JPS61131610A - Semiconductor circuit - Google Patents

Semiconductor circuit

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JPS61131610A
JPS61131610A JP25268984A JP25268984A JPS61131610A JP S61131610 A JPS61131610 A JP S61131610A JP 25268984 A JP25268984 A JP 25268984A JP 25268984 A JP25268984 A JP 25268984A JP S61131610 A JPS61131610 A JP S61131610A
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JP
Japan
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capacitor
voltage
diode
period
resistor
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JP25268984A
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Japanese (ja)
Inventor
Yorio Iio
飯尾 順生
Hiroshi Takano
紘 高野
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Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To improve the linearity of the period and to reduce the period by applying a constant current to a capacitor in parallel with a semiconductor element of an S-shaped negative resistive characteristic and suppressing a voltage across the capacitor when said element is turned on. CONSTITUTION:A constant current I is fed to the capacitor C during a period t1 with a diode D turned off and the terminal voltage Vc rises linearly from a small value Vf. A transistor (TR) acts like flowing the constant current I to a resistor R1. When the terminal voltage Vc of the capacitor C reaches a transfer point Vt of the diode D, the diode D is turned on, the capacitor C starts discharging, an attenuation oscillation is generated through a coil L, a current flows to the diode D for a half period (t2) of the attenuation oscillation to generate an optical pulse. In bringing the TR to a saturated state during this time, the start voltage across the capacitor is brought into a small value-Vo to reduce the period of optical pulse.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、電圧対電流特性が外部光によって敏感に影
響される3字負性特性を呈しかつ流れる電流に応じて発
光する半導体光素子を用いた半導体回路に関する。
Detailed Description of the Invention (Industrial Field of Application) The present invention provides a semiconductor optical device whose voltage-to-current characteristics exhibit three-character negative characteristics that are sensitively affected by external light and which emit light in accordance with the flowing current. Regarding the semiconductor circuit used.

(従来の技術) 従来、この種の半導体光素子及びこれを用いた半導体回
路の一例が文献(IEEE Journal ofQu
antum  Electronics、QE−14、
[111(Nave+wber  1178))に開示
されている。
(Prior Art) Conventionally, an example of this type of semiconductor optical device and a semiconductor circuit using the same is described in the literature (IEEE Journal of Qu
antum Electronics, QE-14,
[111 (Nave+wber 1178)].

先ず、この文献に開示されている半導体光素子の特性に
つき簡単に説明する。第4図は半導体光素子の電圧対電
流特性を示し、横軸にはこの素子に印加される電圧Vd
をまた縦軸にはこの素子に流れる電流1dをそれぞれプ
ロットして示しである。
First, the characteristics of the semiconductor optical device disclosed in this document will be briefly explained. Figure 4 shows the voltage vs. current characteristics of a semiconductor optical device, and the horizontal axis shows the voltage Vd applied to this device.
Also, the current 1d flowing through this element is plotted on the vertical axis.

この素子はオフ安定領域見、不安定領域m及びオン安定
領域nを含むS字型負性抵抗特性C)11を示し、オフ
安定領域文と不安定領域mとの境界における転移点電圧
Vtは高い値vt2となっている。さらに、この素子が
外部から光の照射を受けると、この転移点電圧Vtは高
い値vt2から低い値Vt、Ic変化し、従って、図中
破線で示すような特性CH2となる。
This element exhibits an S-shaped negative resistance characteristic C)11 including an OFF-stable region, an unstable region m, and an ON-stable region n, and the transition point voltage Vt at the boundary between the OFF-stable region and the unstable region m is It has a high value vt2. Further, when this element is irradiated with light from the outside, the transition point voltage Vt changes from a high value vt2 to a low value Vt, Ic, and therefore has a characteristic CH2 as shown by a broken line in the figure.

さらに、この素子はオン安定領域nではこの素子に流れ
る電流に応じた光量で発光するという特性を有している
Further, this element has a characteristic that in the ON stable region n, it emits light with an amount of light corresponding to the current flowing through the element.

このような特性を有する半導体光素子はGaAs。A semiconductor optical device having such characteristics is GaAs.

GaAQAs等の化合物半導体を母体として適切な製造
条件の下でPNPHの西暦構造に形成することによって
得られる。
It is obtained by forming a compound semiconductor such as GaAQAs into a PNPH structure under appropriate manufacturing conditions.

次に、この文献に開示されたこのような半導体光素子を
用いた半導体回路は光パルス発生器であって、その回路
構成を第5図に示す。
Next, the semiconductor circuit using such a semiconductor optical device disclosed in this document is an optical pulse generator, and the circuit configuration thereof is shown in FIG.

