JPS58162085A - Protecting circuit - Google Patents
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- JPS58162085A JPS58162085A JP57045017A JP4501782A JPS58162085A JP S58162085 A JPS58162085 A JP S58162085A JP 57045017 A JP57045017 A JP 57045017A JP 4501782 A JP4501782 A JP 4501782A JP S58162085 A JPS58162085 A JP S58162085A
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
- H01S5/068—Stabilisation of laser output parameters
- H01S5/06825—Protecting the laser, e.g. during switch-on/off, detection of malfunctioning or degradation
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はレーザダイオード等発光素子の保護回路に関し
、素子に静電サージ等の異常な電圧が゛印加された場合
の素子の破壊を確実に防止するようにしたものである。[Detailed Description of the Invention] The present invention relates to a protection circuit for a light emitting element such as a laser diode, and is designed to reliably prevent destruction of the element when an abnormal voltage such as an electrostatic surge is applied to the element. be.
第１図は従来の保護回路を示すものであり、１゜１は入
力端子、２，２は出力端子、Ｒ，Ｚｐは入力端子１，１
間に挿入された抵抗およびツェナーダイオード、３は出
力端子２，２間１（接続された発光素子である。Figure 1 shows a conventional protection circuit, where 1゜1 is an input terminal, 2 and 2 are output terminals, and R and Zp are input terminals 1 and 1.
A resistor and a Zener diode 3 are inserted between the output terminals 2 and 1 (a light emitting element connected between the two).
上記構成において、入力端子１，１に静電サージのよう
な異常電圧が加わると、大刀電圧Ｖ１ が異常に高くな
る。ところが、ツェナーダイオードｚＤの作用により、
第２図に示すようにへカ電圧ｖ１がツェナーダイオード
ｚＤに対して逆方向に上昇しても、出力電圧Ｖ２はツェ
ナーダイオードｚＤのツェナー電圧７２以上にはならな
い。また入力電圧ｖ１がツェナーダイオードｚＤに対し
順方向に上昇しても、出力電圧ｖ２はツェナーダイオー
ドＺＤのアノード・カソード間の順方向電圧ｖＡＫ以」
二にはならない。このようにして入力端子１，１に異常
な電圧が印加されても、出力端子２．２にはツェナーダ
イオードＺＤでクランプされた電圧以上の電圧は現われ
ず、ギ光素子の破壊が防止される。In the above configuration, when an abnormal voltage such as an electrostatic surge is applied to the input terminals 1, 1, the long sword voltage V1 becomes abnormally high. However, due to the action of Zener diode zD,
As shown in FIG. 2, even if the voltage v1 increases in the opposite direction to the Zener diode zD, the output voltage V2 does not exceed the Zener voltage 72 of the Zener diode zD. Furthermore, even if the input voltage v1 increases in the forward direction with respect to the Zener diode ZD, the output voltage v2 will be higher than the forward voltage vAK between the anode and cathode of the Zener diode ZD.
It won't be two. In this way, even if an abnormal voltage is applied to the input terminals 1 and 1, no voltage higher than the voltage clamped by the Zener diode ZD will appear at the output terminals 2 and 2, thereby preventing destruction of the photoelectric element. .
しかしながら、一般にツェナーダイオードＺＤにはかな
り大きな値の接合容量が存在し、これか原因で第２図に
ｔｄ１〜ｔｄ４で示すような応答遅れが発生する。However, the Zener diode ZD generally has a fairly large junction capacitance, which may be the cause of response delays as shown at td1 to td4 in FIG. 2.
特に発光素子３としてレーザダイオードのようにツェナ
ーダイオードＺＤよりも応答の速いものを使用した場合
には、異常電圧が加わった瞬間に、発光素子が保護回路
の応答よりも速く反応してしまい、ツェナーダイオード
ＺＤが応答するまでの期間、発光素子３に異常電圧がそ
のまま印加され、発光素子３が破壊するとか、特性が劣
化するという問題がある。In particular, if a laser diode, which has a faster response than the Zener diode ZD, is used as the light emitting element 3, the moment an abnormal voltage is applied, the light emitting element will react faster than the protection circuit, causing the Zener There is a problem that an abnormal voltage is directly applied to the light emitting element 3 until the diode ZD responds, and the light emitting element 3 may be destroyed or its characteristics may deteriorate.
本発明はツェナーダイオードの応答遅れを等測的に減ら
すことにより、このような従来の問題を解決する保護回
路を提供するものである。The present invention provides a protection circuit that solves these conventional problems by isometrically reducing the response delay of the Zener diode.
以下本発明の一実施例を第３図とともに説明する。An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
第３図において、第１図と実質的に同一機能を有するも
のには同一符号を付して説明を省略する。In FIG. 3, parts having substantially the same functions as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and explanations thereof will be omitted.
