第１のトランジスタと、ド
レインを前記第２の抵抗素子の他端に接続した第２のト
ランジスタと、ドレインを前記第１及び第２のトランジ
スタの各々のソースに接続し、ソースを第２の電源線に
それぞれ接続した第３のトランジスタとを有し、前記出
力回路は、ドレインを前記第１の電源線に接続し、ゲー
トを前記第２のトランジスタのドレインにそれぞれ接続
した第４のトランジスタと、一端を前記第４のトランジ
スタのソースに接続した第２のレベルシフタと、ドレイ
ンを前記第２のレベルシフタの他端及び前記半導体光学
変調器の一端に接続し、ゲートを第２の電源線にそれぞ
れ接続した第５のトランジスタとを有していることを特
徴とする。

【００２０】本発明の第２の駆動回路において、好まし
くは、前記第１のトランジスタのゲートに第１の制御信
号を供給し、前記第２のトランジスタのゲートに第２の
制御信号を供給し、前記第３のトランジスタのゲート
に、回路の動作電流を決めるバイアス電圧をそれぞれ供
給していることを特徴とする。本発明の第２の駆動回路
において、好ましくは、前記第２の抵抗素子を電界効果
トランジスタにより構成し、外部から供給する制御電圧
によって、前記第２の抵抗素子の抵抗値を調整している
ことを特徴とする。

【００２１】本発明の第３の駆動回路は、一導電型の半
導体層と反対導電型の半導体層とに挟まれた変調活性層
を有し、どちらか一方の前記半導体層が、同じ導電型を
有する半導体レーザダイオードの半導体層と電気的に共
通される半導体光学変調器を駆動する回路であって、前
記半導体光学変調器の光変調用の第１の制御信号と、前
記第１の制御信号を反転した第２の制御信号に応じて第
１及び第２の差信号を出力する差動増幅器と、前記差動
増幅器からの第１の差信号に応じて非反転出力信号を出
力する第１のソースフォロア回路と、前記差動増幅器か
らの第２の差信号に応じて反転出力信号を出力する第２
のソースフォロア回路と、前記第１のソースフォロア回
路からの非反転出力信号及び前記第２のソースフォロア
回路からの反転出力信号に応じて駆動信号を生成し、該
駆動信号を前記半導体光学変調器に出力するプッシュプ
ル回路とを備えていることを特徴とする。

【００２２】本発明の第３の駆動回路において、好まし
くは、前記差動増幅器、第１、第２のソースフォロア回
路及びプッシュプル回路を化合物半導体集積回路から構
成していることを特徴とする。本発明の第３の駆動回路
において、好ましくは、前記差動増幅器が一端を第１の
電源線に接続した第１のレベルシフタと、各々の一端を
前記第１のレベルシフタの他端にそれぞれ接続した第１
及び第２の抵抗素子と、ドレインを前記第１の抵抗素子
の他端に接続した第１のトランジスタと、ドレインを前
記第２の抵抗素子の他端に接続した第２のトランジスタ
と、ドレインを前記第１及び第２のトランジスタの各々
のソースに接続し、ソースを第２の電源線にそれぞれ接
続した第３のトランジスタとを有し、前記第１のソース
フォロア回路は、ドレインを第１の電源線に接続し、ゲ
ートを前記第１のトランジスタのドレインにそれぞれ接
続した第４のトランジスタと、一端を前記第４のトラン
ジスタのソースに接続した第２のレベルシフタと、ドレ
インを前記第２のレベルシフタの他端に接続し、ゲート
を第２の電源線に接続した第５のトランジスタとを有
し、前記第２のソースフォロア回路は、ドレインを第１
の電源線に接続し、ゲートを前記第２のトランジスタの
ドレインにそれぞれ接続した第６のトランジスタと、一
端を前記第６のトランジスタのソースに接続した第３の
レベルシフタと、ドレインを前記第３のレベルシフタの
他端に接続し、ゲートを第２の電源線に接続した第７の
トランジスタとを有し、前記プッシュプル回路は、ドレ
インを第１の電源線に接続し、ゲートを前記第６のトラ
ンジスタのソースにそれぞれ接続した第８のトランジス
タと、一端を前記第８のトランジスタのソースに接続し
た第４のレベルシフタと、ドレインを前記第４のレベル
シフタの他端及び半導体光学変調器の一端に接続し、ゲ
ートを前記第５のトランジスタのドレインにそれぞれ接
続した第９のトランジスタとを有していることを特徴と
する。

【００２３】本発明の第３駆動回路において、好ましく
は、前記第１のトランジスタのゲートに第１の制御信号
を供給し、前記第２のトランジスタのゲートに第２の制
御信号を供給し、前記第３のトランジスタのゲートに、
回路の動作電流を決めるバイアス電圧をそれぞれ供給し
ていることを特徴とする。本発明の第３の駆動回路にお
いて、好ましくは、前記第１及び第２の抵抗素子を電界
効果トランジスタにより構成し、外部から供給する制御
電圧によって、前記第１及び第２の抵抗素子の抵抗値を
調整していることを特徴とする。

【００２４】本発明の第３の駆動回路において、好まし
くは、前記第２のレベルシフタを電界効果トランジスタ
により構成し、外部から供給する制御電圧によって、前
記第２のレベルシフタの抵抗値を調整していることを特
徴とする。本発明の第４の駆動回路は、一導電型の半導
体層と反対導電型の半導体層とに挟まれた変調活性層を
有し、どちらか一方の前記半導体層が、同じ導電型を有
する半導体レーザダイオードの半導体層と電気的に共通
される半導体光学変調器を駆動する回路であって、前記
半導体光学変調器の光変調用の第１の制御信号に応じて
非反転出力信号及び反転出力信号を出力する第１のソー
スフォロア回路と、前記第１の制御信号を反転した第２
の制御信号に応じて非反転出力信号及び反転出力信号を
出力する第２のソースフォロア回路と、前記第１及び第
２のソースフォロア回路からの各々の非反転出力信号に
応じて第１の出力電圧を出力する第１の差動増幅器と、
前記第１及び第２のソースフォロア回路からの各々の反
転出力信号に応じて第２の出力電圧を出力する第２の差
動増幅器と、前記第１及び第２の差動増幅器からの第１
及び第２の出力電圧に応じて駆動信号を生成し、該駆動
信号を前記半導体光学変調器に出力するプッシュプル回
路とを備えていることを特徴とする。

【００２５】本発明の第４の駆動回路において、好まし
くは、前記第１、第２のソースフォロア回路、第１、第
２の差動増幅器及びプッシュプル回路を化合物半導体集
積回路から構成していることを特徴とする。本発明の第
４の駆動回路において、好ましくは、前記第１のソース
フォロア回路は、ドレインを第１の電源線に接続した第
１のトランジスタと、一端を前記第１のトランジスタの
ソースに接続した第１のレベルシフタと、ドレインを前
記第１のレベルシフタの他端に接続し、ゲートを第２の
電源線に接続した第２のトランジスタとを有し、前記第
２のソースフォロア回路は、ドレインを第１の電源線に
接続した第３のトランジスタと、一端を前記第３のトラ
ンジスタのソースに接続した第２のレベルシフタと、ド
レインを前記第２のレベルシフタの他端に接続し、ゲー
トを第２の電源線に接続した第４のトランジスタとを有
し、前記第１の差動増幅器は、一端を前記第１の電源線
に接続した第３のレベルシフタと、各々の一端を前記第
３のレベルシフタの他端にそれぞれ接続した第１及び第
２の抵抗素子と、ドレインを前記第１の抵抗素子の他端
に接続し、ゲートを前記第１のトランジスタのソースに
それぞれ接続した第５のトランジスタと、ドレインを前
記第２の抵抗素子の他端に接続し、ゲートを前記第３の
トランジスタのソースにそれぞれ接続した第６のトラン
ジスタと、ドレインを前記第５及び第６のトランジスタ
の各々のソースに接続し、ソースを第２の電源線にそれ
ぞれ接続した第７のトランジスタとを有し、前記第２の
差動増幅器は、一端を前記第２の電源線に接続した第４
のレベルシフタと、各々の一端を前記第４のレベルシフ
タの他端にそれぞれ接続した第３及び第４の抵抗素子
と、ソースを前記第３の抵抗素子の他端に接続し、ゲー
トを前記第２のトランジスタのドレインにそれぞれ接続
した第８のトランジスタと、ソースを前記第４の抵抗素
子の他端に接続し、ゲートを前記第４のトランジスタの
ドレインにそれぞれ接続した第９のトランジスタと、ソ
ースを前記第８及び第９のトランジスタの各々のドレイ
ンに接続し、ドレインを前記第１の電源線に接続した第
10のトランジスタとを有し、前記プッシュプル回路は、
ドレインを第１の電源線に接続し、ゲートを前記第６の
トランジスタのドレインにそれぞれ接続した第11のトラ
ンジスタと、一端を前記第11のトランジスタのソースに
接続した第５のレベルシフタと、ドレインを前記第５の
レベルシフタの他端及び前記半導体光学変調器の一端に
接続し、ゲートを前記第９のトランジスタのソースにそ
れぞれ接続した第13のトランジスタとを有していること
を特徴とする。