この光パルス発生器lは、S字型負性抵抗特性を有しダ
イオードとして構成された半導体光素子りとそのアノー
ド側に接続されインダクタンスを構成するコイルLとの
直列回路に並列にコンデンサCを接続して並列回路を形
成し、さらに、コイルLに接続されたコンデンサCの一
方の電極を第一抵抗R,及び定電圧電源Eを経てコンデ
ンサCの他方の電極に接続し、この場合、定電圧電源E
の陽極側電極を第一抵抗R,の端子e1に接続させ、さ
らに、電源Eの陰極側電極をコンデンサCの他方の電極
側の端子e2に接続した構成となっている。
This optical pulse generator l has a capacitor C connected in parallel to a series circuit consisting of a semiconductor optical element having an S-shaped negative resistance characteristic and configured as a diode, and a coil L connected to its anode side and forming an inductance. In addition, one electrode of a capacitor C connected to the coil L is connected to the other electrode of the capacitor C via a first resistor R and a constant voltage power source E. In this case, a constant voltage Voltage power supply E
The anode side electrode of the capacitor C is connected to the terminal e1 of the first resistor R, and the cathode side electrode of the power source E is connected to the terminal e2 of the other electrode side of the capacitor C.

次に、この従来の光パルス発生器1の動作につき第4図
〜第6図(A)〜(G)を参照して説明する。ここで、
第6図(A)は従来の光パルス発生器のコンデンサCの
端子間電圧の時間波形を示す曲線図、第6図(B)は半
導体光素子りの両端子間電圧の時間波形を示す曲線図、
第6図(C)は半導体光素子りを流れる電流1dの時間
波形を示す曲線図である。
Next, the operation of this conventional optical pulse generator 1 will be explained with reference to FIGS. 4 to 6 (A) to (G). here,
FIG. 6(A) is a curve diagram showing the time waveform of the voltage between the terminals of capacitor C of a conventional optical pulse generator, and FIG. 6(B) is a curve diagram showing the time waveform of the voltage between both terminals of the semiconductor optical device. figure,
FIG. 6(C) is a curve diagram showing the time waveform of the current 1d flowing through the semiconductor optical device.

初期状態ではコンンデンサCの両端の電圧Vcはほぼゼ
ロか負の値(−Vf)となっており、(第6図(A)の
例では−Vf)かつ、半導体光素子りはオフ(非導通)
となっている、この初期状態から、電IAEの電圧によ
り第一抵抗R1を通じてコンデンサCに電荷が蓄積され
る。このコンデンサCの両端の電圧Vcが初期値−Vf
から目標値である定電圧電源Eの電圧に向って上昇し、
半導体光素子りの転移点電圧Vtに達する(:iSS図
(A)及び第6図(B))、この時、この素子りはオン
(導通)となってオフ安定領域文からオン安定領域nに
移動する。この状態では、第一抵抗R8、コンデンサC
、コイルL及び半導体光素子りから成る減衰振動回路と
して作動し、よってその減衰振動の半周期の間、電源E
及びコンデンサCの電荷が半導体光素子りを電流Idと
してパルス的に流れて(第6図(C))、この素子りが
発光する。その発光後、この素子りの特性はオン安定領
域nからオフ安定領域見に移り、素子りはオフとなり、
コンデンサCの両端間電圧Vcはこの素子りをターンオ
ンする転移点電圧Vtからゼロ又はマイナスの値(−V
f)となって初期状態にもどる。この動作が繰り返され
て光パルスが周期的に発生する(第6図(A)〜(C)
)。
In the initial state, the voltage Vc across the capacitor C is almost zero or a negative value (-Vf) (-Vf in the example of FIG. 6(A)), and the semiconductor optical device is off (non-conducting). )
From this initial state, charge is accumulated in the capacitor C through the first resistor R1 due to the voltage of the electric current IAE. The voltage Vc across this capacitor C is the initial value -Vf
The voltage increases from the target value to the voltage of the constant voltage power supply E,
When the transition point voltage Vt of the semiconductor optical device is reached (iSS diagram (A) and FIG. 6 (B)), at this time, the device becomes on (conducting) and changes from the off-stable region to the on-stable region n. Move to. In this state, the first resistor R8 and the capacitor C
, operates as a damped oscillation circuit consisting of a coil L and a semiconductor optical element, and thus during a half period of its damped oscillation, the power supply E
The charges in the capacitor C then flow through the semiconductor optical device in the form of a current Id (FIG. 6(C)), causing the device to emit light. After the light is emitted, the characteristics of this element shift from the on-stable region to the off-stable region, and the element turns off.
The voltage Vc across the capacitor C is zero or a negative value (-V
f) and returns to the initial state. This operation is repeated and optical pulses are generated periodically (Fig. 6 (A) to (C)).
).

この光パルス周期下をコンデンサCの電荷蓄積時間t7
と、素子りに正弦波状のパルス電流1dが流れる時間計
〇とを用いて表わすと、次式のようになる。
Under this light pulse period, the charge accumulation time of capacitor C is t7.
When expressed using a time meter 〇 in which a sinusoidal pulse current 1d flows through the element, the following equation is obtained.

下=t、+te t 7 = −1n(1−(Vt +Vf)/(E+V
f)1tB =7C/Cで 但し、fLnは自然対数関数である。
Lower = t, +te t7 = -1n(1-(Vt +Vf)/(E+V
f) 1tB = 7C/C, where fLn is a natural logarithm function.

