JPH0983442A - 発光素子駆動回路 - Google Patents

発光素子駆動回路

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JPH0983442A
JPH0983442A JP7233610A JP23361095A JPH0983442A JP H0983442 A JPH0983442 A JP H0983442A JP 7233610 A JP7233610 A JP 7233610A JP 23361095 A JP23361095 A JP 23361095A JP H0983442 A JPH0983442 A JP H0983442A
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JP
Japan
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current
npn
turned
type transistor
emitting element
Prior art date
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JP7233610A
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English (en)
Inventor
Masaaki Yusa
公明 遊佐
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Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 応答速度の遅いpnp形トランジスタを用い
てもレーザダイオードの発光・消光を瞬時に行う半導体
レーザ駆動回路。 【解決手段】 ハイレベルの電気信号の入力によりカレ
ントミラー回路2が電流io を出力したときは、スピー
ドアップ抵抗Rp 及びレーザダイオードLDの内部抵抗
Rs の和とスピードアップコンデンサCp との時定数に
基づいて形成される正の微分電流id(tr) でその電流i
o を補償し、ローレベルの電気信号の入力によりカレン
トミラー回路2が電流io の出力を遮断したときは、前
記時定数に基づいて形成される負の微分電流id(tf) で
電流io を補償して、レーザダイオードLDの発光・消
光を瞬時に行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば光通信装置
の光送信回路に用いられる半導体レーザ駆動回路に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、光送信回路に用いられる半導体
レーザ駆動回路として、例えば以下に示すような回路が
ある。入力の電気信号をそのまま出力すると同時に、そ
の電気信号のレベルを反転して出力するバッファ回路
と、バッファ回路の出力電気信号のレベルがハイレベル
のときにオンする第1及び第2のnpn形トランジスタ
と、第1及び第2のnpn形トランジスタのエミッタ側
に設けられた定電流源と、第1のnpn形トランジスタ
と接地との間に設けられたレーザダイオードと、レーザ
ダイオードのアノード及び接地の接続点と定電流源に接
続されたAPC回路との間に設けられたホトダイオード
とからなる半導体レーザ駆動回路で、第1のnpn形ト
ランジスタがオンしたときに、レーザダイオードが負の
定電流によって発光する。
【0003】また、この他の回路として一対のpnp形
トランジスタからなるカレントミラー回路を用いた半導
体レーザ駆動回路がある。これは、前記と同様のバッフ
ァ回路、第1及び第2のnpn形トランジスタと、第1
及び第2のnpn形トランジスタのエミッタ側と接地と
の間に設けられた定電流源と、第1のnpn形トランジ
スタがオンしたときに導通して正の電流をレーザダイオ
ードに出力する一対のpnpトランジスタからなるカレ
ントミラー回路と、レーザダイオードのカソード及び接
地の接続点と定電流源に接続されたAPC回路との間に
設けられたホトダイオードとからなり、第1のnpn形
トランジスタがオンしたときに一対のpnp形トランジ
スタがオンしてレーザダイオードを発光させる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、文献の「超
LSIのためのアナログ集積回路設計技術 上巻」(グ
レイ/メイヤー共著、永田穣 監訳、培風館、1991
年9月10日、初版第4刷 第2項第70頁〜第154
頁)にも明記されているように、一般的なトランジスタ
の高速性能に注目した場合、集積回路/デバイス単体を
問わず、pnp形トランジスタはnpn形トランジスタ
と比較して高速動作には不向きな構造になっている。そ
のため、高速な光通信を達成する回路としては、後者の
回路では高速化を達成することができず、前者のような
負の電源でレーザダイオードを直接駆動するnpn形ト
ランジスタを用いた半導体レーザ駆動回路が採用されて
