JPS6178178A - 半導体発光素子駆動方式 - Google Patents
半導体発光素子駆動方式Info
- Publication number
- JPS6178178A JPS6178178A JP59200204A JP20020484A JPS6178178A JP S6178178 A JPS6178178 A JP S6178178A JP 59200204 A JP59200204 A JP 59200204A JP 20020484 A JP20020484 A JP 20020484A JP S6178178 A JPS6178178 A JP S6178178A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor light
- driving
- light emitting
- emitting element
- response time
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
- H05B45/30—Driver circuits
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
- H05B45/30—Driver circuits
- H05B45/32—Pulse-control circuits
Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Led Devices (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は光フアイバ通信用半導体発光素子の駆動方式の
改良に関する。
改良に関する。
（従来技術とその問題点）
ト■族化合物半導体の多層構造から成る半導体レーザ素
子１発光ダイオードなどの半導体発光素子は、小消費電
力で高出力、高速変調可能といった特徴を有しているの
で光フアイバ通信において広く実用に供されている。こ
れら半導体発光素子においては、活性層に注入された少
数キャリアの中ヤリア寿命が、その応答速度を定める物
理的要因の一つとなっている。このため、例えば銘木等
により昭和５８年度電子通信学会総合全国大会予稿集、
論文番号９２１．４−７頁に発表された論文「１．３μ
ｍ帯Ｉ、ＥＤの５００ Ｍｂ／ｓ変調特性」に示されて
いるように、半導体発光素子と駆動回路との間に駆動波
形整形回路を付加することにより、少数キャリア寿命に
よる応答の時間遅れ全補償するといった手段がとられて
いる。しかしながら、このような発光素子と駆動回路の
間に付加した駆動波形整形回路により半導体発光素子の
応答を補償する方式では、複雑な回路調整を必要とする
と共に、半導体発光素子自体の動作インピーダンスが駆
動を流値により大きく変化する著しい非線形を臀するた
めに、特に大振幅変調時において十分な応答補償効果が
得られないといった欠点を有していた。
子１発光ダイオードなどの半導体発光素子は、小消費電
力で高出力、高速変調可能といった特徴を有しているの
で光フアイバ通信において広く実用に供されている。こ
れら半導体発光素子においては、活性層に注入された少
数キャリアの中ヤリア寿命が、その応答速度を定める物
理的要因の一つとなっている。このため、例えば銘木等
により昭和５８年度電子通信学会総合全国大会予稿集、
論文番号９２１．４−７頁に発表された論文「１．３μ
ｍ帯Ｉ、ＥＤの５００ Ｍｂ／ｓ変調特性」に示されて
いるように、半導体発光素子と駆動回路との間に駆動波
形整形回路を付加することにより、少数キャリア寿命に
よる応答の時間遅れ全補償するといった手段がとられて
いる。しかしながら、このような発光素子と駆動回路の
間に付加した駆動波形整形回路により半導体発光素子の
応答を補償する方式では、複雑な回路調整を必要とする
と共に、半導体発光素子自体の動作インピーダンスが駆
動を流値により大きく変化する著しい非線形を臀するた
めに、特に大振幅変調時において十分な応答補償効果が
得られないといった欠点を有していた。
（発明の目的）
本発明の目的は、このよ５な欠点を除去し、少数キャリ
ア寿命による半導体発光素子の応答時間遅れ金、安定に
かつ高い精度で補償することを可能にする半導体発光素
子の駆動方式を提供することにある。
ア寿命による半導体発光素子の応答時間遅れ金、安定に
かつ高い精度で補償することを可能にする半導体発光素
子の駆動方式を提供することにある。
（発明の構成）
本発明の半導体発光素子の駆動方式の構成は、半導体発
光素子の駆動電流工と、前記半導体発光素子を駆動する
駆動回路の内部インピーダンス２の間に （但し、δは電気素量、Ｋはポル・７マン定数、Ｔは動
作絶対温度）なる関係式が成立することを特徴とする。
光素子の駆動電流工と、前記半導体発光素子を駆動する
駆動回路の内部インピーダンス２の間に （但し、δは電気素量、Ｋはポル・７マン定数、Ｔは動
作絶対温度）なる関係式が成立することを特徴とする。
（実施例）
次に図面を参照して本発明の詳細な説明する。
算１図は本発明の一実施例の回路図でおる。本実施例は
、抵抗１１．トランジスタ１２．１３゜ダイオード１４
から構成され、発光ダイオード２を駆動するものである
。これらトランジスタ１２゜１３は、利得帯域幅積が１
ＱＧＨｚ、ペース鉱が夛抵抗が５０のバイポーラトラン
ジスタ、抵抗１１は１０Ωのベースバイヤス抵抗である
。また、ダイオード１４は、発光ダイオード２とほぼ同
じ電流が流れるようにダイオード−バイヤス端子２４に
