JPH11238808A - ダイオードの温度補償回路およびレーザーダイオード駆動回路 - Google Patents
ダイオードの温度補償回路およびレーザーダイオード駆動回路Info
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- JPH11238808A JPH11238808A JP10041508A JP4150898A JPH11238808A JP H11238808 A JPH11238808 A JP H11238808A JP 10041508 A JP10041508 A JP 10041508A JP 4150898 A JP4150898 A JP 4150898A JP H11238808 A JPH11238808 A JP H11238808A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来のレーザーダイオードの温度補償は、サ
ーミスタを用いて行なっており、サーミスタの温度特性
が１次関数であるため、高精度の温度補償が困難であ
り、より精度の高い温度補償回路が望まれていた。 【解決手段】 温度補償しようとするレーザーダイオー
ド（４２）とは別個にダイオードを２個用意し、第１の
ダイオード（１２）に定電流源（１１）からの電流を流
して定電圧を発生する定電圧回路（１０）と、該定電圧
回路で発生された電圧を２乗する電圧２乗回路と、この
電圧２乗回路からの電圧を入力電圧とする電圧−電流変
換回路の出力電流を第２のダイオードに流してそのアノ
ード電圧を上記電圧−電流変換回路の入力側に負帰還さ
せるように構成するとともに、上記電圧−電流変換回路
の出力電流をカレントミラー回路（３２，３３）で転写
した電流をレーザーダイオードに流すようにした。
ーミスタを用いて行なっており、サーミスタの温度特性
が１次関数であるため、高精度の温度補償が困難であ
り、より精度の高い温度補償回路が望まれていた。 【解決手段】 温度補償しようとするレーザーダイオー
ド（４２）とは別個にダイオードを２個用意し、第１の
ダイオード（１２）に定電流源（１１）からの電流を流
して定電圧を発生する定電圧回路（１０）と、該定電圧
回路で発生された電圧を２乗する電圧２乗回路と、この
電圧２乗回路からの電圧を入力電圧とする電圧−電流変
換回路の出力電流を第２のダイオードに流してそのアノ
ード電圧を上記電圧−電流変換回路の入力側に負帰還さ
せるように構成するとともに、上記電圧−電流変換回路
の出力電流をカレントミラー回路（３２，３３）で転写
した電流をレーザーダイオードに流すようにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ダイオード特にレ
ーザーダイオードの温度補償に適用して有効な技術に関
し、レーザーダイオードと同一の温度特性を有するダイ
オードを利用してレーザーダイオードの温度補償を行な
うようにした技術に関する。
ーザーダイオードの温度補償に適用して有効な技術に関
し、レーザーダイオードと同一の温度特性を有するダイ
オードを利用してレーザーダイオードの温度補償を行な
うようにした技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に半導体素子は温度依存性を有して
おり、それをキャンセルするため種々の温度補償回路が
実用化されている。温度補償回路に関する技術として
は、例えばホール素子の温度依存性をキャンセルする温
度補償回路を提案した特公平３−５１１１８号や特開昭
５７−１９７８８３号などがある。
おり、それをキャンセルするため種々の温度補償回路が
実用化されている。温度補償回路に関する技術として
は、例えばホール素子の温度依存性をキャンセルする温
度補償回路を提案した特公平３−５１１１８号や特開昭
５７−１９７８８３号などがある。
【０００３】特公平３−５１１１８号の発明は、ホール
素子の磁気−電気変換特性は温度依存性が駆動電流の温
度依存性とほぼ一致することに着目し、ホール素子の駆
動電流を検出する監視手段と、検出された電流に比例し
た電圧を発生する回路とを設け、ホール素子の出力を弁
別するコンパレータに対して安定したスレッシュホール
ド電圧を与えることにより温度補償するようにしたもの
である。
素子の磁気−電気変換特性は温度依存性が駆動電流の温
度依存性とほぼ一致することに着目し、ホール素子の駆
動電流を検出する監視手段と、検出された電流に比例し
た電圧を発生する回路とを設け、ホール素子の出力を弁
別するコンパレータに対して安定したスレッシュホール
ド電圧を与えることにより温度補償するようにしたもの
である。
【０００４】また、特開昭５７−１９７８８３号の発明
は、ホール素子を適当な温度温度依存性を持った定電圧
源で駆動することにより、ホール素子の磁気−電気変換
特性の温度依存性を補償するようにしたものである。
は、ホール素子を適当な温度温度依存性を持った定電圧
源で駆動することにより、ホール素子の磁気−電気変換
特性の温度依存性を補償するようにしたものである。
【０００５】従来、コンパクトディスクのピックアップ
や光通信の送信用の発光素子として使用されるレーザー