【００２６】本発明の第４の駆動回路において、好まし
くは、前記第１のトランジスタのゲートに第１の制御信
号を供給し、前記第３のトランジスタのゲートに第２の
制御信号を供給し、前記第７及び第10のトランジスタの
各々のゲートに、回路の動作電流を決めるバイアス電圧
をそれぞれ供給していることを特徴とする。本発明の第
４の駆動回路において、好ましくは、前記第２及び第４
の抵抗素子を電界効果トランジスタにより構成し、外部
から供給する制御電圧によって、前記第２及び第４の抵
抗素子の抵抗値を可変していることを特徴とする。

【００２７】本発明の第４の駆動回路において、好まし
くは、前記第１及び第２のレベルシフタを電界効果トラ
ンジスタにより構成し、外部から供給する制御電圧によ
って、前記第１及び第２のレベルシフタの抵抗値を調整
していることを特徴とする。本発明の第１〜第４の駆動
回路は、好ましくは、前記半導体光学変調器と、一導電
型の半導体層と反対導電型の半導体層とに挟まれた活性
層を有する半導体レーザダイオードとを共通の基板に集
積化した光変調器集積化発光素子の前記半導体光学変調
器を駆動することを特徴とする。

【００２８】本発明の電気信号−光変換装置は、レーザ
光を発生する半導体レーザダイオードと、前記半導体レ
ーザダイオードの出力光を変調する半導体光学変調器
と、前記半導体光学変調器に変調電圧を出力する駆動回
路とを備え、前記駆動回路が本発明の第１〜第４のいず
れかの光変調用の駆動回路から成ることを特徴とし、上
記目的を達成する。

【００２９】

【作 用】本発明の原理的な駆動回路によれば、外部か
ら入力された光変調用信号に基づいて出力回路から半導
体光学変調器に駆動信号が出力されると、この駆動信号
によって半導体光学変調器に電流が流れる。この電流
は、光変調用信号がデジタル信号の場合であって、この
信号が「Ｈ」（ハイ）レベルのときと、「Ｌ」（ロー）
レベルのときでは異なっていることが本発明者らによっ
て確認された。しかし、光変調用信号が「Ｈ」レベルの
ときに半導体光学変調器に流れる電流のみならず、該信
号が「Ｌ」レベルのときに半導体光学変調器に流れる電
流をも補償回路に引き込むように、この電流のバイパス
路の抵抗が調整される。

【００３０】これにより、出力回路の出力電位、すなわ
ち、半導体光学変調器の駆動信号の電圧レベルが補償回
路によって一定になるように調整されるため、駆動信号
の電圧レベルが一定に補償されることとなる。次に、本
発明の第１の駆動回路の動作を説明する。図１におい
て、第１のバイアス電圧ＶIPに基づいて動作する出力回
路１１において、基準電圧ＶREF と光変調用信号ＳINの
電圧との差信号が増幅され、その結果、図２（Ａ）に示
すような負荷素子ＲＬの両端に駆動信号（変調電圧Ｖ
ｍ）が発生し、それが半導体光学変調器２３に供給され
る。この際に、第２のバイアス電圧ＶIBに基づいて動作
する補償回路１２において、基準電圧ＶREF と光変調用
信号ＳINの電圧とに応じて、半導体光学変調器２３に流
れる電流がバイパスされ、出力回路１１からの駆動信号
Ｖｍが調整される。

【００３１】この結果、光変調用信号ＳINが「Ｈ」レベ
ルのときの半導体光学変調器２３のデバイス回路間電流
Ｉmod と、信号ＳINが「Ｌ」レベルのときのデバイス回
路間電流Ｉmod とが異なっても、この信号ＳINに基づい
て補償回路１２により、駆動信号Ｖｍの変動が抑えら
れ、出力波形にノイズを含くむことなく、安定した駆動
信号Ｖｍを半導体光学変調器２３の光変調器に供給する
ことができる。

【００３２】すなわち、信号ＳINが「Ｈ」レベルとなる
と、まず、図２（Ａ）に示すような第２のトランジスタ
Ｔ２がＯＮし、抵抗ＲＬに電流Ｉが流れる。このとき、
負荷素子ＲＬの両端に駆動信号Ｖｍが発生し、半導体光
学変調器２３にデバイス回路間電流Ｉmod が流れる。電
流Ｉは、第２のトランジスタＴ２を通って、第３のトラ
ンジスタＴ３に流れ込み、デバイス回路間電流Ｉmod は
図２（Ｂ）に示すような第４のトランジスタＴ４に流れ
込む。これにより、半導体光学変調器２３内を通過する
レーザ光は電界吸収され、光が外部に出力されずに遮断
される。

【００３３】反対に、光変調用信号ＳINが「Ｌ」レベル
となると、第２のトランジスタＴ２がＯFFし、第４のト
ランジスタＴ４がＯFFし、抵抗ＲＬには電流Ｉが流れな
い。このとき、駆動信号Ｖｍは０Ｖとなる。また、半導
体光学変調器２３にデバイス回路間電流Ｉmod が流れる
が、この電流Ｉmod は、トランジスタＴ４に流れ込む。
これは、第４のトランジスタＴ４がトランジスタＴ５に
比べてディプレッション化されていることにより、光変
調用信号ＳINが「Ｌ」レベルでも、デバイス回路間電流
Ｉmod がトランジスタＴ４に引き込まれるためである。
この結果、半導体光学変調器２３内を通過するレーザ光
は電界吸収されないため、レーザ光が透過し、それが外
部に出力される。

【００３４】このように光変調用信号ＳINの「Ｈ」レベ
ル又は「Ｌ」レベルに対応して第４のトランジスタＴ４
により、半導体光学変調器２３のデバイス回路間電流Ｉ
modが流動的にバイパスされることから、変調電圧（駆
動信号Ｖｍ）の変動が抑えられ、出力波形にノイズを含
くことなく、安定した変調電圧が半導体光学変調器２３
の光変調器に供給される。この結果、半導体光学変調器
２３によってレーザ光を安定させることができる。

【００３５】本発明の第２の駆動回路によれば、半導体
光学変調器の光変調用の二値信号からなる制御信号を使
用して、駆動信号として、電圧差の大きい２個の電圧が
得られる。この結果、半導体光学変調器のモジュールを
駆動するに十分な「Ｈ」レベル電圧及び「Ｌ」レベル電
圧が得られ、半導体光学変調器を高精度により光出力制
御することができる。

【００３６】本発明の第３の駆動回路によれば、半導体
光学変調器の光変調用の第１及び第２の制御信号を使用
して、駆動信号として、第２の駆動回路以上に電圧差の
大きい２個の電圧が得られる。この結果、半導体光学変
調器のモジュールを駆動するに十分な「Ｈ」レベル電圧
及び「Ｌ」レベル電圧が得られ、半導体光学変調器を高
精度により光出力制御することができる。

【００３７】本発明の第４の駆動回路によれば、半導体
光学変調器の光変調用の第１及び第２の制御信号を使用
して、駆動信号として、第２及び第３の駆動回路以上に
電圧差の大きい２個の電圧が得られる。この結果、半導
体光学変調器のモジュールを駆動するに十分な「Ｈ」レ
ベル電圧及び「Ｌ」レベル電圧が得られ、半導体光学変
調器を高精度により光出力制御することができる。

【００３８】これにより、１００ｋｍ以上，２．５Ｇｂ
／ｓの伝送特性が期待される光変調器集積化発光素子に
最適な駆動回路が提供され、長距離伝送・大容量の光通
信システムの信頼性の向上に寄与する。

【００３９】

【実施例】次に、図を参照しながら本発明の実施例につ
いて説明をする。図３〜16は、本発明の実施例に係る駆
動回路の説明図である。 （１）第１の実施例 図１に示したような駆動回路が適用される光変調器集積
化発光素子（以下ＭＩ−ＤＦＢレーザダイオードとい
う）１３は図３に示すように、同一のｎ−ＩｎＰ基板２
１にＤＦＢレーザ発光素子２２及び光変調器２３を集積
化して設けられ、ＤＦＢレーザ発光素子２２上にはレー
ザ電極22Ａを有し、光変調器２３上には光変調用電極23
Ａを有している。