この関係から明らかなように、電源EからのRC回路の
コンデンサCへの充電であるため、半導体光素子りの端
子間電圧Vdは時間t7の間は時間に対して非直線的に
変化する(第6図CB) ) 、この電圧Vdは、オフ
安定領域文ではコンデンサCの両端子間の電圧Vcと一
致しており、一方電流が流れるオン安定領域nでは低い
電圧1.4V〜2vとなり、オンとオフとの領域の境界
では急激に変化する(第6図(B))。
As is clear from this relationship, since the capacitor C of the RC circuit is charged from the power supply E, the voltage Vd between the terminals of the semiconductor optical device changes non-linearly with respect to time during time t7 ( (Figure 6 CB) ), this voltage Vd matches the voltage Vc between both terminals of the capacitor C in the OFF stability region, while in the ON stability region n where current flows, it becomes a low voltage of 1.4V to 2V, There is a sudden change at the boundary between the on and off regions (FIG. 6(B)).

(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、上述したような半導体回路すなわち光パ
ルス発生器では、定電圧電源によるRe充電であるため
、コンデンサの電荷蓄積時間が半導体光素子の転移点電
圧に対して非直線的に変化してしまうという欠点があっ
た。このような非直線的変化は光パルス発生器或いは光
パワー測定器として用いる場合に障害となっていた。ま
た、コンデンサへの電荷の蓄積及び放電が半導体素子の
各オン及びオフ区間内で線形であるた6.コンデンサの
電圧初期値を小さくして光パルス周期を小さくすること
に限界があり、また、半導体光素子のオン領域特性の温
度変化が初期値へ及ぼす影響従って光パルス周期への影
響を小さくすることにも限界があるという欠点があった
(Problems to be Solved by the Invention) However, in the semiconductor circuit, that is, the optical pulse generator as described above, since Re charging is performed by a constant voltage power supply, the charge accumulation time of the capacitor is shorter than the transition point voltage of the semiconductor optical device. It has the disadvantage that it changes non-linearly. Such non-linear changes have been an obstacle when used as an optical pulse generator or optical power measuring device. Also, since the accumulation and discharge of charge in the capacitor are linear within each on and off period of the semiconductor element, 6. There is a limit to reducing the optical pulse period by reducing the initial voltage value of the capacitor, and there is a need to reduce the influence of temperature changes on the on-region characteristics of semiconductor optical devices on the initial value, and therefore on the optical pulse period. It also had the disadvantage of having limitations.

この発明は、上述した従来の半導体回路が有していた欠
点を除去し、転移点電圧に対して光パルス周期の直線性
が良く、光パルス周期が小さく出来、しかも、温度等に
よる光パルス周期の変化の少ない半導体回路を提供する
ことにある。
This invention eliminates the drawbacks of the conventional semiconductor circuits mentioned above, has good linearity of the optical pulse period with respect to the transition point voltage, and can reduce the optical pulse period. The object of the present invention is to provide a semiconductor circuit with little change.

(問題点を解決するための手段) この目的の達成を図るため、この発明によれば、S字型
負性抵抗特性を有する半導体光素子りとインダクタンス
Lとの直列回路に並列にコンデンサCを接続し、このイ
ンダクタンスLに結合されたこのコンデンサCの一方の
電極に、他端が電源Eの陽極側電極に結合される第一抵
抗R1の一端を、接続し、このコンデンサCの他方の電
極を前述の電源Eの陰極側電極に結合するように構成し
た半導体回路において、前述の第一抵抗R1の他端に第
一主電極が接続され、前述のコンデンサCの他方の電極
に制御電極が接続され及び第二主電極が接地されたトラ
ンジスタTrと、この第一主電極を前述の陽極側電極に
結合するための第二抵抗R2と、この制御電極を陰極側
電極に結合するための第三抵抗R3とを具えることを特
徴とする。
(Means for solving the problem) In order to achieve this object, according to the present invention, a capacitor C is connected in parallel to a series circuit of a semiconductor optical device having S-shaped negative resistance characteristics and an inductance L. One end of the first resistor R1, the other end of which is connected to the anode side electrode of the power source E, is connected to one electrode of this capacitor C coupled to this inductance L, and the other electrode of this capacitor C is connected to In a semiconductor circuit configured to be coupled to the cathode side electrode of the aforementioned power source E, the first main electrode is connected to the other end of the aforementioned first resistor R1, and the control electrode is connected to the other electrode of the aforementioned capacitor C. A transistor Tr is connected and has a second main electrode grounded, a second resistor R2 for coupling the first main electrode to the above-mentioned anode side electrode, and a second resistor R2 for coupling the control electrode to the cathode side electrode. It is characterized by comprising three resistors R3.

この発明の実施に当っては、この第一抵抗R1の値を、
半導体光素子りのターンオン期間に前述のトランジスタ
Trが飽和するような値に選定してあることを特徴とす
る。
In carrying out this invention, the value of this first resistor R1 is
It is characterized in that the value is selected such that the transistor Tr is saturated during the turn-on period of the semiconductor optical device.

(作用) このように構成すれば、第二主電極が接地されたトラン
ジスタTrを含む回路が定電流回路として働くため、こ
れより第一抵抗R3を介してコンデンサCに定電流を供
給出来るので、コンデンサCの端子間電圧が直線的に変
化し、従って半導体光素子りの転移点電圧Vtに対して
光パルス周期が直線的に変化することとなる。
(Function) With this configuration, since the circuit including the transistor Tr whose second main electrode is grounded functions as a constant current circuit, a constant current can be supplied from this to the capacitor C via the first resistor R3. The voltage between the terminals of the capacitor C changes linearly, and therefore the optical pulse period changes linearly with respect to the transition point voltage Vt of the semiconductor optical device.