ダイオードは、レーザー発振を開始するしきい値電流が
温度に比例して指数関数的に変化するという温度依存性
を有している。レーザーダイオードに関しても、従来よ
り負の抵抗温度係数を有するサーミスタを用いて温度依
存性をキャンセルする温度補償回路が実用化されてい
る。
や光通信の送信用の発光素子として使用されるレーザー
ダイオードは、レーザー発振を開始するしきい値電流が
温度に比例して指数関数的に変化するという温度依存性
を有している。レーザーダイオードに関しても、従来よ
り負の抵抗温度係数を有するサーミスタを用いて温度依
存性をキャンセルする温度補償回路が実用化されてい
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】レーザーダイオードの
発振を開始するしきい値電流はｅT/T0で表され、図２に
示されているように指数関数的に変化する。しかるに、
上記サーミスタを用いたレーザーダイオードの温度補償
回路にあっては、サーミスタの温度特性が１次関数であ
るため、高精度の温度補償が困難であり、より精度の高
い温度補償回路が望まれていた。なお、上記レーザーダ
イオードのしきい値電流の温度特性を表す関数ｅT/T0に
おいて、Ｔ0はダイオードの特性の一つを表すパラメー
タで、ダイオードによって固有の値をとる。
発振を開始するしきい値電流はｅT/T0で表され、図２に
示されているように指数関数的に変化する。しかるに、
上記サーミスタを用いたレーザーダイオードの温度補償
回路にあっては、サーミスタの温度特性が１次関数であ
るため、高精度の温度補償が困難であり、より精度の高
い温度補償回路が望まれていた。なお、上記レーザーダ
イオードのしきい値電流の温度特性を表す関数ｅT/T0に
おいて、Ｔ0はダイオードの特性の一つを表すパラメー
タで、ダイオードによって固有の値をとる。
【０００７】本発明の目的は、レーザーダイオードの温
度依存性を高精度に補償可能な駆動回路を提供し、もっ
てこの駆動回路を使用した光通信システムにおいて信号
のＳＮ比を向上させることができるようにすることにあ
る。
度依存性を高精度に補償可能な駆動回路を提供し、もっ
てこの駆動回路を使用した光通信システムにおいて信号
のＳＮ比を向上させることができるようにすることにあ
る。
【０００８】この発明の前記ならびにそのほかの目的と
新規な特徴については、本明細書の記述および添附図面
から明らかになるであろう。
新規な特徴については、本明細書の記述および添附図面
から明らかになるであろう。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を説明すれば、下記のと
おりである。
発明のうち代表的なものの概要を説明すれば、下記のと
おりである。
【００１０】すなわち、レーザーダイオードに限らずダ
イオードは一般に指数関数で表される温度特性を有する
点に着目し、温度補償しようとするレーザーダイオード
とは別個にダイオードを２個用意し、第１のダイオード
に定電流源からの電流を流して定電圧を発生する定電圧
回路と、該定電圧回路で発生された電圧を２乗する電圧
２乗回路と、この電圧２乗回路からの電圧を入力電圧と
する電圧−電流変換回路とを設け、前記電圧−電流変換
回路の出力電流を第２のダイオードに流してそのアノー
ド電圧を上記電圧−電流変換回路の入力側に負帰還させ
るように構成するとともに、上記電圧−電流変換回路の
出力電流をカレントミラー回路で転写した電流をレーザ
ーダイオードに流すようにしたものである。
イオードは一般に指数関数で表される温度特性を有する
点に着目し、温度補償しようとするレーザーダイオード
とは別個にダイオードを２個用意し、第１のダイオード
に定電流源からの電流を流して定電圧を発生する定電圧
回路と、該定電圧回路で発生された電圧を２乗する電圧
２乗回路と、この電圧２乗回路からの電圧を入力電圧と
する電圧−電流変換回路とを設け、前記電圧−電流変換
回路の出力電流を第２のダイオードに流してそのアノー
ド電圧を上記電圧−電流変換回路の入力側に負帰還させ
るように構成するとともに、上記電圧−電流変換回路の
出力電流をカレントミラー回路で転写した電流をレーザ
ーダイオードに流すようにしたものである。
【００１１】上記した手段によれば、レーザーダイオー
ドと同じ指数関数の温度特性を有するダイオードを用い
てレーザーダイオードに流す電流を生成しているため、
レーザーダイオードのしきい値電流が周囲温度によって
変化してもレーザーダイオードに流される電流はレーザ
ーダイオードのしきい値電流と同様な温度特性に従って
指数関数的に変化さるようになり、これによって精度の
高い温度補償を行なうことができる。
ドと同じ指数関数の温度特性を有するダイオードを用い
てレーザーダイオードに流す電流を生成しているため、
レーザーダイオードのしきい値電流が周囲温度によって
変化してもレーザーダイオードに流される電流はレーザ
ーダイオードのしきい値電流と同様な温度特性に従って
指数関数的に変化さるようになり、これによって精度の
高い温度補償を行なうことができる。
【００１２】上記電圧−電流変換回路は、上記電圧２乗
回路の出力電圧を非反転入力端子に受け上記第２のダイ