よりバイアスされた高速シ萱ヅト＝ｒダイオードである
。トランジスタ１２．１３は、コレクタバイアス端子２
３およびベースバイアス端子２２から各々適当なバイア
ス電圧が加えられており、また入力端子２１には立上り
１００ｐｓｅｃ ８度のパルス電流が低インピーダン
スで加えられている。
、抵抗１１．トランジスタ１２．１３゜ダイオード１４
から構成され、発光ダイオード２を駆動するものである
。これらトランジスタ１２゜１３は、利得帯域幅積が１
ＱＧＨｚ、ペース鉱が夛抵抗が５０のバイポーラトラン
ジスタ、抵抗１１は１０Ωのベースバイヤス抵抗である
。また、ダイオード１４は、発光ダイオード２とほぼ同
じ電流が流れるようにダイオード−バイヤス端子２４に
よりバイアスされた高速シ萱ヅト＝ｒダイオードである
。トランジスタ１２．１３は、コレクタバイアス端子２
３およびベースバイアス端子２２から各々適当なバイア
ス電圧が加えられており、また入力端子２１には立上り
１００ｐｓｅｃ ８度のパルス電流が低インピーダン
スで加えられている。
そして、抵抗１１．）ランラスタ１２，１３．ダイオー
ド１４により低インピーダンスの駆動回路１が構成され
ている。なお、発光ダイオード２は光通信用のものであ
り、５０Ω系パルス駆動で光応答の立上りが１ ｎ５ｅ
ｃのものでおる。
ド１４により低インピーダンスの駆動回路１が構成され
ている。なお、発光ダイオード２は光通信用のものであ
り、５０Ω系パルス駆動で光応答の立上りが１ ｎ５ｅ
ｃのものでおる。
本発明は、半導体発光素子のキーリア注入の特性を発光
素子の応答高速化に応用したものである。
素子の応答高速化に応用したものである。
すなわち、半導体発光素子において活性層内の注入キャ
リアの振舞はキャリアの拡散万福式に従うが、キャリア
の分布の傾きが注入電流に対応し、キャリア濃度が発光
素子端子電圧に対応する。従って、半導体発光素子を電
流注入により制御した場合、その光応答速度は注入キャ
リアのキャリア寿命で決まるが、素子の端子電圧で制御
した場合、その光応答速度秩活性層内の注入キャリアの
走行時間で決まる。半導体発光素子を電圧源駆動すれば
、ギヤリア寿命よりはるかに短い光応答時間が得られる
が、半導体発光素子自体のインピーダンスがかなり低い
ため、駆動回路の内部インピーダンスも低くする必要が
ある。
リアの振舞はキャリアの拡散万福式に従うが、キャリア
の分布の傾きが注入電流に対応し、キャリア濃度が発光
素子端子電圧に対応する。従って、半導体発光素子を電
流注入により制御した場合、その光応答速度は注入キャ
リアのキャリア寿命で決まるが、素子の端子電圧で制御
した場合、その光応答速度秩活性層内の注入キャリアの
走行時間で決まる。半導体発光素子を電圧源駆動すれば
、ギヤリア寿命よりはるかに短い光応答時間が得られる
が、半導体発光素子自体のインピーダンスがかなり低い
ため、駆動回路の内部インピーダンスも低くする必要が
ある。
第２図は薦１図の駆動回路の内部インピーダンスと発光
ダイオードの光応答時間との関係を示す足数、Ｔは動作
絶対温度、δは電荷素置、■は動作１ｎ流）で規格化し
て理論的に解析した結果を示したものでおる。このグラ
フによれば、駆動回路の内部インピーダンス２が なる関係式を満たせば、発光ダイオードの光応答時間は
大幅に短縮されることがわかる。
ダイオードの光応答時間との関係を示す足数、Ｔは動作
絶対温度、δは電荷素置、■は動作１ｎ流）で規格化し
て理論的に解析した結果を示したものでおる。このグラ
フによれば、駆動回路の内部インピーダンス２が なる関係式を満たせば、発光ダイオードの光応答時間は
大幅に短縮されることがわかる。
本実施例において、駆動回路ｌは、（１）式の条件を満
たすように、内部インピーダンスが十分に低くなるよう
に設計されたものである。駆動すべき発光ダイオード２
の駆動電流を５０ｍ人 とした時、この駆動回路ｌの内
部インピーダンスはＱ、５Ωとなる。従って、発光ダイ
オード２に、活性層に直列に寄生する寄生抵抗が無視で
きる値でられば、光応答時間４６０ ｐａｅｃが得られ
、またｌΩの寄生抵抗があったとしても光応答時間６２
０ ｐｓｅｃが得られるため、応答特性が大幅に改善さ
れる・このよりに本発明によれば、回路調整を全く必要
とせず、かつ任意の動作水準で大幅に光応答時間を短縮
することができる。
たすように、内部インピーダンスが十分に低くなるよう
に設計されたものである。駆動すべき発光ダイオード２
の駆動電流を５０ｍ人 とした時、この駆動回路ｌの内
部インピーダンスはＱ、５Ωとなる。従って、発光ダイ
オード２に、活性層に直列に寄生する寄生抵抗が無視で
きる値でられば、光応答時間４６０ ｐａｅｃが得られ
、またｌΩの寄生抵抗があったとしても光応答時間６２
０ ｐｓｅｃが得られるため、応答特性が大幅に改善さ
れる・このよりに本発明によれば、回路調整を全く必要
とせず、かつ任意の動作水準で大幅に光応答時間を短縮
することができる。
なお、本実施例において示された各回路定ａは、これら
の値に限定される必要はなく、トランジスタ１２．１３
もバイポーラトランジスタに限らず、電界効果トランジ
スタであってもよい。また発光ダイオード２の代りに半
導体レーザ素子であってもよい。
の値に限定される必要はなく、トランジスタ１２．１３
もバイポーラトランジスタに限らず、電界効果トランジ
スタであってもよい。また発光ダイオード２の代りに半
導体レーザ素子であってもよい。
（発明の効果）
以上詳述したように、本発明によれば、半導体発光素子
の駆動電流工と、前記半導体発光素子を駆動する駆動回