さらに、第一抵抗R1は半導体光素子りがターンオンし
ている期間にトランジスタTrが飽和するような抵抗値
を有しているため、半導体素子りのターンオン後のコン
デンサCの電圧初期値をO又は大きさの小さな負の値に
することが出来る。
Furthermore, since the first resistor R1 has a resistance value such that the transistor Tr is saturated while the semiconductor optical device is turned on, the initial voltage value of the capacitor C after the semiconductor device is turned on is set to O or It can be a small negative value.

従って、光パルス周期を小さく出来ると共に、動作周波
数を上げることが出来る。また、半導体光素子の導通時
の特性の変動が光パルス周期に及ぼす影響を小さくする
ことが出来る。
Therefore, the optical pulse period can be reduced and the operating frequency can be increased. Furthermore, the influence of fluctuations in the characteristics of the semiconductor optical device during conduction on the optical pulse period can be reduced.

(実施例) 以下1図面を参照してこの発明の実施例につき説明する
(Example) An example of the present invention will be described below with reference to one drawing.

第1図はこの発明の半導体回路の構成の一実施例を説明
するための回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram for explaining one embodiment of the configuration of a semiconductor circuit according to the present invention.

この実施例では、従来の光パルス発生器lの端子e、と
端子e2との間にトランジスタTrを含む定電流回路(
定電流基準源ともいう)2を接続して半導体回路を構成
する。このトランジスタTrを例えばnpnトランジス
タトし、その第一主電極であるコレクタを端子e、に接
続し、制御電極であるベースを端子e2に接続し、さら
に、第二主電極であるエミッタを接地する。さらに、こ
の端子e、を第二抵抗R2である負荷抵抗を介して定電
圧電1itHの陽極側電極E+  (尚、Elはこの電
極での電圧をも示す)に接続し、他方、端子e2を第三
抵抗R3であるベースバイアス抵抗を介して電源Eの陰
極側電極E2  (尚、Elはこの電極での負の電圧を
も示す)に接続する。ざらに、インダクタンスLと並列
に第四抵抗R4を接続する。この場合、この半導体回路
は光パルス発生回路を形成している。
In this embodiment, a constant current circuit (
(also referred to as a constant current reference source) 2 is connected to form a semiconductor circuit. The transistor Tr is, for example, an npn transistor, whose first main electrode, the collector, is connected to the terminal e, the control electrode, the base, is connected to the terminal e2, and the second main electrode, the emitter, is grounded. . Furthermore, this terminal e is connected to the anode side electrode E+ (note that El also indicates the voltage at this electrode) of a constant voltage voltage 1itH via a load resistor that is a second resistor R2, and on the other hand, the terminal e2 is It is connected to the cathode side electrode E2 of the power source E (note, El also indicates the negative voltage at this electrode) via the base bias resistor which is the third resistor R3. Roughly, a fourth resistor R4 is connected in parallel with the inductance L. In this case, this semiconductor circuit forms an optical pulse generation circuit.

次に、この回路の動作を第2図(A)〜(D)を参照し
て説明する。
Next, the operation of this circuit will be explained with reference to FIGS. 2(A) to 2(D).

第2図(A)〜(D)は第1図に示した回路のトランジ
スT「が飽和する場合を含む動作の説明に供する時間波
形図で、(A)はトランジスタTrのコレクタ電圧V、
(B)はコンデンサCの端子間電圧Vc、(C)は半導
体光素子であるダイオードDのアノード電圧Vd、(D
)はこのダイオードDを流れる電流Idで時間波形図で
ある。
FIGS. 2(A) to 2(D) are time waveform diagrams for explaining the operation of the circuit shown in FIG. 1, including the case where the transistor T is saturated.
(B) is the voltage Vc between the terminals of the capacitor C, (C) is the anode voltage Vd of the diode D, which is a semiconductor optical device, and (D
) is a time waveform diagram of the current Id flowing through this diode D.

ここで、第2図において、このコンデンサCの電圧Vc
がダイオードDの転移点電圧Vtとなるまでの時間をt
lとし、ダイオードDがオンの時間をt2とし、ダイオ
ードDのターンオン後トランジスタTrが飽和するまで
の時間をt3とし、トランジスタTrの飽和している時
間をt4従って12=13+14とする。
Here, in FIG. 2, the voltage Vc of this capacitor C
The time it takes for the voltage to reach the transition point voltage Vt of the diode D is t
1, the time during which the diode D is on is t2, the time from when the diode D is turned on until the transistor Tr is saturated is t3, and the time during which the transistor Tr is saturated is t4, so 12=13+14.