いた。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明に係る発光素子駆
動回路は、電気信号が入力されたときにオンする第1の
npn形トランジスタと、前記電気信号が入力されたと
きにオフする第2のnpn形トランジスタと、前記第1
のnpn形トランジスタがオンすると同時に前記第2の
npn形トランジスタがオフしたときは電流を出力し、
前記第1のnpn形トランジスタがオフすると同時に前
記第2のnpn形トランジスタがオンしたときは前記電
流の出力を遮断する一対のpnp形トランジスタと、前
記第2のnpn形トランジスタがオフのときは前記出力
電流の立ち上がりを補償し、前記第2のnpn形トラン
ジスタがオンのときは前記出力電流の立ち下がりを補償
する電流補償回路と、電流補償回路により補償された前
記出力電流の入力に基づいて発光する発光素子とを備え
たものである。
【0006】本発明においては、発光素子駆動回路に電
気信号が入力されると、第1のnpn形トランジスタが
オンすると同時に、第2のnpn形トランジスタがオフ
し、一対のpnp形トランジスタが第1のnpn形トラ
ンジスタのオンにより導通して電流を出力する。このと
き、電流補償回路がその出力電流の立ち上がりを補償
し、そのため、発光素子は補償された電流の立ち上がり
により瞬時に発光する。また、電気信号の入力が断たれ
たときは、第1のnpn形トランジスタがオフすると同
時に、第2のnpn形トランジスタがオンするので、前
述した一対のpnp形トランジスタがオフ状態となって
電流の出力を遮断する。このときは、電流補償回路がそ
の出力電流の立ち下がりを補償し、発光素子は補償され
た電流の立ち下がりに基づいて瞬時に消光する。
【0007】
【発明の実施の形態】図1は本発明の実施形態を示す回
路図、図2はその回路図の動作を説明するための波形図
である。図において、1は入力の電気信号をそのまま出
力すると同時に、その電気信号のレベルを反転して出力
するバッファ回路、Q1,Q2はバッファ回路1の出力
電気信号のレベルがハイレベルのときにオンする第1及
び第2のnpn形トランジスタ、Iは第1及び第2のn
pn形トランジスタのエミッタ側と接地との間に設けら
れた定電流源、2は一対のpnp形トランジスタQ3,
Q4からなるカレントミラー回路で、各エミッタが電源
Vccに接続され、第1のnpn形トランジスタQ1がオ
ンすると同時に第2のnpn形トランジスタQ2がオフ
すると導通状態になってpnp形トランジスタQ4のコ
レクタから電流io を出力する。
【0008】LDは内部抵抗Rs を有するレーザダイオ
ードで、アノードがpnp形トランジスタQ4のコレク
タに接続され、カソードが接地側に接続されている。P
Dはホトダイオードで、アノードが接地側に接続され、
カソードがレーザダイオードLDとレーザダイオードL
Dの大きな温度特性(駆動電流値対光出力電力)を補償
するAPC( Automatic Power Control) 回路3を
介して定電流源I側に接続されている。
【0009】Rp はスピードアップ抵抗で、一端が第2
のnpn形トランジスタQ2のコレクタに接続され、他
端が電源Vcc側に接続されている。Cp はスピードアッ
プコンデンサで、一端が第2のnpn形トランジスタQ
2のコレクタに接続され、他端がレーザダイオードLD
のアノードに接続されている。なお、前述したスピード
アップ抵抗Rp 、スピードアップコンデンサCp 及びレ
ーザダイオードLDの内部抵抗Rs で本発明の電流補償
回路が構成され、スピードアップ抵抗Rp の値はレーザ
ダイオードLDの内部抵抗Rs より十分に大きく設定さ
れている。
【0010】次に、図2の波形図を参照しながら動作を
説明する。電気信号がローレベルからハイレベルに切り
替わると、バッファ回路1がハイレベルの電気信号を第
1のnpn形トランジスタQ1に出力してオンすると同
時に、その信号のレベルを反転した電気信号を第2のn
pn形トランジスタQ2に出力してオフする。このと
き、第1のnpn形トランジスタQ1のオンによりカレ
ントミラー回路2のpnp形トランジスタQ3,Q4が
導通状態になり、pnp形トランジスタQ4のコレクタ
より電流io が出力される。この電流io は図2(b)
に示すようにpnp形トランジスタQ3,Q4の応答が
遅いためにゆっくり立ち上がり、その後の波形は、電気
信号ハイレベル時においてはレーザダイオードLD及び
pnp形トランジスタQ4のコレクタの接続点における
浮遊容量CとレーザダイオードLDの内部抵抗Rs との
時定数により形成される。
【0011】一方、第2のnpn形トランジスタQ2が
オフしたとき、電源Vccからの電流id(tr) がスピード
アップ抵抗Rp を介してスピードアップコンデンサCp
を通過し、前記出力電流io と共にレーザダイオードL
Dに流れる。この電流id(tr) のスピードアップコンデ
ンサCp の通過は一瞬で、時間の経過と共にスピードア
ップコンデンサCp を充電するため、電気信号ハイレベ
ル時においては、スピードアップ抵抗Rp 及び内部抵抗
Rs の和とスピードアップコンデンサCp との時定数に