路の内部インピーダンス２の間に、半導体発光素子の光
応答時間を大幅に短縮した半導体発光素子１ｍ１４動回
路が得られる。
の駆動電流工と、前記半導体発光素子を駆動する駆動回
路の内部インピーダンス２の間に、半導体発光素子の光
応答時間を大幅に短縮した半導体発光素子１ｍ１４動回
路が得られる。
第１り１は本発明の一実施例の回路＠、第２ｒｇＪは本
実施例の駆動回路の内部インピーダンスと発光ダイオー
ドの光応答時間の関係のグラフである。
実施例の駆動回路の内部インピーダンスと発光ダイオー
ドの光応答時間の関係のグラフである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 半導体素子の駆動電流Ｉと、前記半導体素子を駆動す
る駆動回路の内部インピーダンスＺとの間に、δを電荷
素量、Ｋをボルツマン定数、Ｔを動作絶対温度としたと
き、 ｜Ｚ｜＜１０ＫＴ／δ・Ｉ なる関係式が成立することを特徴とする半導体発光素子
駆動方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59200204A JPS6178178A (ja) | 1984-09-25 | 1984-09-25 | 半導体発光素子駆動方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59200204A JPS6178178A (ja) | 1984-09-25 | 1984-09-25 | 半導体発光素子駆動方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6178178A true JPS6178178A (ja) | 1986-04-21 |
Family
ID=16420530
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59200204A Pending JPS6178178A (ja) | 1984-09-25 | 1984-09-25 | 半導体発光素子駆動方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6178178A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0042535A1 (de) * | 1980-06-21 | 1981-12-30 | Bayer Ag | Farbstoffmischungen, Verfahren zu deren Herstellung und zum Färben von hydrophoben Fasern |
| JPH03257885A (ja) * | 1990-03-07 | 1991-11-18 | Mitsubishi Electric Corp | 発光素子駆動回路 |
| US7352786B2 (en) | 2001-03-05 | 2008-04-01 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Apparatus for driving light emitting element and system for driving light emitting element |
| US7529282B2 (en) | 2001-03-05 | 2009-05-05 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Apparatus for driving light emitting element and system for driving light emitting element |
-
1984
- 1984-09-25 JP JP59200204A patent/JPS6178178A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0042535A1 (de) * | 1980-06-21 | 1981-12-30 | Bayer Ag | Farbstoffmischungen, Verfahren zu deren Herstellung und zum Färben von hydrophoben Fasern |
| JPH03257885A (ja) * | 1990-03-07 | 1991-11-18 | Mitsubishi Electric Corp | 発光素子駆動回路 |
| US7352786B2 (en) | 2001-03-05 | 2008-04-01 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Apparatus for driving light emitting element and system for driving light emitting element |
| US7529282B2 (en) | 2001-03-05 | 2009-05-05 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Apparatus for driving light emitting element and system for driving light emitting element |
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