先ず、このトランジスタTrが電流増幅器であることか
らベース電流が充分に小さく、従って、第一抵抗R,を
流れる電流と、第三抵抗R3を流れる電流とは大きさが
ほぼ等しい、またトランジスタTrのベース−エミッタ
電圧はほぼ一定で約0.6Vであることから、電源電圧
E、と抵抗R1を流れる電流とで抵抗R,を介して端子
e2へ流れる基準電流が決り、電源Eから第二抵抗R2
を通じて供給される電流はトランジスタTr側に分流さ
れ、抵抗R1に定電流Iが流れる。
First, since this transistor Tr is a current amplifier, the base current is sufficiently small, so the current flowing through the first resistor R and the current flowing through the third resistor R3 are approximately equal in magnitude, and the Since the base-emitter voltage is approximately constant, approximately 0.6V, the reference current flowing to the terminal e2 via the resistor R is determined by the power supply voltage E and the current flowing through the resistor R1, and from the power supply E to the second resistor. R2
The current supplied through the transistor Tr is shunted to the transistor Tr side, and a constant current I flows through the resistor R1.

今、ダイオードDがオフ状態にある期間1.には、コン
デンサCに定電流Iが供給され、トランジスタTrのコ
レクタの電圧Vが初期値Oから上昇しく第2図(A))
かつコンデンサCの端子間電圧Vcが大きさの小さな値
(−Vf)の初期値から直線的に上昇しく第2図(B)
)、かつ、ダイオードDの電圧Vtが初期値−voから
直線的に上昇する(第2図(C))。コンデンサCの端
子間電圧VcがダイオードDの転移点電圧Vtに達する
と、ダイオードDがターンオンするので、コンデンサC
が放電を開始してインダクタンスを形成するコイルLを
通じてダイオードDに減衰振動が生じ、それぞれの電圧
は抑えられて(第2図(A)〜(C)の期間tz)、こ
の減衰振動の半周期の期間はパルス的に電流が流れ(第
2図(ロ))、ダイオードDから光パルスが発生する。
Now, the period during which diode D is in the off state 1. , a constant current I is supplied to the capacitor C, and the voltage V at the collector of the transistor Tr increases from the initial value O (Fig. 2 (A)).
And the voltage Vc between the terminals of the capacitor C increases linearly from the initial value of the small value (-Vf) as shown in Fig. 2(B).
), and the voltage Vt of the diode D increases linearly from the initial value -vo (FIG. 2(C)). When the voltage Vc between the terminals of the capacitor C reaches the transition point voltage Vt of the diode D, the diode D turns on, so the capacitor C
starts discharging and a damped oscillation occurs in the diode D through the coil L forming an inductance, and each voltage is suppressed (period tz in Fig. 2 (A) to (C)), and the half cycle of this damped oscillation During the period , a current flows in a pulsed manner (FIG. 2 (b)), and a light pulse is generated from the diode D.

このダイオードDがオンの期間t2にはコンデンサCの
端子間電圧Vcは電圧VtからO又は−VFにまで低下
しく第2図(B))、ダイオードDの電圧Vdは転移点
電圧Vtから1.4〜2vに変化し、次のターンオフの
開始時すなわちコンデンサCの充電開始時には−VOと
なる(82図(C))。
During the period t2 during which the diode D is on, the voltage Vc between the terminals of the capacitor C decreases from the voltage Vt to O or -VF (FIG. 2(B)), and the voltage Vd of the diode D decreases from the transition point voltage Vt to 1. It changes to 4 to 2 V, and becomes -VO at the start of the next turn-off, that is, when charging of the capacitor C starts (Fig. 82 (C)).

トランジスタTrのコレクタ電圧Vは、ダイオードDの
時間t3内では減衰振動に起因して、コンデンサCの端
子間電圧Vcに対して一定の電圧R,Iだけ大きい電圧
を保持した状態で、光パルス発生器1に定電流を供給し
ているが、トランジスタTrが飽和に達している期間t
4の間は、コレクタ電圧Vは定電流を供給することが出
来ない(第2図(A))。
During the time t3 of the diode D, the collector voltage V of the transistor Tr is maintained at a voltage larger than the voltage Vc between the terminals of the capacitor C by a constant voltage R, I due to the damped oscillation of the diode D, and a light pulse is generated. A constant current is supplied to the device 1, but there is a period t during which the transistor Tr reaches saturation.
4, the collector voltage V cannot supply a constant current (FIG. 2(A)).

この時間t4内では減衰振動回路に抵抗R,が加わるの
で、減衰が大きくなると共に、減衰振動の周期t4が期
間t3 (=ycE6/2)よりもやや長くなる(to
≧L3)ことはよく知られていることであり、これがた
め、ターンオン時間t2が若干長くなる。
During this time t4, the resistance R is added to the damped oscillation circuit, so the damping increases and the period t4 of the damped oscillation becomes slightly longer than the period t3 (=ycE6/2) (to
≧L3) is well known, and as a result, the turn-on time t2 becomes slightly longer.

尚、コイルLと並列に接続した第四抵抗R4はダイオー
ドDの小さな接合容量と、コイルLとに起因してダイオ
ードDのターンオフ直後に発生する恐れのある非常に速
い減衰振動を吸収するために設けたのである。
The fourth resistor R4 connected in parallel with the coil L is used to absorb extremely fast damped vibrations that may occur immediately after the diode D is turned off due to the small junction capacitance of the diode D and the coil L. It was established.