Ｄｌ、Ｄ２は逆並列接続したダイオードであり、この並
列回路をツェナーダイオードＺＤに直列に接続すること
によってクランプ回路を構成している。Ｒ１−Ｒ３は抵
抗、Ｃはコイルである。なお、Ｌ記ダイオードＤ１．Ｄ
２ はツェナーダイオードＺＤの接合容量より小さい接
合容量のもので構成されている。Dl and D2 are diodes connected in antiparallel, and a clamp circuit is constructed by connecting this parallel circuit in series with the Zener diode ZD. R1-R3 are resistors, and C is a coil. Note that the diode D1. D
2 is constructed with a junction capacitance smaller than that of the Zener diode ZD.
上記構成において、入力端子１，１に静電サージのよう
な異常電、圧が加わると、入力電圧■１ が異常に高く
なる。このとき入力電圧■１がツェナーダイオードＺＤ
に対して逆方向に上昇すると、ツェナーダイオードｚＤ
の動作点はツェナー領域に入り、またダイオードＤ１
がオンになる。このため出力端子２，２に現われる出力
電圧■２は、第４図に示すようにツェナーダイオードＺ
Ｄのツェナー電圧ｖＺと、ダイオードＤ１ のアノード
・カソード間順方向電圧ｖＡＫ とを加え合わせた電圧
とクランプされる。In the above configuration, when an abnormal voltage or voltage such as an electrostatic surge is applied to the input terminals 1, 1, the input voltage 1 becomes abnormally high. At this time, the input voltage ■1 is the Zener diode ZD
When rising in the opposite direction to zener diode zD
The operating point of is in the Zener region, and the diode D1
is turned on. Therefore, the output voltage 2 appearing at the output terminals 2 and 2 is caused by the Zener diode Z as shown in FIG.
It is clamped to a voltage that is the sum of the Zener voltage vZ of D and the forward voltage vAK between the anode and cathode of the diode D1.
また入力電圧ｖ１ がツェナーダイオードＺＤに対して
順方向に上昇すると、ツェナーダイオードｚＤがオンと
なり、ダイオードＤ２がオンとなる。Further, when the input voltage v1 increases in the forward direction with respect to the Zener diode ZD, the Zener diode ZD is turned on, and the diode D2 is turned on.
このため出力電圧ｖ２はツェナーダイオードＺＤとダイ
オードＤ２の各アノード・カソード間順方向電圧ｖＡＫ
、ｖＡＫを加えた電圧にクランプされる。Therefore, the output voltage v2 is the forward voltage vAK between the anode and cathode of the Zener diode ZD and the diode D2.
, vAK.
このようにして入力端子１，１に異常な電圧か印加され
ても、出力端子２，２にはクランプ回路でクランプされ
た電圧以上の電圧は出力されず、これによって発光素子
の破壊が防止される。In this way, even if an abnormal voltage is applied to input terminals 1 and 1, a voltage higher than the voltage clamped by the clamp circuit will not be output to output terminals 2 and 2, thereby preventing destruction of the light emitting element. Ru.
ここで、応答速度に関係する接合容量について、第５図
（ａ） 、 （ｂ） 、 （ｃ）を用いて説明する。Here, the junction capacitance related to the response speed will be explained using FIGS. 5(a), (b), and (c).
上記実施例のクランプ回路は第５図（ａ）で示されるが
、ツェナーダイオードｚＤ１ダイオードＤ、。The clamp circuit of the above embodiment is shown in FIG. 5(a), and includes a Zener diode zD1 and a diode D.
Ｄ２の各接合容量をＣ２，ＣＤ１．ＣＤ２で表わし、こ
れらの接合容量のみの接続関係を示すと第５図（ｂ）の
ようになる。ここで前述のようにダイオードＤ１．Ｄ２
としてツェナーダイオードＺＤより接合台μの小さいも
のを使用すれば、すなわち、ＣＤ１、ＣＤ２〈ＣＺとす
れば、第５図（Ｃ）で示されるような合成容置ＣはＣｚ
ＣＤｌ・ＣＤ２となり結果的にＣくＣＺとなる。Let each junction capacitance of D2 be C2, CD1. Expressed by CD2, the connection relationship of only these junction capacitances is shown in FIG. 5(b). Here, as mentioned above, the diode D1. D2
If a junction board μ smaller than that of the Zener diode ZD is used, that is, if CD1, CD2<CZ, then the composite container C as shown in FIG. 5(C) becomes Cz
CDl and CD2, resulting in C and CZ.