オードのアノード電圧を反転入力端子に受けるようにさ
れた演算増幅回路と、該演算増幅回路の出力電圧によっ
て制御されカレントミラー回路をなす第２の電流源およ
び第３の電流源とから構成され、上記第２電流源の電流
が上記第２のダイオードに流されてそのアノード電圧が
上記演算増幅回路の非反転入力端子に負帰還させるとと
もに、上記第３の電流源からの電流が温度補償すべきダ
イオードに流されるように構成されると良い。これによ
って、比較的簡単な構成で高精度の電圧−電流変換回路
を実現することができ、回路の占有面積ないしは回路の
実装密度を高めることができる。
回路の出力電圧を非反転入力端子に受け上記第２のダイ
オードのアノード電圧を反転入力端子に受けるようにさ
れた演算増幅回路と、該演算増幅回路の出力電圧によっ
て制御されカレントミラー回路をなす第２の電流源およ
び第３の電流源とから構成され、上記第２電流源の電流
が上記第２のダイオードに流されてそのアノード電圧が
上記演算増幅回路の非反転入力端子に負帰還させるとと
もに、上記第３の電流源からの電流が温度補償すべきダ
イオードに流されるように構成されると良い。これによ
って、比較的簡単な構成で高精度の電圧−電流変換回路
を実現することができ、回路の占有面積ないしは回路の
実装密度を高めることができる。
【００１３】また、望ましくは上記電圧−電流変換回路
の出力電流をカレントミラー回路で転写増幅した電流を
レーザーダイオードに流すようにする。これによって、
レーザーダイオードに流される電流に比べてダミーダイ
オード（第２のダイオード）に流れる電流を少なくする
ことができ、回路全体の消費電力を抑えることができ
る。
の出力電流をカレントミラー回路で転写増幅した電流を
レーザーダイオードに流すようにする。これによって、
レーザーダイオードに流される電流に比べてダミーダイ
オード（第２のダイオード）に流れる電流を少なくする
ことができ、回路全体の消費電力を抑えることができ
る。
【００１４】さらに、上記電圧２乗回路および電圧−電
流変換回路は各々オペアンプ（演算増幅回路）を用いた
アナログ集積回路で構成することができるが、定電圧回
路と電圧２乗回路および電圧電流変換回路を１つの半導
体集積回路として構成するようにしてもよい。
流変換回路は各々オペアンプ（演算増幅回路）を用いた
アナログ集積回路で構成することができるが、定電圧回
路と電圧２乗回路および電圧電流変換回路を１つの半導
体集積回路として構成するようにしてもよい。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施例を図
面に基づいて説明する。
面に基づいて説明する。
【００１６】図１は、本発明に係る温度補償回路を備え
たレーザーダイオードの駆動回路の一実施例を示す。
たレーザーダイオードの駆動回路の一実施例を示す。
【００１７】図１において、１０は定電圧回路、２０は
この定電圧回路１０で発生された電圧を２乗する電圧２
乗回路、３０はこの電圧２乗回路２０の出力電圧を電流
に変換する電圧−電流変換回路、４１は前記電圧電流変
換回路３０の第１の出力電流Ｉ1によって順方向電流が
流されるように接続されたダミーダイオード、４２は前
記電圧電流変換回路３０の第２の出力電流Ｉ2によって
駆動電流が流されるように接続されたレーザーダイオー
ドである。
この定電圧回路１０で発生された電圧を２乗する電圧２
乗回路、３０はこの電圧２乗回路２０の出力電圧を電流
に変換する電圧−電流変換回路、４１は前記電圧電流変
換回路３０の第１の出力電流Ｉ1によって順方向電流が
流されるように接続されたダミーダイオード、４２は前
記電圧電流変換回路３０の第２の出力電流Ｉ2によって
駆動電流が流されるように接続されたレーザーダイオー
ドである。
【００１８】この実施例では、上記定電圧回路１０は、
電源電圧Ｖｃｃと接地電位との間に直列形態に接続され
た定電流源１１と第１のダイオード１２とにより構成さ
れており、ダイオード１２に定電流源１１から供給され
る定電流Ｉ0が流されることによってそのアノード端子
ｎ０に順方向電圧Ｖd0に等しい定電圧が発生される。上
記ダイオード１２は、指数関数で表される温度特性を有
する素子であればどのような素子であってもよい。ダイ
オードは一般に指数関数で表される温度特性を有するの
で、ＰＮ接合ダイオード、ＰＩＮダイオードあるいはレ
ーザーダイオード等どのようなダイオードでも使用する
ことができる。
電源電圧Ｖｃｃと接地電位との間に直列形態に接続され
た定電流源１１と第１のダイオード１２とにより構成さ
れており、ダイオード１２に定電流源１１から供給され
る定電流Ｉ0が流されることによってそのアノード端子
ｎ０に順方向電圧Ｖd0に等しい定電圧が発生される。上
記ダイオード１２は、指数関数で表される温度特性を有
する素子であればどのような素子であってもよい。ダイ
オードは一般に指数関数で表される温度特性を有するの
で、ＰＮ接合ダイオード、ＰＩＮダイオードあるいはレ
ーザーダイオード等どのようなダイオードでも使用する
ことができる。
【００１９】上記定電圧回路１０で発生された定電圧Ｖ
d0は電圧２乗回路２０に入力されて２乗され、Ｖd02と
して出力される。この電圧２乗回路２０は、一般に汎用