ところで、ダイオードDがターンオフである時間1.内
に徐々にコンデンサCに蓄積された電荷が、ダイオード
Dのターンオンにより、比較的短時間t2内に放電され
ダイオードDにパルス電流Idが流れる(第2図(D)
)ので、第一抵抗R,を徐々に小さな値にしていくと、
トランジスタTrが飽和し、その条件下ではトランジス
タTrに過大な電流が流れる。従って、光パルス周期T
を短くすることが出来る。
By the way, the time during which diode D is turned off is 1. The charge gradually accumulated in the capacitor C is discharged within a relatively short time t2 by turning on the diode D, and a pulse current Id flows through the diode D (Fig. 2 (D)).
), so if we gradually reduce the value of the first resistor R, we get
The transistor Tr becomes saturated, and under that condition, an excessive current flows through the transistor Tr. Therefore, the optical pulse period T
can be made shorter.

以下、この点につき第3図を参照して説明する。第3図
はトランジスタTrの非飽和動作におけるコンデンサC
の端子間電圧Vcを示す時間波形図である。コンデンサ
Cの両端間電圧VcがダイオードDの導通により転移点
電圧Vtから放電を開始し、パルス電流1dがダイオー
ドDを流れ、最終的にこの電圧Vcが−Vfとなった時
にトランジスタTrが飽和しないようにするためには、
第一抵抗Rの抵抗値をRとすると R>Re RCI>VF 但しRcは一定値とする の関係を満足するような抵抗値Rを選べば良い。
This point will be explained below with reference to FIG. Figure 3 shows capacitor C in non-saturated operation of transistor Tr.
FIG. 3 is a time waveform diagram showing the voltage Vc between terminals of FIG. The voltage Vc across the capacitor C starts discharging from the transition point voltage Vt due to conduction of the diode D, a pulse current 1d flows through the diode D, and when this voltage Vc finally becomes -Vf, the transistor Tr is not saturated. In order to do so,
If the resistance value of the first resistor R is R, then a resistance value R that satisfies the relationship R>Re RCI>VF, where Rc is a constant value, may be selected.

このトランジスタT「が非飽和動作を行う場合には、光
パルス周期Tは定電流IによってコンデンサCの端子間
電圧Vcが直線的に上昇する期間te。
When this transistor T" performs a non-saturated operation, the optical pulse period T is a period te during which the voltage Vc between the terminals of the capacitor C linearly increases due to the constant current I.

と、コイルLを通じてダイオードDにパルス電流ldが
流れる減衰振動の半周期に期間上6との和の期間となる
。すなわち、 T=t5+t。
The period is the sum of the period 6 and the half period of the damped oscillation in which the pulse current ld flows through the coil L to the diode D. That is, T=t5+t.

t 、= C(Vt+Vf) / I t、=7n灯 の関係で表わせられる。このコンデンサCに定電流Iに
より電荷を蓄積する時間t5はダイオードDの転移点電
圧Vtにより直線的に変化する。
It is expressed by the relationship t,=C(Vt+Vf)/It,=7n lights. The time t5 during which charge is accumulated in the capacitor C by the constant current I varies linearly depending on the transition point voltage Vt of the diode D.

この転移点電圧Vtが受光により大きく変化する場合に
は、ダイオードDのターンオン後にこれが完全にターン
オフするには、電圧vfを充分に負の方向にもっていく
必要があるが、一方、この電圧Vfの値が大きいと、コ
ンデンサCの電荷を蓄積して転移点電圧Vtまで上昇さ
せるのに時間がかかり、これがため、光パルス周期Tを
短くすることが出来ないという欠点がある。
If this transition point voltage Vt changes greatly due to light reception, it is necessary to bring the voltage vf into a sufficiently negative direction in order for the diode D to turn off completely after turning on. If the value is large, it takes time to accumulate the charge in the capacitor C and raise it to the transition point voltage Vt, which has the disadvantage that the optical pulse period T cannot be shortened.

このように、光パルス周期Tを短くすることが出来ない
理由は、ダイオードDのターンオン期間での減衰振動に
よるコンデンサCの電荷の放電が線形な回路で行われる
からである=従って、この減衰振動回路を非線形な回路
構成とすれば、パルス周期Tの改善を図ることが出来る
The reason why the optical pulse period T cannot be shortened in this way is that the charge in the capacitor C is discharged in a linear circuit due to the damped oscillation during the turn-on period of the diode D. Therefore, this damped oscillation If the circuit has a nonlinear circuit configuration, the pulse period T can be improved.