このように上記実施例によれば、等測的にツェナーダイ
オードｚＤの接合容量を減少させることができるから、
異常電圧か加わった瞬間に、ツェナーダイオードＺＤが
発光素子３よりも速く反応して異常電圧を確実に吸収し
、ツェナー電圧の応答遅れによる発光素子３の破壊や特
性の劣化を防止することができる。As described above, according to the above embodiment, it is possible to reduce the junction capacitance of the Zener diode zD in an isometric manner.
At the moment when an abnormal voltage is applied, the Zener diode ZD reacts faster than the light emitting element 3 and reliably absorbs the abnormal voltage, making it possible to prevent destruction of the light emitting element 3 or deterioration of characteristics due to a delay in response of the Zener voltage. .
第４図のｖ２は実際の測定結果を示すものであり、第２
図のｖ２と比べると、入力電圧ｖ１がツェナーダイオー
ドｚＤの逆方向に上昇した時には立上り部分の応答が改
善され、順方向に上昇したときには立上り、立下りの両
方が改善され、特に立下りの応答速度が大幅に改善され
ていることがわかる。v2 in Fig. 4 shows the actual measurement results, and
Compared to v2 in the figure, when the input voltage v1 rises in the opposite direction of the Zener diode zD, the response in the rising part is improved, and when it rises in the forward direction, both the rise and fall are improved, especially the falling response. It can be seen that the speed has been significantly improved.
ところで、入力端子１，１を高インピーダンスの電圧源
に接続する場合は余り問題にならないが、低インピーダ
ンスの電圧源に接続する場合には、入力端子１，１に印
加される電圧によって、クランプ回路を構成するツェナ
ーダイオードＺＤやダイオードＤ１．Ｄ２そのものが破
壊されるおそれがある。これを防止するためには、第３
図に示すようにクランプ回路と直列に保護抵抗Ｒ１を接
続すれはよい。By the way, if the input terminals 1, 1 are connected to a high impedance voltage source, this is not a problem, but if the input terminals 1, 1 are connected to a low impedance voltage source, the voltage applied to the input terminals 1, 1 will affect the clamp circuit. Zener diode ZD and diode D1. D2 itself may be destroyed. To prevent this, the third
It is preferable to connect a protective resistor R1 in series with the clamp circuit as shown in the figure.
また、クランプ電圧が発光素子３の順方向電圧よりも低
いと、発光素子３を十分に駆動することができない。こ
れを防止するためには、発光素子３と直列に抵抗Ｒ２を
接続し、その値をクランプ電圧が印加された際に発光素
子３に適止な電流が流れるように定めればよい。Further, if the clamp voltage is lower than the forward voltage of the light emitting element 3, the light emitting element 3 cannot be sufficiently driven. In order to prevent this, a resistor R2 may be connected in series with the light emitting element 3, and its value may be determined so that an appropriate current flows through the light emitting element 3 when the clamp voltage is applied.
また、入力端子１，１に印加された電荷がより多くクラ
ンプ回路を通して放電されるようにするために、発光素
子と直列にコイルＣとダンピング栖抗Ｒ３の並列回路を
接続し、発光素子３への電流位相を電圧位相に比べて遅
らせることも有効である。In addition, in order to discharge more of the charge applied to the input terminals 1 and 1 through the clamp circuit, a parallel circuit of a coil C and a damping resistor R3 is connected in series with the light emitting element, It is also effective to delay the current phase compared to the voltage phase.
もちろん、上述の抵抗Ｒ４〜Ｒ３、コイルＬ等は必ずし
も必要ではない。またツェナーダイオードＺＤに直列に
接続されるダイオードも、異常電圧のＬ昇方向が一方向
である場合にはダイオードＤまたけを設ければよい。ま
た発光素子３は、レーザダイオード以外に赤外線発光Ｌ
ＥＤ等でもよく、要は静電サージに対して耐久力の低い
ものであれば、どのようなものにも応用できる。Of course, the above-mentioned resistors R4 to R3, coil L, etc. are not necessarily necessary. Further, a diode connected in series with the Zener diode ZD may be provided across the diode D when the direction in which the abnormal voltage increases in L is unidirectional. In addition to the laser diode, the light emitting element 3 also includes an infrared light emitting device.
It may be an ED or the like, but in short, it can be applied to any material as long as it has low durability against electrostatic surges.
以Ｆのように本発明は被保護素子に並列に、ツェナーダ
イオードとこのツェナーダイオードより接合容量の小さ
いダイオードの直列回路からなるクランプ回路を接続し
たものであるから、上記ダイオードの作用により上記ツ
ェナーダイオードの応答遅れを等節約に減らし、異常電
圧を速やかに吸収して被保護素子の破壊や特性の劣化を
確実に防止することができる。As described below, in the present invention, a clamp circuit consisting of a series circuit of a Zener diode and a diode with a junction capacitance smaller than that of the Zener diode is connected in parallel to the protected element. It is possible to effectively reduce the response delay of the device, quickly absorb abnormal voltage, and reliably prevent destruction of the protected element and deterioration of its characteristics.
