JPS61113329A - 発光素子駆動回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）利用分野 この発明は、パルス化した光信号を通信する光佛信等に
使用される発光素子を駆動するための発光素子駆動回路
に関する。

（ロ））従来の技術 パルス符号変調（ＰＣＭ）方式等のパルス形式による光
通信の分野においては、半導体レーザ又は発光ダイオー
ドが発光素子（発光源）として広く用い・られている。

しかしながら、これら発光素子を高速に駆動する場合に
は、駆動周波数が高くなるほど、その発光波形に歪みを
生じて、駆動電流波形に追従しなくなる傾向がある。

第５図に従来の発光素子駆動回路の回路構成図を示す。

同図中、正電源端子１は発光ダイオード２のアノードに
接続されている。発光ダイオード２０カソードにはｎｐ
ｌ形のトランジスタＪのコレクタが接続され、そのエミ
ッタは接地されている。

トランジスタ３は発光ダイオード２を駆動するもので、
そのペースには信号が入力される。

第６図は第５図の発光素子駆動回路の波形図を示し、同
図（Ａ、　）はトランジスタ３０ペースに入力する入力
信号波形を示している。トランジスタ３０ベースに第６
１１　（Ａ　）の信号が入力すると。

トランジスタ３は電流源スイッチとして動作し。

発光ダイオード２には正電源端子１から第６図ＣＢ）に
示すように一定の駆動電流が流れる。この駆動電流によ
って発光ダイオード２は第６図（Ｃ）に示す積分波形の
発光出力を得る。この理由は２発光ダイオ゛−ドは容量
性の負荷であるため。

その光出力波形は第６図（Ｂ）の駆動電流波形の積分波
形となるためである。特に、立下り時にはトランジスタ
３のインピーダンスが犬となるため。

発光出力の立下りの遅延が顕著になる。

（ハ）発明が解決しようとする問題点 この発明の目的は、半導体レーザ又は発明ダイオードか
らなる発光素子の光出力波形の歪みを改善できると共に
消費電力を減少できる発光素子”駆動回路を提供するこ
とである。

に）問題点を解決するための手段 前記問題を解決するため、この発明はゲートとソースが
相互に接続された電界効果トランジスタにコイルを直列
に接続した付加回路、又はゲートとソースが相互に接続
された電界効果トランジスタとコイルと半導体ダイオー
ドとを直列に接続した付加回路を半導体レーザ又は発光
ダイオ・−ドからなる発光素子に並列に接続してなるも
のである。

（ホ）作　用 ゲートとソースを接続した電界効果トランジスタの電圧
−電流特性が低電圧において一定の低抵抗値を示し、高
電圧においては電流は一定値に制限されて高抵抗値を示
す非線形特性を利用する。

即ち９発光素子の光出力の立下り遷移時には前記低抵抗
およびコイルの作用によって発光素子の寄生容量からの
速やかな電荷の解放を行う。一方。

発光素子の光出力立上り時には電界効果トランジスタに
流れる駆動電流は前記一定値に制限されて消費電流を制
限し、併せて発光素子の寄生容量への充電も速やかに行
なわれる。

（へ）実施例 以下、この発明の実施例につき第１図ないし第４＋図に
基づい℃説明する。第１図はこの発明の発光素子駆動回
路を示し、第５図の回路と同一部分には同一符号を付し
、説明は省略する。第１図において、電界効果トランジ
スタ６のゲートとソース間は相互に接続され、そのドレ
インは゛コイル７に直列に接続されて付加回路が構成さ
れている。

この付加回路の一端９即ちコイル７の解放端は発光ダイ
オード２と正電源端子１に接続されている。

そして付加回路の他端、即ち電界効果トランジスタ６の
ゲートとソースは発光ダイオード２０カンードとトラン
ジスタ３のコレクタに接続されている。

第２図はゲートとソースが接続された２端子の電界効果
トランジスタ６の電圧−電流特性図を示している。第２
図において、′＠電界効果トランジスタのドレインとソ
ース間に印加される電圧が低い領域■では、はぼ一定の
低抵抗値（通常数１０オーム）を示し、印加電圧が高い
領域■では、高抵抗値（１０にオーム前後）を示して定
電流ｉｏ　　に近くなる。

しかして、トランジスタ３がＯＦＦ状態へ切り換わった
発光ダイオード２の光出力の立下りの遷移時には、′１
Ｅ界効果トランジスタ６０ソースとドレイン間にはスレ
シホールド電圧ｖｔｈ以下の低電圧が印加され、このた
め第２図の領域Ｉの低抵抗が接続される。これによって
速やかな電荷の解放が行なわれ、良好な立下り特性が得
られる。また。

