JPS6294994A - レ−ザダイオ−ド駆動回路 - Google Patents

レ−ザダイオ−ド駆動回路

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JPS6294994A
JPS6294994A JP23463485A JP23463485A JPS6294994A JP S6294994 A JPS6294994 A JP S6294994A JP 23463485 A JP23463485 A JP 23463485A JP 23463485 A JP23463485 A JP 23463485A JP S6294994 A JPS6294994 A JP S6294994A
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fet
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light output
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一雄 山根
Yoshinori Okuma
大隈 義則
Masakazu Mori
正和 森
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    • H01S5/06209Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes in single-section lasers
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    • HELECTRICITY
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    • H01S5/06Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
    • H01S5/068Stabilisation of laser output parameters
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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】 〔概 要〕 レーザダイオード(L D : La5er Diod
e )の駆動回路において、このLD駆動回路を形成す
る光出力安定化ループ内にループゲイン制御用のFET
(電界効果形トランジスタ)を導入し、FETの動作特
性補償回路の出力によってその動作特性を調整するもの
である。
〔産業上の利用分野〕
本発明はレーザダイオード(以下L D : La5e
rDiodeとも称す)駆動回路に関する。
LDは高速の光パルスを出力可能であり、近年の光通信
システムにおける発光源として重要な働きをする。光通
信はもともと大容量伝送に好都合であり、近年のテーマ
の1つとしてこれを一層大容量化することが挙げられる
。このために、さらに高周波で動作可能なLD駆動回路
の出現が要請されている。
C従来の技術〕 第4図は従来のLD駆動回路の一例を示す回路図である
。本図において、DTinは入力データ信号であり、“
1”又は“0”のパルス列からなる。
この“1”又は“0”に対応した光のパルス列がLDモ
ジュール11よりOUTとして出力され、光ファイバー
(図示せず)に入射される。LDモジュール11はLD
チップとAPD等からなり、APD (アバランシェホ
トダイオード)は、LD千ノブが光出力OUTを発生す
るのに伴い、その反対側から発生するいわゆる背面光を
受光し、こレヲモニタ電流I、に変換する。このモニタ
電流■、は光出力の安定化に供せられる。
第4図においてLDモジュール11を除<回路群が本発
明に関連するLD駆動回路をなし、図示するとおり、第
10−バスフイルタ12、第20−バスフイルタ13、
光出力安定化制御部14、パルス電流出力部15、バイ
アス電流出力部16、第1トランジスタTR1、第2ト
ランジスタTR2、第1抵抗R1および第2抵抗R2か
らなる。
第4図に示す如く、LDモジュール11を直接駆動する
のは、パルス電流出力部15からのパルス電流■2およ
びバイアス電流出力部16からのバイアス電流I、であ
る。
第5図は一般的なLDの特性を示すグラフであり、横軸
には駆動電流I4、縦軸にはLDの光出力レベルLou
tをそれぞれとって示す。ここに駆動電流■、は、上記
のバイアス電流l、にパルス電流I2を重畳したものか
らなり、バイアス電流■、は定常的に通電される。なお
、■。およびI、は常温(25℃)時の特性カーブ21
に合せて示されている。他の特性カーブ20および22
はそれぞれ低温時(5℃)および高温時(50°C)の
場合に相当する。このように駆動電流1.の中に定常的
なバイアス電流■、を組み入れたのは、パルス電流I2
のみでIdを生成したとすると、毎パルスごとに多大な
19を必要とし、高速なLD駆動ができなくなるからで
ある。
第4図に戻ると、■9およびIbを送出するパルス電流
出力部15およびバイアス電流出力部16は、第1およ
び第2トランジスタTR,およびTR2を介して、光出
力安定化制御部14による安定化制御を受ける。これは
光出力OUTの各パルスのピーク値を一定にするように