ＩＣとして提供されているものを使用することができ
る。
d0は電圧２乗回路２０に入力されて２乗され、Ｖd02と
して出力される。この電圧２乗回路２０は、一般に汎用
ＩＣとして提供されているものを使用することができ
る。
【００２０】上記電圧−電流回路３０は、オペアンプ３
１と、該オペアンプ３１の出力電圧に応じた電流Ｉ1，
Ｉ2をそれぞれ流す定電流源３２，３３と、これらの定
電流源３２，３３がそれぞれ接続された一対の電流出力
端子３４，３５とを備え、上記電圧２乗回路２０の出力
電圧Ｖd02がオペアンプ３１の非反転入力端子（＋端
子）に印加されるとともに、上記定電流源３２，３３の
一方（この実施例では３２）に接続された第１の電流出
力端子３４が上記オペアンプ３１の反転入力端子（−端
子）に接続されている。上記第１の電流出力端子３４と
接地電位との間にはダミーダイオード４１が、また第２
の電流出力端子３５と接地電位との間にはレーザーダイ
オード４２が接続されている。上記ダミーダイオード４
１も、前記定電圧発生回路１０内のダイオード１１と同
様に、指数関数で表される温度特性を有する素子であれ
ばどのような素子であってもよい。
１と、該オペアンプ３１の出力電圧に応じた電流Ｉ1，
Ｉ2をそれぞれ流す定電流源３２，３３と、これらの定
電流源３２，３３がそれぞれ接続された一対の電流出力
端子３４，３５とを備え、上記電圧２乗回路２０の出力
電圧Ｖd02がオペアンプ３１の非反転入力端子（＋端
子）に印加されるとともに、上記定電流源３２，３３の
一方（この実施例では３２）に接続された第１の電流出
力端子３４が上記オペアンプ３１の反転入力端子（−端
子）に接続されている。上記第１の電流出力端子３４と
接地電位との間にはダミーダイオード４１が、また第２
の電流出力端子３５と接地電位との間にはレーザーダイ
オード４２が接続されている。上記ダミーダイオード４
１も、前記定電圧発生回路１０内のダイオード１１と同
様に、指数関数で表される温度特性を有する素子であれ
ばどのような素子であってもよい。
【００２１】さらに、この実施例の電圧−電流変換回路
３０は、第１の出力電流Ｉ1がダミーダイオード４１に
流され、その順方向電圧すなわちアノード電圧Ｖd1が上
記オペアンプ３１の反転入力端子に印加されている。こ
れによって、オペアンプ３１は、反転入力端子の電圧が
非反転入力端子の入力電圧Ｖd02に一致するように負帰
還動作される。しかるに、第１の電流出力端子３４には
ダミーダイオード４１が接続されており、このダミーダ
イオード４１の電圧−電流特性は指数関数で表される温
度依存性を有するため、ダミーダイオード４１の周囲温
度が変動してもオペアンプ３１の作用によって定電流源
３２が制御されてダミーダイオード４１にはその順方向
電圧Ｖd1が電圧２乗回路２０の出力電圧Ｖd02に一致す
るような電流Ｉ1が流されることとなる。
３０は、第１の出力電流Ｉ1がダミーダイオード４１に
流され、その順方向電圧すなわちアノード電圧Ｖd1が上
記オペアンプ３１の反転入力端子に印加されている。こ
れによって、オペアンプ３１は、反転入力端子の電圧が
非反転入力端子の入力電圧Ｖd02に一致するように負帰
還動作される。しかるに、第１の電流出力端子３４には
ダミーダイオード４１が接続されており、このダミーダ
イオード４１の電圧−電流特性は指数関数で表される温
度依存性を有するため、ダミーダイオード４１の周囲温
度が変動してもオペアンプ３１の作用によって定電流源
３２が制御されてダミーダイオード４１にはその順方向
電圧Ｖd1が電圧２乗回路２０の出力電圧Ｖd02に一致す
るような電流Ｉ1が流されることとなる。
【００２２】一方、上記電圧−電流変換回路３０内の定
電流源３２と３３は共にオペアンプ３１の出力電圧によ
って制御されて一種のカレントミラー回路を構成してい
る。そのため、上記第２電流出力端子３５に接続された
レーザーダイオード４２には、上記ダミーダイオード４
１に流れる電流と同一または比例した電流が流されるよ
うになり、レーザーダイオード４２のしきい値電流がそ
の周囲温度の変動により変化しても、それに応じて駆動
電流Ｉ2が変動される。その結果、この実施例に おける
レーザーダイオード４２は、周囲温度が変動しても自動
的に温度補償された駆動電流が流され、安定したレーザ
ー発振動作を行なう。
電流源３２と３３は共にオペアンプ３１の出力電圧によ
って制御されて一種のカレントミラー回路を構成してい
る。そのため、上記第２電流出力端子３５に接続された
レーザーダイオード４２には、上記ダミーダイオード４
１に流れる電流と同一または比例した電流が流されるよ
うになり、レーザーダイオード４２のしきい値電流がそ
の周囲温度の変動により変化しても、それに応じて駆動
電流Ｉ2が変動される。その結果、この実施例に おける
レーザーダイオード４２は、周囲温度が変動しても自動
的に温度補償された駆動電流が流され、安定したレーザ
ー発振動作を行なう。
【００２３】なお、上記実施例において、カレントミラ
ー回路を構成する定電流源３２，３３は各々ベース端子
にオペアンプ３１の出力電圧を受けエミッタが抵抗を介
して電源電圧端子に、またコレクタが電流出力端子３