基づいて次第に下降し、微分電流id(tr) を形成する。
このとき、レーザダイオードLDは、微分電流id(tr)
により補償された出力電流id(tr) によって瞬時に発光
し、電気信号ハイレベル時においてはその光の出力は図
2(d)に示すような波形になる。
【0012】電気信号がハイレベルからローレベルに切
り替わると、バッファ回路1がローレベルの電気信号を
第1のnpn形トランジスタQ1に出力してオフすると
同時に、その信号のレベルを反転した電気信号を第2の
npn形トランジスタQ2に出力してオンする。このと
き、第1のnpn形トランジスタQ1のオフにより前記
一対のpnp形トランジスタQ3,Q4がオフになるの
で、pnp形トランジスタQ4からの電流io が遮断さ
れる。このときの電流io は、前述したように浮遊容量
CとレーザダイオードLDの内部抵抗Rs との時定数に
基づいてゆっくり下がり始める(図2(b)参照)。
【0013】一方、第2のnpn形トランジスタQ2が
オンしたとき、スピードアップコンデンサCp は、充電
された電荷を浮遊容量Cと共に第2のnpn形トランジ
スタQ2側に放電する。このときの放電は、第2のnp
n形トランジスタQ2のオンにより形成される並列のス
ピードアップ抵抗Rp 及び内部抵抗Rs の和とスピード
アップコンデンサCp との時定数に基づいた放電で、負
の微分電流id(t f)となる。そのため、レーザダイオ
ードLDは、電気信号のレベルがローになると同時に消
光する。
【0014】本実施形態においては、レーザダイオード
LDを発光させる際、カレントミラー回路2の出力電流
io を正の微分電流id(tr) で補償し、消光させる際に
は前記出力電流io を負の微分電流id(tf) で補償する
ようにしたので、応答速度の遅いpnp形トランジスタ
Q3,Q4からなるカレントミラー回路2を用いても、
レーザダイオードLDを従来と比べ瞬時に発光・消光さ
せることができるという効果がある(図2(d)参
照)。
【0015】なお、本実施形態では、発光素子としてレ
ーザダイオードLDを用いて例示したが、それに代えて
LEDを使用してもよい。また、光通信に限らず、負荷
に対して定電流を供給して駆動し、信号を伝送する送信
回路全般に利用できることはいうまでもない。
【0016】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、電流補償
回路が、一対のpnp形トランジスタの出力電流の立ち
上がり及び立ち下がりをそれぞれ補償するので、発光素
子駆動回路に応答速度の遅いpnp形トランジスタを用
いても発光素子を瞬時に発光・消光させることができる
という効果が得られている。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態を示す回路図である。
【図2】回路図の動作を説明するための波形図である。
【符号の説明】
1 バッファ回路 2 カレントミラー回路 Q1 npn形トランジスタ Q2 npn形トランジスタ Q3 pnp形トランジスタ Q4 pnp形トランジスタ Rp スピードアップ抵抗 Cp スピードアップコンデンサ LD レーザダイオード C 浮遊容量
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H04B 10/26

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電気信号が入力されたときにオンする第
    1のnpn形トランジスタと、 前記電気信号が入力されたときにオフする第2のnpn
    形トランジスタと、 前記第1のnpn形トランジスタがオンすると同時に前
    記第2のnpn形トランジスタがオフしたときは電流を
    出力し、前記第1のnpn形トランジスタがオフすると
    同時に前記第2のnpn形トランジスタがオンしたとき
    は前記電流の出力を遮断する一対のpnp形トランジス
    タと、 前記第2のnpn形トランジスタがオフのときは前記出
    力電流の立ち上がりを補償し、前記第2のnpn形トラ
    ンジスタがオンのときは前記出力電流の立ち下がりを補
    償する電流補償回路と、 該電流補償回路により補償された前記出力電流の入力に
    基づいて発光する発光素子とを備えたことを特徴とする
    発光素子駆動回路。
  2. 【請求項2】 前記電流補償回路は、前記第2のnpn
    形トランジスタのコレクタ側に設けられた抵抗と、前記
    コレクタと前記発光素子の入力側との間に設けられたコ
    ンデンサと、前記発光素子の内部抵抗とからなり、前記
    抵抗、コンデンサ及び内部抵抗による時定数により形成
    される微分電流で前記出力電流を補償することを特徴と
    する請求項1記載の発光素子駆動回路。
JP7233610A 1995-09-12 1995-09-12 発光素子駆動回路 Pending JPH0983442A (ja)

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