【００４０】ＤＦＢレーザ発光素子２２は、波長１．５
５μｍのレーザ光を発生するものであり、ｎ−ＩｎＰ基
板２１にｎ−ＩｎＧａＡｓＰガイド層21Ａ、ＩｎＧａＰ
活性層（変調活性層）21Ｂ、ｐ−ＩｎＧａＡｓＰクラッ
ド層21Ｄ及びｐ−ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層21Ｅが積
層されて構成されている。当該発光素子２２の端面に
は、へき開面あるいは高反射コーティング膜（Ｈigh-Ｒ
eflective Ｃoating）20Ａを有している。当該素子２２
上に設けられたレーザ電極22Ａは、レーザ光発生用の電
流を供給するものである。電極22Ａは定電流源（ＤＣ電
流源）１４に接続して使用する。

【００４１】光変調器２３はレーザ光を変調するもので
あり、同一のｎ−ＩｎＰ基板２１において、レーザ発光
素子２２に光学的に接続されて設けられる。光変調器２
３は、ｎ−ＩｎＰ基板２１にｎ−ＩｎＧａＡｓＰガイド
層21Ａ、ＩｎＧａＰ吸収層21Ｃ、ｐ−ＩｎＧａＡｓＰク
ラッド層21Ｄ及びｐ−ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層21Ｅ
が積層されて構成されている。活性層21Ｂや吸収層21Ｃ
の両側には、高抵抗埋め込み層21Ｆを有している。

【００４２】当該素子２３の端面には、低反射コーティ
ング膜（Ａnti-Ｒeflective Ｃoating）20Ｂを有してい
る。当該素子２３上に設けられた光変調用電極23Ａは、
レーザ変調用信号（変調信号）を供給するものである。
本発明の実施例では、FIG.５で説明したような駆動電圧
Ｖｍを電極23Ａに供給して使用される。このようなＭＩ
−ＤＦＢレーザダイオード１３は、図４（Ａ）に示すよ
うにＤＦＢレーザ発光素子２２及び光変調器２３を接続
した等価回路又は図５に示すような等価回路によって記
述することにする。

【００４３】ＭＩ−ＤＦＢレーザダイオード１３を変調
駆動する場合には、図４（Ｂ）に示すように、駆動回路
（以下レーザドライバという）１５に外付け抵抗ＲＬを
接続し、ＤＦＢレーザ発光素子２２に、レーザ光発生用
のＤＣ電流源１４を接続して変調回路を構成する。ま
た、このようなダイオード１３では、駆動回路から出力
される信号の「Ｈ」（ハイ）レベル又は「Ｌ」（ロー）
レベルによって光変調器２３に流れる電流値が異なって
いる。そこで、本発明では光変調器２３に流れる電流値
（デバイス回路間電流）を入力信号の「Ｈ」又は「Ｌ」
レベルによって一定にするような駆動回路を構成する。

【００４４】レーザドライバ１５は図５に示すように、
光変調用の駆動信号Ｖｍを生成し、該駆動信号ＶｍをＭ
Ｉ−ＤＦＢレーザダイオード１３の光変調器２３に出力
する差動増幅器１１と、この光変調器２３に流れる電流
に応じて差動増幅器１１からの駆動信号Ｖｍを調整する
差動補償回路１２とを備えている。差動増幅器１１は図
１に示した出力回路の一例であり、トランジスタＴＮ１
〜ＴＮ３から構成され、基準電圧ＶREF と変調信号ＳIN
との差信号を増幅して駆動信号Ｖｍを生成し、ＭＩ−Ｄ
ＦＢレーザダイオード１３に駆動信号Ｖｍを出力する。
差動増幅器１１の動作電流は、バイアス電圧ＶIPに基づ
いて決める。

【００４５】トランジスタＴＮ１は図２（Ａ）の第１の
トランジスタＴ１の一例であり、ｎ型の電界効果トラン
ジスタから構成されている。トランジスタＴＮ１のドレ
インは接地線ＧNDに接続され、そのゲートは基準電圧源
に接続され、そのゲートに基準電圧ＶREF が供給されて
いる。トランジスタＴＮ１のソースはトランジスタＴＮ
２のソースと、トランジスタＴＮ３のドレインにそれぞ
れ接続されている。

【００４６】トランジスタＴＮ２は図２（Ａ）の第２の
トランジスタＴ２の一例であり、ｎ型の電界効果トラン
ジスタから構成されている。トランジスタＴＮ２のドレ
インは外付け抵抗ＲＬの一端に接続され、そのゲートは
光変調用の信号源に接続され、そのゲートに変調信号Ｓ
INが供給される。トランジスタＴＮ３は図２（Ａ）の第
３のトランジスタＴ３の一例であり、ｎ型の電界効果ト
ランジスタから構成されている。トランジスタＴＮ３の
ソースは電源線ＶSSに接続され、そのゲートはバイアス
電圧ＶＩＰの供給源に接続されている。これらのトラン
ジスタＴＮ１〜ＴＮ３をＧａＡｓＭＥＳトランジスタ等
の化合物半導体から構成しても良い。外付け抵抗ＲＬは
負荷素子の一例であり、ＭＩ−ＤＦＢ−レーザダイオー
ド１３の光変調器２３を電圧駆動する素子である。本発
明の実施例では外付け抵抗ＲＬをレーザドライバ１５を
構成するＩＣの外部端子に接続して使用している。抵抗
値は５０Ω程度とし、光変調器２３に対してインピーダ
ンス整合を採っている。

【００４７】差動補償回路１２は、図１に示した補償回
路の一例であり、トランジスタＴＮ４〜ＴＮ５及び抵抗
Ｒ０から構成され、基準電圧ＶREF と変調信号ＳINとを
入力し、ＭＩ−ＤＦＢレーザダイオード１３の光変調器
２３に流れるデバイス回路間電流Ｉmod に応じて差動増
幅器１１からの駆動信号Ｖｍを調整する。差動補償回路
１２の動作電流はバイアス電圧ＶIBに基づいて決める。

【００４８】抵抗Ｒ０は回路調整素子の一例であり、外
付け抵抗ＲＬとバランスを採るために接続されている。
抵抗Ｒ０は抵抗ＲＬと同様に外付けされ、その一端が接
地線ＧNDに接続されている。トランジスタＴＮ４は図２
（Ｂ）の第４のトランジスタＴ４の一例であり、ｎ型の
電界効果トランジスタから構成されている。トランジス
タＴＮ４のドレインは抵抗ＲＬの一端に接続され、その
ゲートはトランジスタＴ１のゲートに接続され、そのゲ
ートに変調信号ＳINが供給される。トランジスタＴＮ４
のソースはトランジスタＴＮ５のソースと、トランジス
タＴＮ６のドレインにそれぞれ接続されている。

【００４９】トランジスタＴＮ５は図２（Ｂ）の第５の
トランジスタＴ５の一例であり、ｎ型の電界効果トラン
ジスタから構成されている。トランジスタＴＮ５のドレ
インは抵抗Ｒ０の他端に接続され、そのゲートは基準電
圧源に接続され、そのゲートに基準電圧ＶREF が供給さ
れている。トランジスタＴＮ６は図２（Ｂ）の第６のト
ランジスタＴ６の一例であり、ｎ型の電界効果トランジ
スタから構成されている。トランジスタＴＮ６のソース
は電源線ＶSSに接続され、そのゲートはバイアス電圧Ｖ
ＩＢの供給源に接続されている。これらのトランジスタ
ＴＮ４〜ＴＮ６をＧａＡｓＭＥＳトランジスタ等の化合
物半導体から構成しても良い。トランジスタＴＮ５のゲ
ート幅は、トランジスタＴＮ４のゲート幅よりも縮小さ
れる。例えば、ＴＮ４：ＴＮ５＝１０：１に設計されて
いる。これにより、トランジスタＴＮ４はディプレッシ
ョン型の特性を有するようになり、ＴＮ４のコンダクタ
スがＴＮ５のコンダクタンスに比べて大きくなる。トラ
ンジスタＴＮ５のゲートには基準電圧ＶREF が供給さ
れ、トランジスタＴＮ５のゲートには変調信号ＳINがそ
れぞれ供給されている。

【００５０】次に、図６〜図９を参照しながら第１の実
施例に係るレーザドライバの動作を説明する。図６にお
いて、まず、電源線ＶSSを−５Ｖ程度に設定し、変調電
圧（駆動信号）Ｖｍが−３Ｖとなるように、トランジス
タＴＮ３のバイアス電圧ＶIP及びトランジスタＴＮ６の
バイアス電圧ＶIBを調整し、基準電圧ＶREF を設定す
る。本発明の実施例では抵抗ＲＬ及びＲ0 に流れる電流
Ｉを６０ｍＡに設定している。