４，３５に接続されたバイポーラトランジスタにより構
成することができ、その電流比はエミッタのサイズ比と
エミッタに接続された抵抗の比を所望の値に選択するこ
とにより設定することができる。
ー回路を構成する定電流源３２，３３は各々ベース端子
にオペアンプ３１の出力電圧を受けエミッタが抵抗を介
して電源電圧端子に、またコレクタが電流出力端子３
４，３５に接続されたバイポーラトランジスタにより構
成することができ、その電流比はエミッタのサイズ比と
エミッタに接続された抵抗の比を所望の値に選択するこ
とにより設定することができる。
【００２４】次に、本実施例のレーザーダイオード駆動
回路の温度補償機能を、数式を用いて説明する。
回路の温度補償機能を、数式を用いて説明する。
【００２５】レーザーダイオードのしきい値電流をＩt
h、周囲温度をＴ（絶対温度）で表すと、しきい値電流
Ｉthの温度依存性は、次式（１）で表せる。
h、周囲温度をＴ（絶対温度）で表すと、しきい値電流
Ｉthの温度依存性は、次式（１）で表せる。
【００２６】
【数１】 また、第１のダイオード１２に電流を流す定電流源１１
の電流をＩ0、第１のダイオード１２の順方向電圧をＶd
0とすると、Ｉ0は次式（２）で表されることが知られて
いる。
の電流をＩ0、第１のダイオード１２の順方向電圧をＶd
0とすると、Ｉ0は次式（２）で表されることが知られて
いる。
【００２７】
【数２】 なお、式（２）において、ｑは電子の電荷量、ｋはボル
ツマン係数である。式（２）を変形して、Ｖd0に関する
式として表すと、次式（３）のようになる。
ツマン係数である。式（２）を変形して、Ｖd0に関する
式として表すと、次式（３）のようになる。
【００２８】
【数３】 上記式（３）を２乗すると、
【００２９】
【数４】 となる。従って、前記実施例の電圧２乗回路２０の出力
電圧は、式（４）で表される。
電圧は、式（４）で表される。
【００３０】次に、ダミーダイオード４１の順方向電圧
をＶd1とすると、このダミーダイオード４１には定電流
源３２の電流Ｉ1が流れるため、Ｉ1とＶd1との関係は次
式（５）で表される。
をＶd1とすると、このダミーダイオード４１には定電流
源３２の電流Ｉ1が流れるため、Ｉ1とＶd1との関係は次
式（５）で表される。
【００３１】
【数５】 ここで、上記式（４）の電圧が電圧−電流変換回路３０
を構成するオペアンプ３１の非反転入力端子（＋）に印
加されると、オペアンプ３１は、反転入力端子（−）の
電圧が非反転入力端子（＋）の入力電圧Ｖd02に一致す
るように負帰還動作される。つまり、Ｖd1＝Ｖd02とな
るように動作する。従って、上記式（５）の右辺は、次
式（６）のようになる。
を構成するオペアンプ３１の非反転入力端子（＋）に印
加されると、オペアンプ３１は、反転入力端子（−）の
電圧が非反転入力端子（＋）の入力電圧Ｖd02に一致す
るように負帰還動作される。つまり、Ｖd1＝Ｖd02とな
るように動作する。従って、上記式（５）の右辺は、次
式（６）のようになる。
【００３２】
【数６】 従って、式（４）および式（６）より式（５）は、次式
（７）のように変形される。
（７）のように変形される。
【００３３】
【数７】 ところで、レーザーダイオード４２に流される定電流源
３３からの電流Ｉ2は、定電流源３２と３３とがカレン
トミラー回路を構成していることからＩ2はＩ1に比例す
る。つまり、Ｉ2∝Ｉ1である。ここで、Ｉ2とＩ1の比Ｉ
2／Ｉ1をＡとおくと、レーザーダイオード４２に流れさ
れる電流Ｉ2は、次式（８）で表される。
３３からの電流Ｉ2は、定電流源３２と３３とがカレン
トミラー回路を構成していることからＩ2はＩ1に比例す
る。つまり、Ｉ2∝Ｉ1である。ここで、Ｉ2とＩ1の比Ｉ
2／Ｉ1をＡとおくと、レーザーダイオード４２に流れさ
れる電流Ｉ2は、次式（８）で表される。
【００３４】
【数８】 上記式（８）より、(ｋln2Ｉ0)Ｔ／ｑ＝Ｔ／Ｔ0、つま
りｑ／(ｋln2Ｉ0)＝Ｔ0となるように定電流源１１の電
流Ｉ0 を設定してやれば、式（８）は式（１）と同じに
なるので、レーザーダイオード４２に流れる電流Ｉ2
は、温度Ｔに対して指数関数的に制御されることが分か
る。従って、レーザーダイオード４２のしきい値電流Ｉ
thが指数関数で表される温度依存性を有していても、図
１の実施例の回路においては、電圧−電流変換回路３０
が周囲温度に応じて指数関数的に変化する電流Ｉ2を第
２の電流 出力端子３５よりレーザーダミーダイオード
４２に流すことができるため、レーザーダイオード４２
は温度の変動に係わらず安定して発振動作するようにな
る。
りｑ／(ｋln2Ｉ0)＝Ｔ0となるように定電流源１１の電
流Ｉ0 を設定してやれば、式（８）は式（１）と同じに
なるので、レーザーダイオード４２に流れる電流Ｉ2
は、温度Ｔに対して指数関数的に制御されることが分か
る。従って、レーザーダイオード４２のしきい値電流Ｉ
thが指数関数で表される温度依存性を有していても、図
１の実施例の回路においては、電圧−電流変換回路３０
が周囲温度に応じて指数関数的に変化する電流Ｉ2を第
２の電流 出力端子３５よりレーザーダミーダイオード
４２に流すことができるため、レーザーダイオード４２