そこで、第一抵抗Rの抵抗値Rを R<Rc RcI=VF と選定することにより、抵抗値RをRcよりも小さく出
来ると共に、コンデンサCが初期値0又は負の値(−V
Dである時トランジスタTrのコレクタ電圧■はOvと
なるので、トランジスタTrは飽和する。従って、この
時にはコレクタ電圧Vは負とはなれないので、第一抵抗
Rを通じて定電流工を供給出来ず、トランジスタTrは
電圧0の電圧源となる。この場合、第一抵抗Rはその値
Rが重要となり、CRの時定数で電荷の移動が行われる
ことになる。これによって、コンデンサCの端子間電圧
Vcは、ダイオードDのターンオン後においては、最初
は定電流回路2からの定電流の供給を伴なう減衰振動が
生じるが、その後はトランジスタT「が飽和するので、
抵抗Rが付加した低抵抗の減衰振動に変わるので、電圧
が抑えられ、コンデンサCの電圧初期値を小さな値−v
oとすることが出来、従って、光パルス周期Tを小さく
することが出来る。
Therefore, by selecting the resistance value R of the first resistor R as R<Rc RcI=VF, the resistance value R can be made smaller than Rc, and the capacitor C can be set to an initial value of 0 or a negative value (-V
When the voltage is D, the collector voltage of the transistor Tr becomes Ov, so the transistor Tr is saturated. Therefore, at this time, since the collector voltage V cannot become negative, a constant current cannot be supplied through the first resistor R, and the transistor Tr becomes a voltage source with zero voltage. In this case, the value R of the first resistor R is important, and the charge is transferred with the time constant of CR. As a result, the voltage Vc between the terminals of the capacitor C, after the diode D is turned on, initially undergoes a damped oscillation accompanied by the supply of constant current from the constant current circuit 2, but then the transistor T' saturates. So,
Since the resistor R changes into a damped vibration with a low resistance added, the voltage is suppressed and the initial voltage value of the capacitor C is reduced to a small value -v
o, and therefore, the optical pulse period T can be made small.

また、、ダイオードすなわち半導体光素子りのターンオ
ン時の減衰振動によって得られるコンデンサCの電圧初
期値−vf又は−voは、半導体光素子りの導通時の減
衰振動の特性に依存する。すなわち、半導体光素子りの
導通抵抗が温度により変動するので、純粋のLC共振回
路からのずれに起因する減衰振動が温度変化に依存する
が、電圧初期値を小さな−v0に設定することにより、
半導体光素子りの導通時の特性の電圧初期値への影響を
小さくすることが出来る利点がある。
Further, the initial voltage value -vf or -vo of the capacitor C obtained by the damped oscillation when the diode, ie, the semiconductor optical device, is turned on depends on the characteristics of the damped oscillation when the semiconductor optical device is turned on. In other words, since the conduction resistance of a semiconductor optical device changes with temperature, the damped oscillation caused by deviation from a pure LC resonant circuit depends on temperature changes, but by setting the initial voltage value to a small -v0,
This has the advantage that the influence of the conduction characteristics of the semiconductor optical device on the initial voltage value can be reduced.

尚、この発明は上述した実施例にのみ限定されるもので
はないこと明らかである0例えば、トランジスタT「を
PnP)ランジスタとし、必要ならばこれに対応して適
切な変更を加えても良い。
It is clear that the present invention is not limited to the embodiments described above. For example, the transistor T" may be replaced with a PnP transistor, and appropriate changes may be made accordingly if necessary.

(発明の効果) 上述した説明からも明らかなように、こお発明による半
導体回路によれば、トランジスタを用いた定電流回路を
設けたので、半導体光素子の転移点電圧に対して光パル
ス周期を直線的に変化させることが出来る。さらに、第
一抵抗の抵抗値を半導体光素子がターンオンの期間にト
ランジスタが飽和する期間が得られるような値に選定す
ることにより、トランジスタの抵抗をスイッチ的に変化
させる効果が得られ、よってコンデンサの電圧初期値を
0または負の大きさの小さな値に設定することが出来、
従って、光パルス周期を小さく出来る効果が得られる。
(Effects of the Invention) As is clear from the above explanation, according to the semiconductor circuit according to the present invention, since a constant current circuit using a transistor is provided, the optical pulse period is variable with respect to the transition point voltage of the semiconductor optical device. can be changed linearly. Furthermore, by selecting the resistance value of the first resistor to a value that provides a period during which the transistor is saturated while the semiconductor optical device is turned on, it is possible to obtain the effect of changing the resistance of the transistor like a switch. The initial voltage value of can be set to 0 or a small negative value,
Therefore, the effect of reducing the optical pulse period can be obtained.

また、これにより、動作周波数を上げることが出来、半
導体光素子の導通時の特性の変動が光パルス周期に及ぼ
す影響を小さく出来る。
Furthermore, this makes it possible to increase the operating frequency and reduce the influence of fluctuations in the characteristics of the semiconductor optical device during conduction on the optical pulse period.

この発明の半導体回路はこのような利点を有するので、
光パルス発生器、光パワー測定器等の動作範囲を広くし
、よって応用範囲を広げることが1i米る。
Since the semiconductor circuit of the present invention has such advantages,
It is possible to widen the operating range of optical pulse generators, optical power measuring instruments, etc., and thereby expand the range of applications.