【００５１】このようなレーザドライバで、レーザダイ
オード２２が発振している状態で、変調信号ＳINが
「Ｈ」レベルとなると、図６に示すように、トランジス
タＴＮ２がＯＮし、抵抗ＲＬに電流Ｉ＝６０ｍＡが流れ
る。このとき、負荷素子ＲＬの両端に駆動信号Ｖｍ＝−
３Ｖが発生する。これが逆バイアス電圧として光変調器
２３に供給される。また、光変調器２３にデバイス回路
間電流Ｉmod １＝約１０ｍＡ程度が流れる。この電流Ｉ
＝６０ｍＡは、トランジスタＴＮ２を通って、トランジ
スタＴＮ３に流れ込み、デバイス回路間電流Ｉmod １＝
約１０ｍＡはトランジスタＴＮ４に流れ込む。これによ
り、レーザダイオード２２内から放射されたレーザ光は
光変調器２３内で電界吸収され、外部への出力光が遮断
される。

【００５２】反対に、図７に示すように、変調信号ＳIN
が「Ｌ」（ロー）レベルとなると、トランジスタＴＮ２
がＯFFし、抵抗ＲＬの電流Ｉは零となる。また、トラン
ジスタＴＮ４が不完全ＯFFし、抵抗ＲＬには電流Ｉが流
れない。このとき、駆動信号Ｖｍはほぼ０Ｖとなり、レ
ーザダイオード２２にデバイス回路間電流Ｉmod ２が約
２０ｍＡが流れるが、この電流Ｉmod ２はトランジスタ
ＴＮ４がトランジスタＴＮ５に比べてディプレッション
化したことにより、変調信号ＳINが「Ｌ」レベルでも、
デバイス回路間電流Ｉmod ２を引き込む。このときに
は、光変調器２３には逆バイアス電圧が印加されないの
で、レーザダイオード２２内で発生されたレーザ光は光
変調器２３で電界吸収されずに透過し、それが外部に出
力される。

【００５３】また、図８に示すように、変調信号ＳINが
「Ｈ」→「Ｌ」レベルに遷移すると、トランジスタＴＮ
２がＯＮ→ＯFFし、抵抗ＲＬに流れる電流Ｉは６０ｍＡ
からほぼ０ｍＡに変化する。このとき、負荷素子ＲＬの
両端の駆動信号Ｖｍは−３から０Ｖに変化する。また、
光変調器２３のデバイス回路間電流は、Ｉmod １からＩ
mod ２に変化する。このＩmod １からＩmod ２への変化
分は、トランジスタＴＮ４により引き込まれ、レーザ出
力がＯFFからＯＮに推移する。

【００５４】さらに、図９に示すように、変調信号ＳIN
が「Ｌ」から「Ｈ」レベルに遷移すると、トランジスタ
ＴＮ２がＯFFからＯＮし、抵抗ＲＬに流れる電流Ｉは０
ｍＡからほぼ６０ｍＡに変化する。このとき、負荷素子
ＲＬの両端の駆動信号Ｖｍは０Ｖから−３Ｖに変化す
る。また、光変調器２３のデバイス回路間電流は、Ｉmo
d ２からＩmod １に変化する。このＩmod ２からＩmod
１への変化分は、トランジスタＴＮ４により引き込ま
れ、レーザ出力はＯＮからＯFFに推移する。

【００５５】このようにして、本発明の第１の実施例に
係るレーザドライバによれば、図６〜図９に示したよう
に、光変調器２３からレーザドライバに流れ出る電流は
変調信号ＳINが「Ｈ」レベルのときにＩmod １であり、
変調信号ＳINが「Ｌ」レベルのときにＩmod ２である
が、Ｉmod １とＩmod ２とが異なっても、上記のレーザ
ドライバによれば、第４のトランジスタＴ４によって駆
動電圧Ｖｍが一定になるように調整される。

【００５６】これは、次の理由による。図７に示したよ
うに変調信号ＳINが「Ｌ」レベルのときには、トランジ
スタＴＮ２がＯFFするので、抵抗ＲＬには電流Ｉがほと
んど流れなくなる。これと同時に、トランジスタＴＮ４
がＯFFするが、トランジスタＴＮ４のサイズをトランジ
スタＴＮ５のサイズよりも大きくしているので、トラン
ジスタＴＮ４が完全にＯFFにならずに、そのオフ抵抗が
オン抵抗に比べて上昇する。トランジスタＴＮ４のオフ
抵抗は、光変調器２３からの電流Ｉmod ２（約２０ｍ
Ａ）を流す程度の値になる。これにより、トランジスタ
ＴＮ４はトランジスタＴＮ５がトランジスタＴＮ６に流
しきれなくなった電流に等しい電流Ｉmod２を光変調器
２３から引き込む。変調信号ＳIN＝「Ｌ」レベル時の差
動増幅器１１の出力点の電位は、ダイオード２２の内部
抵抗（順方向）とトランジスタＴＮ４の抵抗とを合成し
た抵抗の分割比によってほぼ決まるので、変調電圧（駆
動信号）Ｖｍは、ほぼ０Ｖとなる。

【００５７】なお、変調信号ＳIN＝「Ｈ」レベル時の差
動増幅器１１の出力点の電位は、ＲＬ×Ｉ、すなわち、
負荷抵抗ＲＬとトランジスタＴＮ２のオン抵抗との比に
よってほぼ決まる。また、光変調器２３からの電流Ｉmo
d １（約１０ｍＡ）はトランジスタＴＮ４のオン動作に
よって、トランジスタＴＮ６に流れる。このように差動
増幅器１１の駆動信号によって光変調器２３から流れ出
る電流のバイパス路の抵抗を変調用信号ＳINに基づいて
差動補償回路１２のトランジスタＴＮ４により駆動電圧
が一定になるように調整しているので、変調電圧（駆動
電圧Ｖｍ）の変動が抑えられ、光変調器２３の変調動作
が安定する。

【００５８】これにより、１００ｋｍ以上，２．５Ｇｂ
／ｓの伝送特性を期待するＭＩ−ＤＦＢ−レーザダイオ
ードに最適な駆動回路が提供され、長距離伝送・大容量
の光通信システムの信頼性の向上に寄与する。 （２）第２の実施例 第２の実施例に係るレーザドライバは第１の実施例の出
力回路を工夫したものである。第２のレーザドライバは
図10に示すように、差動増幅器２４及びソースフォロア
回路２５とを備えている。

【００５９】図10において、差動増幅器（Ｓource Ｃou
pled Ｆeild Ｅffect Ｔransistor Ｌogic回路：以下
ＳＣＦＬ回路という）２４は図11に示すようなＭＩ−Ｄ
ＦＢレーザダイオード１３の光変調用の第１の制御信号
ＣＬと、この制御信号ＣＬを反転した第２の制御信号Ｃ
Ｌ〔バー〕に応じて差信号をソースフォロア回路２５に
出力する。

【００６０】ＳＣＦＬ回路２４は、一端を電源線ＧＮＤ
に接続したレベルシフタＤ１と、各々の一端をレベルシ
フタＤ１の他端にそれぞれ接続した負荷抵抗Ｒ１、Ｒ２
と、ドレインを負荷抵抗Ｒ１の他端に接続したトランジ
スタＴ１と、ドレインを負荷抵抗Ｒ２の他端に接続した
トランジスタＴ２と、ドレインをトランジスタＴ１、Ｔ
２の各々のソースに接続し、ソースを電源線ＶＳＳにそ
れぞれ接続したトランジスタＴ３とを有している。

【００６１】トランジスタＴ１，Ｔ２はエンハンスメン
ト型のＧａＡｓＭＥＳトランジスタ（Ｍetal Ｓemicon
ductor）から構成され、トランジスタＴ３はディプレッ
ション型のＧａＡｓＭＥＳトランジスタからそれぞれ構
成されている。トランジスタＴ３は定電流源を構成し、
レベルシフタＤ１はショットキーダイオードにより構成
されている。電源線ＧＮＤは電圧０Ｖを供給する線であ
り、電源線ＶＳＳは例えば、−５．２Ｖを供給する線で
ある。

【００６２】トランジスタＴ１のゲートには、制御信号
ＣＬを供給し、トランジスタＴ２のゲートには制御信号
ＣＬ〔バー〕を供給し、トランジスタＴ３のゲートに
は、回路の動作電流を決めるバイアス電圧Ｖｃｓがそれ
ぞれ供給されている。ソースフォロア回路２５はＳＣＦ
Ｌ回路２４からの差信号に応じて駆動信号Ｖｍを生成
し、該駆動信号ＶｍをＭＩ−ＤＦＢレーザダイオード１
３に出力する。駆動信号Ｖｍは出力端子２６から出力さ
れる。