は温度の変動に係わらず安定して発振動作するようにな
る。
【００３５】以上説明したように、上記実施例は、温度
補償しようとするレーザーダイオードとは別個にダイオ
ードを２個用意し、第１のダイオードに定電流源からの
電流を流して定電圧を発生する定電圧回路と、該定電圧
回路で発生された電圧を２乗する電圧２乗回路と、この
電圧２乗回路からの電圧を入力電圧とする電圧−電流変
換回路とを設け、前記電圧−電流変換回路の出力電流を
第２のダイオードに流してそのアノード電圧を上記電圧
−電流変換回路の入力側に負帰還させるように構成する
とともに、上記電圧−電流変換回路の出力電流をカレン
トミラー回路で転写した電流をレーザーダイオードに流
すようにしたので、レーザーダイオードのしきい値電流
が周囲温度によって変化してもレーザーダイオードに流
される電流はレーザーダイオードのしきい値電流と同様
な温度特性に従って指数関数的に変化されるようにな
り、これによって精度の高い温度補償を行なうことがで
きるという効果がある。
補償しようとするレーザーダイオードとは別個にダイオ
ードを２個用意し、第１のダイオードに定電流源からの
電流を流して定電圧を発生する定電圧回路と、該定電圧
回路で発生された電圧を２乗する電圧２乗回路と、この
電圧２乗回路からの電圧を入力電圧とする電圧−電流変
換回路とを設け、前記電圧−電流変換回路の出力電流を
第２のダイオードに流してそのアノード電圧を上記電圧
−電流変換回路の入力側に負帰還させるように構成する
とともに、上記電圧−電流変換回路の出力電流をカレン
トミラー回路で転写した電流をレーザーダイオードに流
すようにしたので、レーザーダイオードのしきい値電流
が周囲温度によって変化してもレーザーダイオードに流
される電流はレーザーダイオードのしきい値電流と同様
な温度特性に従って指数関数的に変化されるようにな
り、これによって精度の高い温度補償を行なうことがで
きるという効果がある。
【００３６】また、上記電圧−電流変換回路の出力電流
をカレントミラー回路で転写増幅した電流をレーザーダ
イオードに流すようにしたので、レーザーダイオードに
流される電流に比べてダミーダイオード（第２のダイオ
ード）に流れる電流を少なくすることができ、回路全体
の消費電力を抑えることができるという効果がある。
をカレントミラー回路で転写増幅した電流をレーザーダ
イオードに流すようにしたので、レーザーダイオードに
流される電流に比べてダミーダイオード（第２のダイオ
ード）に流れる電流を少なくすることができ、回路全体
の消費電力を抑えることができるという効果がある。
【００３７】以上本発明者によってなされた発明を実施
例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例に
限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で
種々変更可能であることはいうまでもない。例えば上記
実施例では、電圧２乗回路２０と電圧電圧変換回路３０
をそれぞれ別個のＩＣチップで構成しているが、前記第
１および第２のダイオードを１つの半導体チップ上に形
成して同一の温度特性を持たせたり、さらにレーザーダ
イオードをも同一のチップ上に形成して第１および第２
のダイオードと同一の温度特性を持たせることにより、
温度補償精度を上げることができる。また、前記定電圧
発生回路１０を含めて１つの半導体集積回路として構成
したり、電圧２乗回路２０とオペアンプ３１の機能をＤ
ＳＰ（ディジタル・シグナル・プロセッサ）で置き換え
ることも可能である。
例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例に
限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で
種々変更可能であることはいうまでもない。例えば上記
実施例では、電圧２乗回路２０と電圧電圧変換回路３０
をそれぞれ別個のＩＣチップで構成しているが、前記第
１および第２のダイオードを１つの半導体チップ上に形
成して同一の温度特性を持たせたり、さらにレーザーダ
イオードをも同一のチップ上に形成して第１および第２
のダイオードと同一の温度特性を持たせることにより、
温度補償精度を上げることができる。また、前記定電圧
発生回路１０を含めて１つの半導体集積回路として構成
したり、電圧２乗回路２０とオペアンプ３１の機能をＤ
ＳＰ（ディジタル・シグナル・プロセッサ）で置き換え
ることも可能である。
【００３８】以上の説明では主として本発明者によって
なされた発明をその背景となった利用分野であるレーザ
ーダイオードの駆動回路に適用した場合について説明し
たがこの発明はそれに限定されるものでなく、発光ダイ
オードその他のダイオードは勿論、指数関数の温度特性
を有する素子の温度補償回路一般に利用することができ
る。
なされた発明をその背景となった利用分野であるレーザ
ーダイオードの駆動回路に適用した場合について説明し
たがこの発明はそれに限定されるものでなく、発光ダイ
オードその他のダイオードは勿論、指数関数の温度特性
を有する素子の温度補償回路一般に利用することができ
る。
【００３９】