また、上述した回路構成を適切に変更を加えて、上述し
たと同様な効果を達成しることも出来る。
Furthermore, the same effects as described above can be achieved by appropriately modifying the circuit configuration described above.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

m1図はこの発明の半導体回路の構成の位置実施例を示
す回路図、 第2図(A)〜(D)はこの発明の詳細な説明に供する
時間波形図。 第3図はこの発明の説明に供する時間波形図、第4図は
この発明及び従来の半導体回路に使用する半導体光素子
の特性を説明するための特性曲線図、 第5図は従来の半導体回路の構成を示す回路図。 第6図(A)〜(C)は従来の半導体回路の動作の説明
に供する時間波形図である。 l・・・光パルス発生器、 2・・・定電流回路Tr・
・・トランジスタ、  D・・・半導体光素子C・・・
コンデンサ、    L・・・インダクタンスR,・・
・第一抵抗、   R2・・・第二抵抗R3・・・第三
抵抗、   R4・・・第四抵抗El・・・電源の陽極
側電極 R2・・・電源の陰極側電極 el+62・・・端子。 特許出願人     沖電気工業株式会社、・ノ・−1 代理人 弁理士    大  垣   孝11′″・z
°′ 第1図 第2図 第4図 第6図 手続補正書(方式) 3補正をする者 事件との関係  特許出願人 住所(〒−105) 東京都港区虎ノ門1丁目7番12号 名称(029)沖電気工業株式会社 代表者 橋本 南海男 4代理人 〒170   Tt(988)5563住所
 東京都豊島区東池袋1丁目20番地5池袋ホワイトハ
ウスビル905号 氏名 (8541)弁理士 大 垣  孝5補正命令の
日付  昭和60年3月26日6補正の対象  明細書
の発明の詳細な説明の欄7補正の内容  別紙の通り補
正する。 (1)明細書の第2頁、第1O行(7) r (IEE
EJを「アイ・イー・イー曝イー ジャーナル オブ 
タオンタム エレクトロニクス(IEEEJと訂正する
。 手続補正書 昭和80年11月29日
Figure m1 is a circuit diagram showing a positional example of the configuration of a semiconductor circuit according to the present invention, and Figures 2 (A) to (D) are time waveform diagrams for explaining the present invention in detail. Fig. 3 is a time waveform diagram for explaining the present invention, Fig. 4 is a characteristic curve diagram for explaining the characteristics of semiconductor optical devices used in the present invention and conventional semiconductor circuits, and Fig. 5 is a conventional semiconductor circuit. FIG. 3 is a circuit diagram showing the configuration of. FIGS. 6A to 6C are time waveform diagrams for explaining the operation of a conventional semiconductor circuit. l... Optical pulse generator, 2... Constant current circuit Tr.
...Transistor, D...Semiconductor optical device C...
Capacitor, L...Inductance R,...
・First resistor, R2... Second resistor R3... Third resistor, R4... Fourth resistor El... Anode side electrode of the power source R2... Cathode side electrode of the power source el+62... Terminal . Patent applicant: Oki Electric Industry Co., Ltd.,・no・−1 Agent: Patent attorney Takashi Ogaki 11′″・z
°' Figure 1 Figure 2 Figure 4 Figure 6 Procedural amendment (method) 3 Relationship with the person making the amendment Patent applicant address (〒-105) 1-7-12 Toranomon, Minato-ku, Tokyo Name (029) Oki Electric Industry Co., Ltd. Representative Nankai Hashimoto 4 Agent 170 Tt (988) 5563 Address 905 Ikebukuro White House Building, 1-20-5 Higashiikebukuro, Toshima-ku, Tokyo Name (8541) Patent Attorney Takashi Ogaki 5 Date of amendment order: March 26, 1985 6. Subject of amendment: Detailed explanation of the invention in the specification, column 7. Contents of amendment: Amended as shown in the attached sheet. (1) Page 2 of the specification, line 1O (7) r (IEE
Journal of EJ
Taong Tam Electronics (corrected as IEEEJ. Procedural amendment November 29, 1980)

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、S字型負性抵抗特性を有する半導体光素子とインダ
クタンスとの直列回路に並列にコンデンサを接続し、該
インダクタンスに結合された該コンデンサの一方の電極
に、他端が電源の陽極側電極に結合される第一抵抗の一
端を、接続し、該コンデンサの他方の電極を前記電源の
陰極側電極に結合するように構成した半導体回路におい
て、前記第一抵抗の他端に第一主電極が接続され、前記
コンデンサの他方の電極に制御電極が接続され及び第二
主電極が接地されたトランジスタと、前記第一主電極を
前記陽極側電極に結合するための第二抵抗と、前記制御
電極を前記陰極側電極に結合するための第三抵抗とを具
えることを特徴とする半導体回路。 2、前記第一抵抗の値を、前記半導体光素子のターンオ
ン期間に前記トランジスタが飽和するような値に選定し
てあることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の半
導体回路。
[Claims] 1. A capacitor is connected in parallel to a series circuit of a semiconductor optical device having S-shaped negative resistance characteristics and an inductance, and one electrode of the capacitor coupled to the inductance is connected to the other end. A semiconductor circuit configured such that one end of a first resistor is connected to an anode side electrode of a power source, and the other electrode of the capacitor is connected to a cathode side electrode of the power source. a transistor having a first main electrode connected to one end thereof, a control electrode connected to the other electrode of the capacitor, and a second main electrode grounded; and a transistor for coupling the first main electrode to the anode side electrode. A semiconductor circuit comprising two resistors and a third resistor for coupling the control electrode to the cathode side electrode. 2. The semiconductor circuit according to claim 1, wherein the value of the first resistor is selected such that the transistor is saturated during a turn-on period of the semiconductor optical device.
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