第１図は従来例の回路図、第２図はその動作波形図、第
３図は本発明の一実施例の回路図、第４図はその動作波
形図、第５図（ａ） ｌ （ｂ） 、 （Ｃ）は１−記
実施例の接合容量を説明するための回路図である。
１・・・・・・入力端子、２・・・・・・出力端子、３
・・・・・・発光素子、ＺＤ・・・・・・ツェナーダイ
オード、Ｄｌ、Ｄ２ ・・・・・・ダイオード、Ｒ１−
Ｒ３・・・・・・抵抗、Ｃ・・・■−コイル。
代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第２
図
ｕ１４
第３図
第 ４ 図
第５図Fig. 1 is a circuit diagram of the conventional example, Fig. 2 is its operating waveform diagram, Fig. 3 is a circuit diagram of an embodiment of the present invention, Fig. 4 is its operating waveform diagram, and Fig. 5 (a) l ( b) and (C) are circuit diagrams for explaining the junction capacitance of Example 1-. 1...Input terminal, 2...Output terminal, 3
...Light emitting element, ZD ... Zener diode, Dl, D2 ...Diode, R1-
R3...Resistance, C...■-Coil. Name of agent: Patent attorney Toshio Nakao and 1 other person 2nd
Figure u14 Figure 3 Figure 4 Figure 5
Claims (6)
ツェナーダイオードより接合容量の小さいダイオードと
を直列に接続したクランプ回路を接続し、上記並列回路
の両端に上記被保護素子の駆動電圧を印加するようにし
たことを特徴とする保護回路。(1) A clamp circuit consisting of a Zener diode and a diode with a junction capacitance smaller than the Zener diode connected in series is connected in parallel with the protected element, and the driving voltage of the protected element is applied to both ends of the parallel circuit. A protection circuit characterized by:
続したもので構成したことを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の保護回路。(2) The protection circuit according to claim 1, characterized in that the diode is constituted by two diodes connected in antiparallel.
線発光ＬＥＤで構成したことを特徴とする特許請求の範
囲第１項または第２項記載の保護回路。(3) The protection circuit according to claim 1 or 2, wherein the protected element is constituted by a laser diode or an infrared light emitting LED.
抗を接続したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の保護回路。(4) The protection circuit according to claim 1, characterized in that a resistor is connected in series to the parallel circuit of the protected element and the clamp circuit.
る特許請求の範囲第１項記載の保護回路。(5) The protection circuit according to claim 1, characterized in that a resistor is connected in series with the protected element.
続したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の保
護回路。(6) The protection circuit according to claim 1, characterized in that a parallel circuit of a coil and a resistor is connected in series with the protected element.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57045017A JPS58162085A (en) | 1982-03-19 | 1982-03-19 | Protecting circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57045017A JPS58162085A (en) | 1982-03-19 | 1982-03-19 | Protecting circuit |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58162085A true JPS58162085A (en) | 1983-09-26 |
Family
ID=12707577
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57045017A Pending JPS58162085A (en) | 1982-03-19 | 1982-03-19 | Protecting circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58162085A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63274035A (en) * | 1987-05-06 | 1988-11-11 | Yamatake Honeywell Co Ltd | Operation display device of limit switch |
| JPH07335822A (en) * | 1994-06-07 | 1995-12-22 | Nec Corp | Surface mount protective circuit components |
| US6292500B1 (en) | 1998-04-23 | 2001-09-18 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor laser device |
| US6597019B2 (en) | 1997-01-31 | 2003-07-22 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd | Semiconductor light-emitting device comprising an electrostatic protection element |
-
1982
- 1982-03-19 JP JP57045017A patent/JPS58162085A/en active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63274035A (en) * | 1987-05-06 | 1988-11-11 | Yamatake Honeywell Co Ltd | Operation display device of limit switch |
| JPH07335822A (en) * | 1994-06-07 | 1995-12-22 | Nec Corp | Surface mount protective circuit components |
| US6597019B2 (en) | 1997-01-31 | 2003-07-22 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd | Semiconductor light-emitting device comprising an electrostatic protection element |
| US6642072B2 (en) | 1997-01-31 | 2003-11-04 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Light-emitting element, semiconductor light-emitting device, and manufacturing methods therefor |
| US6292500B1 (en) | 1998-04-23 | 2001-09-18 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor laser device |
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