【００６３】ソースフォロア回路２５はドレインを電源
線ＧＮＤに接続し、ゲートをトランジスタＴ２のドレイ
ンにそれぞれ接続したトランジスタＴ４と、一端をトラ
ンジスタＴ４のソースに接続したレベルシフタＤ２と、
ドレインをレベルシフタＤ２の他端及びＭＩ−ＤＦＢレ
ーザダイオード１３の一端に接続し、ゲートを電源線Ｖ
ＳＳにそれぞれ接続したトランジスタＴ５とを有してい
る。

【００６４】トランジスタＴ４はエンハンスメント型の
ＧａＡｓＭＥＳトランジスタから構成され、トランジス
タＴ５はディプレッション型のＧａＡｓＭＥＳトランジ
スタからそれぞれ構成されている。トランジスタＴ５は
定電流源を構成している。レベルシフタＤ２はショット
キーダイオードにより構成されている。このような第２
のレーザドライバを化合物半導体基板に集積化したＩＣ
２８に、図11に示すような負荷抵抗ＲＬ、ＭＩ−ＤＦＢ
レーザダイオード１３、ＤＣ電流源１４及びＡＰＣ（オ
ート・パワー・コントロール）回路２７を接続して当該
レーザダイオード１３を変調駆動する。これにより、電
気信号−光変換装置が構成される。

【００６５】図11において、ＤＣ電流源１４はレーザダ
イオード１３のレーザ発光素子２２にＤＣ電流を供給す
るものである。ＡＰＣ回路２７は光出力の異常等を示す
データに基づいてＤＣ電流源１４の出力制御をするもの
である。次に、図11を参照しながら第２のレーザドライ
バの動作を説明する。制御信号ＣＬが「Ｈ」レベルで、
制御信号ＣＬバーが「Ｌ」レベルの場合には、トランジ
スタＴ１がＯＮし、トランジスタＴ２がＯFFし、このト
ランジスタＴ２のドレインが「Ｈ」レベルとなる。

【００６６】この場合に、主として電源線ＧＮＤからト
ランジスタＴ４及びダイオードＤ２を介してトランジス
タＴ５に電流が流れるので、０ＶからトランジスタＴ４
のドレイン・ソース間電圧Ｖ_DCと、レベルシフタＤ２の
順方向電圧Ｖ_F とを差し引いた０Ｖに近い駆動信号Ｖｍ
が「Ｈ」レベルの電圧として出力端子２６から得られ
る。

【００６７】これに対して、制御信号ＣＬが「Ｌ」レベ
ル、制御信号ＣＬバーが「Ｈ」レベルの場合には、トラ
ンジスタＴ１がＯFFし、トランジスタＴ２がＯＮし、こ
のトランジスタＴ２のドレインが「Ｌ」レベルとなる。
この場合に、主として負荷抵抗ＲＬ及び光変調器２３か
らトランジスタＴ５に電流が流れることにより、出力端
子２６の「Ｌ」レベルの電圧が決定される。本実施例で
は、−３Ｖ程度の駆動信号Ｖｍが「Ｌ」レベルの電圧と
して出力端子２６から得られる。

【００６８】このようにして本発明の第２の実施例に係
るレーザドライバによれば、出力端子２６から「Ｈ」レ
ベルの電圧として０Ｖに近い電圧と、「Ｌ」レベルの電
圧として−３Ｖ程度が得られるので、ＭＩ−ＤＦＢレー
ザダイオード１３の光変調器２３を十分に駆動すること
ができ、光出力制御を精度良く行うことができる。な
お、負荷抵抗Ｒ２の値を変えたり、あるいは、この抵抗
Ｒ２をディプレッション型のＧａＡｓＭＥＳトランジス
タに変えたり、あるいは、ショットキー・ダイオードＤ
２を削除することで、出力端子２６から得られる「Ｈ」
レベルの電圧をより０Ｖに近づけることができる。

【００６９】また、抵抗Ｒ２をＧａＡｓＭＥＳトランジ
スタに変え、このトランジスタに外部からゲート電圧を
与えるようにすると、トランジスタのＯＮ抵抗値が可変
補償され、出力端子２６に得られる「Ｈ」レベルの電圧
を外部から制御することができる。 （３）第３の実施例 第３の実施例に係るレーザドライバは第１の実施例の出
力回路を工夫したものである。第３のレーザドライバは
図12に示すように、差動増幅器２９と、第１及び第２の
ソースフォロア回路３０、３１と、プッシュプル回路３
２とを備えている。

【００７０】差動増幅器（以下ＳＣＦＬ回路という）２
９は図13に示すようなＭＩ−ＤＦＢレーザダイオード１
３の光変調用の第１の制御信号ＣＬと、この制御信号Ｃ
Ｌを反転した第２の制御信号ＣＬ〔バー〕に応じて第１
の差信号Ｓ１をソースフォロア回路３０に出力し、第２
の差信号Ｓ２をソースフォロア回路３１にそれぞれ出力
する。ＳＣＦＬ回路２９は第２のレーザドライバのＳＣ
ＦＬ回路２４と構成が同じであるため、その説明を省略
する。

【００７１】ソースフォロア回路３０は、ＳＣＦＬ回路
２９からの第１の差信号Ｓ１に応じて非反転出力信号Ｖ
０をプッシュプル回路３２に出力する。ソースフォロア
回路３０は、ドレインを電源線ＧＮＤに接続し、ゲート
をトランジスタＴ１のドレインにそれぞれ接続したトラ
ンジスタＴ４と、一端をトランジスタＴ４のソースに接
続したレベルシフタＤ２と、ドレインをレベルシフタＤ
２の他端に接続し、ゲートを電源線ＶＳＳに接続したト
ランジスタＴ５とを有している。レベルシフタＤ２はカ
スケード接続されたショットキーダイオードＤ21〜Ｄ24
から構成されている。

【００７２】ソースフォロア回路３１は、ＳＣＦＬ回路
２９からの第２の差信号Ｓ２に応じて反転出力信号Ｖ０
〔バー〕をプッシュプル回路３２に出力する。ソースフ
ォロア回路３１は、ドレインを電源線ＧＮＤに接続し、
ゲートをトランジスタＴ２のドレインにそれぞれ接続し
たトランジスタＴ６と、一端をトランジスタＴ６のソー
スに接続したレベルシフタＤ３と、ドレインをレベルシ
フタＤ３の他端に接続し、ゲートを電源線ＶＳＳに接続
したトランジスタＴ７とを有している。

【００７３】プッシュプル回路３２は、ソースフォロア
回路３０からの非反転出力信号Ｖ０及びソースフォロア
回路３１からの反転出力信号Ｖ０〔バー〕に応じて駆動
信号Ｖｍを生成し、該駆動信号ＶｍをＭＩ−ＤＦＢレー
ザダイオード１３に出力する。駆動信号Ｖｍは出力端子
３３から得られる。プッシュプル回路３２は、ドレイン
を電源線ＧＮＤに接続し、ゲートをトランジスタＴ６の
ソースにそれぞれ接続したトランジスタＴ８と、一端を
トランジスタＴ８のソースに接続したレベルシフタＤ４
と、ドレインをレベルシフタＤ４の他端及びＭＩ−ＤＦ
Ｂレーザダイオード１３の一端に接続し、ゲートをトラ
ンジスタＴ５のドレインにそれぞれ接続したトランジス
タＴ９とを有している。

【００７４】また、トランジスタＴ４、Ｔ６、Ｔ８及び
Ｔ９はエンハンスメント型のＧａＡｓＭＥＳトランジス
タから構成され、トランジスタＴ５及びＴ７はディプレ
ッション型のＧａＡｓＭＥＳトランジスタからそれぞれ
構成されている。トランジスタＴ５及びＴ７は定電流源
を構成し、トランジスタＴ８はトランジスタＴ６のソー
ス電圧によりＯＮ／ＯFFが制御されるプルアップ素子を
構成し、トランジスタＴ９はダイオードＤ５のカソード
電圧によりＯＮ／ＯFFが制御されるプルダウン素子を構
成している。各々のレベルシフタＤ１〜Ｄ４はショット
キーダイオードにより構成されている。電源線ＧＮＤは
電圧０Ｖを供給する線であり、電源線ＶＳＳは例えば、
−５．２Ｖを供給する線である。