トランジスタ３がＯＮ状態に切り換わった発光ダイオー
ド２の光出力の立上り遷移時には第２図の領域■に移り
、電流値はｉｏ　　に制限される。これによって付加回
路に流れる電流を制限できると共に９発光ダイオード２
の寄生容量を充電する時間を短かくすることができ、立
上り特性を改善できる。前記コイル７のインダクタンス
Ｌの値は、！界効果トランジスタ６の領域工における抵
抗値Ｒとの時定数　／丘　　が、第３図の発光素子駆動
回路の光出力波形の時定数と等しくなるように選ぶと。

光出力波形の良好な改善が図れる。

第３図はこの発明の他の実施例の回路構成を示している
。即ち、コイル８の一端には電界効果トランジスタ６の
ソースとゲートが接続され、電界効果トランジスタ６の
ドレインは半導体ダイオード９のカソードに接続されて
付加回路が構成されている。この付加回路は前記付加回
路に替え９発光ダイオード２のアノードおよび正電源端
子１と半導体ダイオード９のアノードが９発光ダイオー
ド２のカソードおよびトランジスタ３のコレクタとコイ
ル８の他端が夫々接続されている。

第４図は第３図の付加回路の電圧−２電流特性図を示し
でいる。第３図の回路において、トランジスタ３がＯＦ
Ｆ状態へ切り替わると１発光ダイオード２の容量に寄生
する電荷は付加回路を介して放電される。このとき１発
光ダイオード２の端子１　　　い工、よ工、ヶ２．イオ
ー１．９．５よ１１．あ。ッゆオフ、セットされて保持
される。この半導体ダイオード９のしきい電圧ＶＤは発
光ダイオード２のしきい電圧とほぼ等しくなるように選
ばれている。

トランジスタ３がＯＮ状態に切り替わると２発光ダイオ
ード２のしきい電圧ＶＤから充電が開始するため、即９
発光ダイオード２は発光状態へと遷移する。このため９
発光ダイオード２のしきい電圧を充電するために要する
時間、換言すれば発光ダイオード２０発光出力の無い時
間を除去でき。

良好な立上りを得ることができる。トランジスタ３のＯ
Ｎ状態では付加回路に流れる電流は電界効果トランジス
タ６の働きにより一定値１０　　に制限される。

なお、前記実施例圧おいては発光素子として発光ダイオ
・−ドを使用したが、半導体レーザにも同様に適用する
ことができる。発光ダイオードの駆動電流と発光出力と
の関係は電流にほぼ比例して発光出力も増加するのに対
し、半導体レーザの場合はスレッシホールド電流以上に
なると発光出力　　　　　　。

は急激に一上昇する特性を有している。このため、′！
半導体レーザーは□発光グイオードに比して電流が急激
に零にならないことによる立下りの遅延が小さいものの
、この発明の発光素子駆動回路に適用すると、基本的に
は発光ダイオードの場合と同一の効果が得られ、一層の
高速動作を可能にする。

（ト）効　果 この発明は１発光素子からの光出力波形における歪みｔ
改善し、立下り、立上り時間を短縮することができ、高
速動作が可能となる。また９発光素子駆動時には消費電
流を一定値以内に制限し、。

消９／Ｉｆｔ力を減少することができる。この発明はＰ
ＣＭ方式の光通信において、好適に利用される。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す回路構成図。 第２図はゲート・ソース間を接続した２端子省電界効果
トランジスタの電圧−電流特性図、第３図はこの発明の
他実施例を示す回路構成図、第４図は第３図に使用され
た付加回路の電圧−電流特性図、第５図は従来の発光素
子駆動回路の構成図。 第６図は第５図の回路の波形図である。 １・・・正電源端子、２・・・発光ダイオード。 ３・・・トランジスタ、６・・・電界効果トランジスタ
７、　８・・・コイル、９・・・半導体ダイオード。 特許出願人　　住友電気工業株式会社 （外５名） 第４図　　第５図 、。）Ｊマ＼−Ｊ″−

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）半導体レーザ又は発光ダイオードからなる発光素
   子と、この発光素子に直列接続された電流源と、ゲート
   とソースが相互に接続された電界効果トランジスタにコ
   イルを直列に接続した付加回路とを備え、 前記付加回路は前記発光素子に並列に接続されており、
   前記電流源からの駆動電流が前記発光素子と前記付加回
   路に分流されることを特徴とする発光素子駆動回路。
2. （２）半導体レーザ又は発光ダイオードからなる発光素
   子と、この発光素子に直列接続された電流源と、ゲート
   とソースが相互に接続された電界効果トランジスタとコ
   イルと半導体ダイオードとを夫々直列に接続した付加回
   路とを備え、 前記付加回路は前記発光素子に並列に接続されており、
   前記電流源からの駆動電流が前記発光素子と前記付加回
   路に分流されることを特徴とする発光素子駆動回路。