【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記
のとおりである。
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記
のとおりである。
【００４０】すなわち、レーザーダイオードの温度依存
性を高精度に補償可能な駆動回路を実現することがで
き、これによってこの駆動回路を使用した光通信システ
ムにおいて信号のＳＮ比を向上させることができるよう
になる。
性を高精度に補償可能な駆動回路を実現することがで
き、これによってこの駆動回路を使用した光通信システ
ムにおいて信号のＳＮ比を向上させることができるよう
になる。
【図１】本発明に係る温度補償機能を備えたレーザーダ
イオードの駆動回路の一実施例を示す回路構成図であ
る。
イオードの駆動回路の一実施例を示す回路構成図であ
る。
【図２】レーザーダイオードのしきい値電流の温度特性
を示すグラフである。
を示すグラフである。
１０ 定電圧回路 １１ 定電流源 １２ 第１のダイオード ２０ 電圧２乗回路 ３０ 電圧−電流変換回路 ３１ オペアンプ ３２，３３ 定電流源 ３４ 第１の出力電流端子 ３５ 第２の出力電流端子 ４１ ダミーダイオード（第２のダイオード） ４２ レーザーダイオード
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｂ 10/26 10/14 10/04 10/06 (72)発明者 羽田 誠 東京都小平市上水本町五丁目20番１号 株 式会社日立制作所半導体事業部内 (72)発明者 塙 洋明 東京都小平市上水本町５丁目22番１号 株 式会社日立マイコンシステム内
Claims (8)
- 【請求項１】 第１のダイオードと該ダイオードに流す
電流を供給する第１の電流源とからなる定電圧回路と、
該定電圧回路で発生された電圧を２乗する電圧２乗回路
と、該電圧２乗回路からの出力電圧を入力電圧とする電
圧−電流変換回路とを備え、前記電圧−電流変換回路の
出力電流を第２のダイオードに流してそのアノード電圧
を上記電圧−電流変換回路の入力側に負帰還させるよう
に構成するとともに、上記電圧−電流変換回路の出力電
流をカレントミラー回路で転写した電流を温度補償すべ
きダイオードに流すように構成したことを特徴とするダ
イオードの温度補償回路。 - 【請求項２】 上記電圧−電流変換回路は、上記電圧２
乗回路の出力電圧を非反転入力端子に受け上記第２のダ
イオードのアノード電圧を反転入力端子に受けるように
された演算増幅回路と、該演算増幅回路の出力電圧によ
って制御されカレントミラー回路をなす第２の電流源お
よび第３の電流源とから構成され、上記第２電流源の電
流が上記第２のダイオードに流されてそのアノード電圧
が上記演算増幅回路の非反転入力端子に負帰還させると
ともに、上記第３の電流源からの電流が温度補償すべき
ダイオードに流されるように構成されてなることを特徴
とする請求項１に記載のダイオードの温度補償回路。 - 【請求項３】 上記カレントミラー回路の電流比が所定
の値に設定されることにより、上記第３の電流源に流さ
れる電流が上記第２の電流源に流される電流よりも大き
くなるように設定されていることを特徴とする請求項１
または２に記載のダイオードの温度補償回路。 - 【請求項４】 第１のダイオードと該ダイオードに流
す電流を供給する第１の電流源とからなる定電圧発生回
路と、 該定電圧回路で発生された電圧を２乗する電圧２乗回路
と、 上記電圧２乗回路の出力電圧を非反転入力端子に受け上
記第２のダイオードのアノード電圧を反転入力端子に受
けるようにされた演算増幅回路と、該演算増幅回路の出
力電圧によって制御されカレントミラー回路をなす第２
の電流源および第３の電流源とにより構成された電圧−
電流変換回路とを備え、 上記第２の電流源はダミーダイオードが接続される第１
の電流出力端子に結合されるとともに、上記第３の電流
源はレーザーダイオードが接続される第２の電流出力端
子に結合され、上記第１の電流出力端子の電圧が上記演
算増幅回路の反転入力端子に負帰還させるように構成さ
れてなることを特徴とするレーザーダイオードの駆動回
路。 - 【請求項５】 上記電圧２乗回路および上記電圧−電流
変換回路はそれぞれが異なる半導体チップ上において半
導体集積回路として形成されていることを特徴とする請
求項４に記載のレーザーダイオードの駆動回路。 - 【請求項６】 上記第１および第２のダイオードが１つ
の半導体チップ上に形成されていることを特徴とする請
求項４に記載のレーザーダイオードの駆動回路。 - 【請求項７】 上記第１および第２のダイオードと上記
レーザーダイオードが１つの半導体チップ上に形成され
ていることを特徴とする請求項４に記載のレーザーダイ
オードの駆動回路。 - 【請求項８】 上記定電圧発生回路と上記電圧２乗回路
および上記電圧−電流変換回路が一つの単結晶シリコン
チップ上に形成されてなることを特徴とする請求項４、