【００７５】このような第３のレーザドライバを化合物
半導体基板に集積化したＩＣ３４に、図13に示すような
負荷抵抗ＲＬ、ＭＩ−ＤＦＢレーザダイオード１３、Ｄ
Ｃ電流源１４及びＡＰＣ（オート・パワー・コントロー
ル）回路２７を接続して当該レーザダイオード１３を変
調駆動する。これにより、電気信号−光変換装置が構成
できる。図13において、ＤＣ電流源１４及びＡＰＣ回路
２７の機能は、先に説明をしているので省略する。

【００７６】次に、図13を参照しながら第３のレーザド
ライバの動作を説明する。制御信号ＣＬが「Ｈ」レベル
で、制御信号ＣＬ〔バー〕が「Ｌ」レベルの場合に、ト
ランジスタＴ１がＯＮし、トランジスタＴ２がＯFFし、
トランジスタＴ１のドレインが「Ｌ」レベルとなり、ト
ランジスタＴ２のドレインが「Ｈ」レベルとなる。この
結果、レベルシフタＤ２のダイオードＤ24のカソードが
「Ｌ」レベルで、トランジスタＴ６のソースが「Ｈ」レ
ベルとなり、トランジスタＴ８がＯＮし、トランジスタ
Ｔ９がＯFFする。従って、この場合には、トランジスタ
Ｔ９のリーク電流を考慮すると、出力端子３３に「Ｈ」
レベルの駆動信号Ｖｍとして０Ｖを得ることができない
が、ほぼ、０Ｖを得ることができる。

【００７７】これに対して、制御信号ＣＬが「Ｌ」レベ
ルで、制御信号ＣＬ〔バー〕が「Ｈ」レベルの場合に
は、トランジスタＴ１がＯFFし、トランジスタＴ２がＯ
Ｎし、トランジスタＴ１のドレインが「Ｈ」レベルとな
り、トランジスタＴ２のドレインが「Ｌ」レベルとな
る。この結果、ダイオードＤ24のカソード「Ｈ」レベル
で、トランジスタＴ６のソースが「Ｌ」レベルとなり、
トランジスタＴ８がＯFFし、トランジスタＴ９がＯＮす
る。この場合には、出力端子３３に「Ｌ」レベルの駆動
信号Ｖｍとして、例えば、−３Ｖを得ることができる。

【００７８】このようにして本発明の第３の実施例に係
るレーザドライバによれば、出力端子３３に「Ｈ」レベ
ルの駆動信号Ｖｍとして、ほぼ０Ｖ、「Ｌ」レベルの電
圧として、−３Ｖが得られるので、第２の実施例以上に
ＭＩレーザダイオード１３の光変調器２３を十分に駆動
することができ、光出力制御を精度良く行うことができ
る。

【００７９】なお、抵抗Ｒ２をＧａＡｓＭＥＳトランジ
スタに変え、このトランジスタに外部からゲート電圧を
与えるようにする場合には、出力端子３３に得られる
「Ｈ」レベルの電圧を外部から制御することができる。
また、ショットキー・ダイオードＤ21〜Ｄ24をＧａＡｓ
ＭＥＳトランジスタに変え、このトランジスタに外部か
らゲート電圧を与えるようにすると、トランジスタのＯ
Ｎ抵抗値が可変補償され、出力端子３３に得られる
「Ｌ」レベルの電圧を外部から制御することができる。

【００８０】（４）第４の実施例 第４の実施例に係るレーザドライバは第１の実施例の出
力回路を工夫したものである。第４のレーザドライバは
図14に示すように、第１及び第２のソースフォロア回路
３５、３６と、第１及び第２の差動増幅器（以下ＳＣＦ
Ｌ回路という）３７、３８と、プッシュプル回路３９と
を備えている。

【００８１】ソースフォロア回路３５は、ＭＩ−ＤＦＢ
レーザダイオード１３の光変調用の第１の制御信号ＣＬ
に応じて非反転出力信号Ｓ11及び反転出力信号Ｓ12を生
成する。信号Ｓ11はＳＣＦＬ回路３７に出力され、信号
Ｓ12はＳＣＦＬ回路３８にそれぞれ出力される。ソース
フォロア回路３５は、ドレインを電源線ＧＮＤに接続し
たトランジスタＴ１と、一端をトランジスタＴ１のソー
スに接続したレベルシフタＤ１と、ドレインをレベルシ
フタＤ１の他端に接続し、ゲートを電源線ＶＳＳに接続
したトランジスタＴ２とを有している。

【００８２】トランジスタＴ１はエンハンスメント型の
ＧａＡｓＭＥＳトランジスタから構成され、トランジス
タＴ２はディプレッション型のＧａＡｓＭＥＳトランジ
スタからそれぞれ構成されている。トランジスタＴ２は
定電流源を構成し、レベルシフタＤ１はショットキーダ
イオードＤ11、Ｄ12により構成されている。電源線ＧＮ
Ｄは電圧０Ｖを供給する線であり、電源線ＶＳＳは例え
ば、−５．２Ｖを供給する線である。トランジスタＴ１
のゲートには、制御信号ＣＬが供給される。

【００８３】ソースフォロア回路３６は、第１の制御信
号ＣＬを反転した第２の制御信号ＣＬ〔バー〕に応じて
非反転出力信号Ｓ21及び反転出力信号Ｓ22を生成する。
信号Ｓ21はＳＣＦＬ回路３７に出力され、信号Ｓ22はＳ
ＣＦＬ回路３８にそれぞれ出力される。ソースフォロア
回路３６は、ドレインを電源線ＧＮＤに接続したトラン
ジスタＴ３と、一端をトランジスタＴ３のソースに接続
したレベルシフタＤ２と、ドレインをレベルシフタＤ２
の他端に接続し、ゲートを電源線ＶＳＳに接続したトラ
ンジスタＴ４とを有している。

【００８４】トランジスタＴ３はエンハンスメント型の
ＧａＡｓＭＥＳトランジスタから構成され、トランジス
タＴ４はディプレッション型のＧａＡｓＭＥＳトランジ
スタからそれぞれ構成されている。トランジスタＴ４は
定電流源を構成し、レベルシフタＤ２はショットキーダ
イオードＤ21、Ｄ22により構成されている。ＳＣＦＬ回
路３７はソースフォロア回路３５、３６からの各々の非
反転出力信号Ｓ11、Ｓ21に応じて出力電圧Ｖ０を生成
し、この電圧Ｖ０をプッシュプル回路３７に出力する。
ＳＣＦＬ回路３７は、一端を電源線ＧＮＤに接続したレ
ベルシフタＤ３と、各々の一端をレベルシフタＤ３の他
端にそれぞれ接続した負荷抵抗Ｒ１、Ｒ２と、ドレイン
を負荷抵抗Ｒ１の一端に接続し、ゲートをトランジスタ
Ｔ１のソースにそれぞれ接続したトランジスタＴ５と、
ドレインを負荷抵抗Ｒ２の他端に接続し、ゲートをトラ
ンジスタＴ３のソースにそれぞれ接続したトランジスタ
Ｔ６と、ドレインをトランジスタＴ５、Ｔ６の各々のソ
ースに接続し、ソースを電源線ＶＳＳにそれぞれ接続し
たトランジスタＴ７とを有している。

【００８５】トランジスタＴ５、Ｔ６はエンハンスメン
ト型のＧａＡｓＭＥＳトランジスタから構成され、トラ
ンジスタＴ７はディプレッション型のＧａＡｓＭＥＳト
ランジスタからそれぞれ構成されている。トランジスタ
Ｔ７は定電流源を構成し、レベルシフタＤ３はショット
キーダイオードにより構成されている。トランジスタＴ
５のゲートには信号Ｓ11が供給され、トランジスタＴ６
のゲートには信号Ｓ21が供給され、トランジスタＴ７の
ゲートには、回路の動作電流を決めるバイアス電圧Ｖ
_CS1 がそれぞれ供給されている。

【００８６】ＳＣＦＬ回路３８はソースフォロア回路３
５、３６からの各々の反転出力信号Ｓ12、Ｓ22に応じて
出力電圧Ｖ０〔バー〕を生成し、この電圧Ｖ０〔バー〕
をプッシュプル回路３７に出力する。ＳＣＦＬ回路３８
は、一端を電源線ＶＳＳに接続したレベルシフタＤ４
と、各々の一端をレベルシフタＤ４の他端にそれぞれ接
続した負荷抵抗Ｒ３、Ｒ４と、ソースを負荷抵抗Ｒ３の
他端に接続し、ゲートをトランジスタＴ２のドレインに
それぞれ接続したトランジスタＴ８と、ソースを負荷抵
抗Ｒ４の他端に接続し、ゲートをトランジスタＴ４のド
レインにそれぞれ接続したトランジスタＴ９と、ソース
をトランジスタＴ８、Ｔ９の各々のドレインに接続し、
ドレインを電源線ＧＮＤに接続したトランジスタＴ10と
を有している。