６または７に記載のレーザーダイオードの駆動回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10041508A JPH11238808A (ja) | 1998-02-24 | 1998-02-24 | ダイオードの温度補償回路およびレーザーダイオード駆動回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10041508A JPH11238808A (ja) | 1998-02-24 | 1998-02-24 | ダイオードの温度補償回路およびレーザーダイオード駆動回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11238808A true JPH11238808A (ja) | 1999-08-31 |
Family
ID=12610318
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10041508A Pending JPH11238808A (ja) | 1998-02-24 | 1998-02-24 | ダイオードの温度補償回路およびレーザーダイオード駆動回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11238808A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0973278A2 (de) * | 1998-07-15 | 2000-01-19 | Alcatel | Temperaturstabilisation eines Predistorters mit Spannungsspeisung |
| WO2007125983A1 (ja) * | 2006-04-28 | 2007-11-08 | Omron Corporation | 発光素子回路、光伝送システム、光伝送モジュール、電子機器 |
| JP2009038081A (ja) * | 2007-07-31 | 2009-02-19 | Nippon Avionics Co Ltd | 半導体レーザ駆動回路およびレーザ溶着電源 |
| JP2009521016A (ja) * | 2005-11-07 | 2009-05-28 | ローソン ラブス，インコーポレーテッド | 累乗フィードバック・ループを用いた電力変換レギュレータ |
| US20100142587A1 (en) * | 2008-12-09 | 2010-06-10 | Mikihiro Kajita | Temperature measurement circuit |
| JP2016144168A (ja) * | 2015-02-05 | 2016-08-08 | 三菱電機株式会社 | 光半導体素子駆動回路 |
-
1998
- 1998-02-24 JP JP10041508A patent/JPH11238808A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0973278A2 (de) * | 1998-07-15 | 2000-01-19 | Alcatel | Temperaturstabilisation eines Predistorters mit Spannungsspeisung |
| EP0973278A3 (de) * | 1998-07-15 | 2004-02-18 | Avanex Corporation | Temperaturstabilisation eines Predistorters mit Spannungsspeisung |
| JP2009521016A (ja) * | 2005-11-07 | 2009-05-28 | ローソン ラブス，インコーポレーテッド | 累乗フィードバック・ループを用いた電力変換レギュレータ |
| WO2007125983A1 (ja) * | 2006-04-28 | 2007-11-08 | Omron Corporation | 発光素子回路、光伝送システム、光伝送モジュール、電子機器 |
| JP2007300429A (ja) * | 2006-04-28 | 2007-11-15 | Omron Corp | 発光素子回路、光伝送システム、光伝送モジュール、電子機器 |
| KR101023300B1 (ko) * | 2006-04-28 | 2011-03-18 | 오므론 가부시키가이샤 | 발광 소자 회로, 광전송 시스템, 광전송 모듈, 전자 기기 |
| JP2009038081A (ja) * | 2007-07-31 | 2009-02-19 | Nippon Avionics Co Ltd | 半導体レーザ駆動回路およびレーザ溶着電源 |
| US20100142587A1 (en) * | 2008-12-09 | 2010-06-10 | Mikihiro Kajita | Temperature measurement circuit |
| JP2016144168A (ja) * | 2015-02-05 | 2016-08-08 | 三菱電機株式会社 | 光半導体素子駆動回路 |
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