【００８７】トランジスタＴ８、Ｔ９はエンハンスメン
ト型のＧａＡｓＭＥＳトランジスタから構成され、トラ
ンジスタＴ10はディプレッション型のＧａＡｓＭＥＳト
ランジスタからそれぞれ構成されている。トランジスタ
Ｔ10は定電流源を構成し、レベルシフタＤ４はショット
キーダイオードにより構成されている。トランジスタＴ
８のゲートには信号Ｓ12が供給され、トランジスタＴ９
のゲートには信号Ｓ22が供給され、トランジスタＴ10の
ゲートには、回路の動作電流を決めるバイアス電圧Ｖ
_CS2 がそれぞれ供給されている。

【００８８】プッシュプル回路３９は、ＳＣＦＬ回路３
７、３８からの出力電圧、Ｖ０、Ｖ０〔バー〕に応じて
駆動信号Ｖｍを生成し、該駆動信号ＶｍをＭＩ−ＤＦＢ
レーザダイオード１３に出力する。駆動信号Ｖｍは出力
端子４０から得られる。プッシュプル回路３９は、ドレ
インを電源線ＧＮＤに接続し、ゲートをトランジスタＴ
６のドレインにそれぞれ接続したトランジスタＴ11と、
一端をトランジスタＴ11のソースに接続したレベルシフ
タＤ５と、ドレインをレベルシフタＤ５の他端及びＭＩ
−ＤＦＢレーザダイオード１３の一端に接続し、ゲート
をトランジスタＴ９のソースにそれぞれ接続したトラン
ジスタＴ13とを有している。

【００８９】トランジスタＴ11、Ｔ12はエンハンスメン
ト型のＧａＡｓＭＥＳトランジスタから構成され、トラ
ンジスタＴ11はトランジスタＴ６のドレイン電圧により
ＯＮ／ＯFFが制御されるプルアップ素子を構成し、トラ
ンジスタＴ12はトランジスタＴ９のドレイン電圧により
ＯＮ／ＯFFが制御されるプルアップ素子を構成してい
る。レベルシフタＤ５はショットキーダイオードにより
構成されている。トランジスタＴ11のゲートには電圧Ｖ
０が供給され、トランジスタＴ12のゲートには電圧Ｖ０
〔バー〕が供給されている。

【００９０】このような第４のレーザドライバを化合物
半導体基板に集積化したＩＣ４１に、図15に示すような
負荷抵抗ＲＬ、ＭＩ−ＤＦＢレーザダイオード１３、Ｄ
Ｃ電流源１４及びＡＰＣ（オート・パワー・コントロー
ル）回路２７を接続して当該レーザダイオード１３を変
調駆動する。これにより、電気信号−光変換装置が構成
できる。図15において、ＤＣ電流源１４及びＡＰＣ回路
２７の機能は、先に説明をしているので省略する。

【００９１】次に、図15を参照しながら第４のレーザド
ライバの動作を説明する。制御信号ＣＬが「Ｈ」レベル
で、制御信号ＣＬ〔バー〕が「Ｌ」レベルの場合に、ト
ランジスタＴ１がＯＮし、トランジスタＴ２がＯFFし、
トランジスタＴ１のソースが「Ｈ」レベルとなり、トラ
ンジスタＴ３のソースが「Ｌ」レベルとなる。この結
果、トランジスタＴ５がＯＮし、トランジスタＴ６がＯ
FFし、トランジスタＴ６のドレインが「Ｈ」レベルとな
り、トランジスタＴ11がＯＮをする。

【００９２】また、トランジスタＴ８がＯＮし、トラン
ジスタＴ９がＯFFし、トランジスタＴ９のソースが
「Ｌ」レベルとなり、トランジスタＴ11がＯFFをする。
この場合には、トランジスタＴ12のゲート電圧を、第３
の実施例に示すトランジスタＴ９のゲート電圧よりも低
くすることができるので、このトランジスタＴ12を完全
にカットオフさせることができる。

【００９３】したがって、この場合には、出力端子４０
に「Ｈ」レベルの電圧として０Ｖを得ることができる。
これに対して、制御信号ＣＬが「Ｌ」レベルで、制御信
号ＣＬ〔バー〕が「Ｈ」レベルの場合には、トランジス
タＴ１がＯFFし、トランジスタＴ３がＯＮし、トランジ
スタＴ１のソースが「Ｌ」レベルとなり、トランジスタ
Ｔ３のソースが「Ｈ」レベルとなる。

【００９４】この結果、トランジスタＴ５がＯFFし、ト
ランジスタＴ６がＯＮし、トランジスタＴ６のドレイン
が「Ｌ」レベルとなり、トランジスタＴ11がＯFFをす
る。また、トランジスタＴ８がＯFFし、トランジスタＴ
９がＯＮし、トランジスタＴ９のソースが「Ｈ」レベル
となり、トランジスタＴ11がＯＮをする。この場合に
は、トランジスタＴ12のゲート電圧を、第３の実施例に
示すトランジスタＴ９のゲート電圧よりも高くすること
ができるので、このトランジスタＴ12のＯＮ状態を第３
の実施例に示すトランジスタＴ９よりも深くすることが
できる。

【００９５】したがって、この場合には、出力端子４０
に「Ｌ」レベルの電圧として−３Ｖよりも低い電圧を得
ることができる。このようにして本発明の第４の実施例
に係るレーザドライバによれば、出力端子４０に「Ｈ」
レベルの電圧として０Ｖ、「Ｌ」レベルの電圧として、
−３Ｖよりも低い電圧が得られるので、第３の実施例の
レーザドライバ以上にＭＩ−ＤＦＢレーザダイオード１
３の光変調器２３を十分に駆動することができ、光出力
制御を精度良く行うことができる。

【００９６】なお、ショットキー・ダイオードＤ４を削
除する場合には、出力端子４０に「Ｌ」レベルの電圧と
して、より低い電圧が得られる。また、ＳＣＦＬ回路３
７の負荷抵抗Ｒ２をＧａＡｓＭＥＳトランジスタに変
え、このトランジスタに外部からゲート電圧を与えるよ
うにすると、トランジスタのＯＮ抵抗値が可変補償さ
れ、出力端子４０に得られる「Ｈ」レベルの電圧を外部
から制御することができる。

【００９７】同様に、ＳＣＦＬ回路３８の負荷抵抗Ｒ４
をＧａＡｓＭＥＳトランジスタに変え、このトランジス
タに外部からゲート電圧を与えるようにすると、トラン
ジスタのＯＮ抵抗値が可変補償され、出力端子４０に得
られる「Ｌ」レベルの電圧を外部から制御することがで
きる。 （５）第５の実施例 本発明の各実施例では、ＤＦＢレーザ発光素子２２と光
変調器２３を初めから共通の基板に集積化した光変調器
集積化発光素子を駆動する場合について説明をしたが、
図16（Ａ）に示すように、レーザ電極（ｐ側電極）22Ａ
とＧND電極（ｎ側電極）とを有するＤＦＢレーザ発光素
子２２と、光変調用電極（ｐ側電極）23ＡとＧND電極
（ｎ側電極）とを有する光変調器２３とを別々に作成
し、その後、図16（Ｂ）に示すように、ＤＦＢレーザ発
光素子２２と光変調器２３とをｎ−ＩｎＰ基板２１が共
通になるように２素子を接合し、ＧND電極（ｎ側電極）
を電気的に共通に接続して本発明の各実施例に係るレー
ザ駆動回路によりレーザ光を変調しても良い。なお、レ
ーザ発光素子２２のｐ側電極またはｎ側電極の一方は、
同じ極性の光変調器２３の電極と電気的に共通に接続す
る。

【００９８】このような光変調器集積化発光素子の場合
でも、レーザ駆動回路の補償回路によって光変調器２３
に流れる電流のバイパス路の抵抗が変調信号に基づいて
自動調整されるため、該駆動信号の電圧レベルが一定に
補償されることとなり、光変調器２３の変調電圧の
「Ｈ」レベル及び「Ｌ」レベルが最適化し、レーザ発光
素子２２からの出力光が安定化する。

【００９９】

【発明の効果】以上説明したように本発明の光変調器用
の駆動回路によれば、半導体光学変調器に流れる電流の
バイパス路の抵抗を光変調用信号に基づいて調整する補
償回路を備えているため、駆動信号が「Ｈ」（ハイ）レ
ベルの場合と、「Ｌ」（ロー）レベルの場合によって半
導体光学変調器に流れる電流が異なっていても、補償回
路によって、該駆動信号の電圧レベルが一定に補償され
るので、半導体光学変調器の光変調動作が安定になる。

【０１００】本発明の第２の駆動回路によれば、半導体
光学変調器の光変調用の二値信号からなる制御信号を使
用して、駆動信号として、電圧差の大きい２個の電圧が
得られる。この結果、半導体光学変調器のモジュールを
駆動するに十分なハイレベル電圧及びローレベル電圧が
得られ、半導体光学変調器を高精度により光出力制御す
ることができる。

【０１０１】本発明の第３の駆動回路によれば、半導体
光学変調器の光変調用の第１及び第２の制御信号を使用
して、駆動信号として、第２の駆動回路以上に電圧差の
大きい２個の電圧が得られる。この結果、半導体光学変
調器のモジュールを駆動するに十分なハイレベル電圧及
びローレベル電圧が得られ、半導体光学変調器を高精度
により光出力制御することができる。

【０１０２】本発明の第４の駆動回路によれば、半導体
光学変調器の光変調用の第１及び第２の制御信号を使用
して、駆動信号として、第２及び第３の駆動回路以上に
電圧差の大きい２個の電圧が得られる。この結果、半導
体光学変調器のモジュールを駆動するに十分なハイレベ
ル電圧及びローレベル電圧が得られ、半導体光学変調器
を高精度により光出力制御することができる。

【０１０３】これにより、１００ｋｍ以上，２．５Ｇｂ
／ｓの伝送特性が期待される半導体光学変調器に対して
最適な駆動回路が提供され、長距離伝送・大容量の光通
信システムの信頼性の向上に寄与する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光変調器用の駆動回路の原理図で
ある。

【図２】本発明に係る駆動回路の差動増幅器及び差動補
償回路の内部回路図である。

【図３】本発明の各実施例に係る駆動回路によって動作
される光変調器集積化発光素子の斜視図である。

【図４】本発明の各実施例に係る光変調器集積化発光素
子の等価回路図及びその駆動方法を説明する回路図であ
る。

【図５】本発明の第１の実施例に係る光変調器集積化発
光素子の駆動回路の構成図である。

【図６】本発明の第１の実施例に係る駆動回路の動作
（ＳIN＝「Ｈ」レベル時）を説明する等価回路図であ
る。

【図７】本発明の第１の実施例に係る駆動回路の動作
（ＳIN＝「Ｌ」レベル時）を説明する等価回路図であ
る。

【図８】本発明の第１の実施例に係る駆動回路の動作
（ＳIN＝「Ｈ」→「Ｌ」レベル時）を説明する等価回路
図である。

【図９】本発明の第１の実施例に係る駆動回路の動作
（ＳIN＝「Ｌ」→「Ｈ」レベル時）を説明する等価回路
図である。

【図10】本発明の第２の実施例に係る光変調器集積化発
光素子の駆動回路の構成図である。

【図11】本発明の第２の実施例に係る駆動回路を集積化
したＩＣと光変調器集積化発光素子とを接続した回路図
である。

【図12】本発明の第３の実施例に係る光変調器集積化発
光素子の駆動回路の構成図である。

【図13】本発明の第３の実施例に係る駆動回路を集積化
したＩＣと光変調器集積化発光素子とを接続した回路図
である。

【図14】本発明の第４の実施例に係る光変調器集積化発
光素子の駆動回路の構成図である。

【図15】本発明の第４の実施例に係る駆動回路を集積化
したＩＣと光変調器集積化発光素子とを接続した回路図
である。

【図16】本発明の第５の実施例に係る光変調器集積化発
光素子を駆動する方法の説明図である。

【図17】従来例に係る直接変調方式のレーザダイオード
の駆動回路及びその差動増幅器の構成図である。

【図18】従来例に係る駆動回路を光変調器集積化発光素
子の駆動に応用した構成図及びレーザダイオードと光変
調器集積化発光素子とのデバイス回路間電流の比較図で
ある。

【符号の説明】

１１…出力回路（差動増幅器）、１２…（補償回路）差
動補償回路、１３…光変調器集積化発光素子、１４…Ｄ
Ｃ電流源、１５…レーザドライバ（レーザ駆動回路）、
２２…半導体レーザダイオード（ＤＦＢレーザダイオー
ド）、２３…半導体光学変調器（光変調器）、２４，２
９，３７，３８…ＳＣＦＬ回路、２５，３０，３１，３
５，３６，…ソースフォロア回路、２７…ＡＰＣ回路、
３２，３９…プッシュプル回路、ＲＬ…負荷素子、Ｒ０
…回路調整素子、Ｔ１〜Ｔ６…第１〜第６のトランジス
タ、ＶREF …基準電圧、ＶＩＢ…第１のバイアス電圧、
ＶＩＰ…第２のバイアス電圧、ＳIN…入力信号、Ｖｍ…
駆動信号（変調電圧）、Ｉmod …デバイス回路間電流。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一導電型の半導体層と反対導電型の半導
   体層とに挟まれた変調活性層を有し、どちらか一方の前
   記半導体層が、同じ導電型を有する半導体レーザダイオ
   ードの半導体層と電気的に共通される半導体光学変調器
   を駆動する回路であって、 外部から入力される光変調用信号に基づいて前記半導体
   光学変調器に駆動信号を出力する出力回路と、 前記出力回路の駆動信号によって前記半導体光学変調器
   に流れる電流のバイパス路の抵抗を前記光変調用信号に
   基づいて調整し、該駆動信号の電圧レベルを一定に補償
   する補償回路とを備えていることを特徴とする光変調器
   用の駆動回路。
2. 【請求項２】 一導電型の半導体層と反対導電型の半導
   体層とに挟まれた変調活性層を有し、どちらか一方の前
   記半導体層が、同じ導電型を有する半導体レーザダイオ
   ードの半導体層と電気的に共通される半導体光学変調器
   を駆動する回路であって、 前記半導体光学変調器の光変調用の第１の制御信号と、
   前記第１の制御信号を反転した第２の制御信号に応じて
   差信号を出力する差動増幅器と、 前記差動増幅器からの差信号に応じて駆動信号を生成
   し、該駆動信号を前記半導体光学変調器に出力する出力
   回路とを備えていることを特徴とする駆動回路。
3. 【請求項３】 一導電型の半導体層と反対導電型の半導
   体層とに挟まれた変調活性層を有し、どちらか一方の前
   記半導体層が、同じ導電型を有する半導体レーザダイオ
   ードの半導体層と電気的に共通される半導体光学変調器
   を駆動する回路であって、 前記半導体光学変調器の光変調用の第１の制御信号と、
   前記第１の制御信号を反転した第２の制御信号に応じて
   第１及び第２の差信号を出力する差動増幅器と、 前記差動増幅器からの第１の差信号に応じて非反転出力
   信号を出力する第１のソースフォロア回路と、 前記差動増幅器からの第２の差信号に応じて反転出力信
   号を出力する第２のソースフォロア回路と、 前記第１のソースフォロア回路からの非反転出力信号及
   び前記第２のソースフォロア回路からの反転出力信号に
   応じて駆動信号を生成し、該駆動信号を前記半導体光学
   変調器に出力するプッシュプル回路とを備えていること
   を特徴とする駆動回路。
4. 【請求項４】 一導電型の半導体層と反対導電型の半導
   体層とに挟まれた変調活性層を有し、どちらか一方の前
   記半導体層が、同じ導電型を有する半導体レーザダイオ
   ードの半導体層と電気的に共通される半導体光学変調器
   を駆動する回路であって、 前記半導体光学変調器の光変調用の第１の制御信号に応
   じて非反転出力信号及び反転出力信号を出力する第１の
   ソースフォロア回路と、 前記第１の制御信号を反転した第２の制御信号に応じて
   非反転出力信号及び反転出力信号を出力する第２のソー
   スフォロア回路と、 前記第１及び第２のソースフォロア回路からの各々の非
   反転出力信号に応じて第１の出力電圧を出力する第１の
   差動増幅器と、 前記第１及び第２のソースフォロア回路からの各々の反
   転出力信号に応じて第２の出力電圧を出力する第２の差
   動増幅器と、 前記第１及び第２の差動増幅器からの第１及び第２の出
   力電圧に応じて駆動信号を生成し、該駆動信号を前記半
   導体光学変調器に出力するプッシュプル回路とを備えて
   いることを特徴とする駆動回路。
5. 【請求項５】 前記半導体光学変調器と、一導電型の半
   導体層と反対導電型の半導体層とに挟まれた活性層を有
   する半導体レーザダイオードとを共通の基板に集積化し
   た光変調器集積化発光素子の前記半導体光学変調器を駆
   動することを特徴とする請求項１、２、３及び４記載の
   いずれかの光変調器用の駆動回路。