フィードバックをかけるためであるが、実際には高速パ
ルスの1つ1つに追従することは困難であることから、
各パルスの平均値をもってフィードバックをかける。つ
まりモニタ電流■8の平均値を、第20−バスフイルタ
13によって得、これを監視する。
この監視のための基準レベルは、入力データ信号DTi
nを同様に第10−バスフイルタ12に通したものから
なる。信号DTinの方は電気系より得たものであり、
LDの光出力に比べればはるかに安定していることを利
用したものである。
かくして光出力OUTのレベル変M(△ν)が、オペア
ンプ等からなる光出力安定化制御部14より得られる。
このレベル変動(△ν)は、並列接続の第1および第2
トランジスタTR,およびTR2の各ヘースに共通に印
加され、対応する第1抵抗R2および第2抵抗R2によ
りこのレベル変動にリニアな電流(△12.Δlb)に
変換する。つまり、 である。また、トランジスタTR,およびTR2が並列
接続されるのは、第5図に示した特性カーブの温度によ
る変動を極力抑えるためである。つまり、たとえば高温
になったときは△νが大になるが、これに伴って、Ip
もI、も−緒に増大せしめる。低温になるときはこの逆
である。なお、これら■2および■5をそれぞれ出力す
るための出力部15および16については、具体的には
、出力部15が信号DTinの“1”、′o”でオン、
オフするスイッチ回路で形成され、出力部16が交流カ
プトのコイルから形成される。
〔発明が解決しようとする問題点〕
第4図に示した従来回路において、第1トランジスタT
R,および第2トランジスタTR2に着目すると、これ
らはバイポーラトランジスタより構成されていた。この
ようにバイポーラトランジスタを用いたのは、そのベー
ス電圧対コレクタ電流特性のデバイスごとのバラツキが
小さく、したがって、光出力安定化ループ内において、
光出力安定化制御部14の出力をそのまま第1トランジ
スタTR1および第2トランジスタTR,のベースにフ
ィードバンクできたからである。
しかしながらバイポーラトランジスタを用いると、たと
えば数100 Mb/sオーダーの伝送速度が限界であ
り、今後型々要請が高まると思われるIGb/sオーダ
ーの伝送速度は殆ど期待できない、という問題がある。
この伝送速度上の限界は、バイポーラトランジスタ自身
の物理特性に由来するものであるから、単に回路構成を
変更する等の手法では解決することのできない根本的な
問題である。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明では、伝送速度上の限界に達しているバイポーラ
トランジスタに代えて、FETを採用することを前提と
する。たとえばGaAsのFETであれば、1〜2 C
,b/sオーダーの周波数には十分追従可能だからであ
る。
第1図は本発明に基づ<LD駆動回路の回路構成を示す
図である。なお、全図を通じて同様の構成要素には同一
の参照番号又は記号を付して示す。
本発明により新たに採用されたのはたとえばGaAsか
らなる第1FETI、第2FET2ならびに第1補償部
31、および第2補償部32である。FETがバイポー
ラトランジスタよりも高速動作可能であることはよく知
られていることである。ところが、LDの高速駆動に向
けて、従来から用いられていたバイポーラトランジスタ
をFETに置き換えやようとした場合、FETのデバイ
スごとの特性のバラツキが大きいため、実用化の上で障
害となっていた。
そこで本発明は上記の第1補償部31および第2補償部
32を、FETIおよびFETzにそれぞれ対応して導
入し、各FETにおけるドレイン電流■。のゲート・ソ
ース間電圧(VCS)依存性を外部から調整可能とした
〔作 用〕
従来回路(第4図)で満足していたリニアリテリティー
をFET、およびFET、においても満足するよう、第
1および第2補償部を光出力安定化ループ内に挿入する
。すなわち、FETごとにバラツキの多い特性(主とし
て、既述の■。−VG3特性)を所定の特性に強制的に
合わせるために、補償部を前記光出力安定化ループ内に
挿入するものである。
〔実施例〕
第2図は本発明に基づ<LD駆動回路の一実施例を示す
回路図である。また、第3図はFETの特性のバラツキ
を説明するためのグラフである。
説明の都合上、まず第3図のグラフを参照すると、その
横軸はゲート・ソース間電圧■05.その縦軸はドレイ
ン電流I。をそれぞれ示す。第3図では任意の3つのF
ETについて各々の特性を示しており、どの特性も固有
のものであって一様でないことを表している。要約すれ
ばIl)のVGS依存性が極めて強い。具体的には、ま
ず■。−0となるVCS、 いわゆるピンチオフ電圧■
2が、■2.。
V 91 + ■p3のごとく一様でない。また、各特
性カーブの傾き、すなわち相互コンダクタンスg1が、
各FETごとに異なるばかりでなく、VGSによっても
変なる。この相互コンダクタンスg□の相違直接関係す
るものであり、FET、とF E T 2の間で一致さ
せる必要がある。このようなFETの特性のバラツキを
統一化できるようにしたのが第2図の実施例回路である
第2図においては第1補償部31および第2補償部32
の詳細例が示されており、第1演算増幅器41および第
2演算増幅器42から構成されており、それぞれ抵抗群
を備えてなり、いずれも加算器として機能する。第1演
算増幅器41側の抵抗群は抵抗R1,RZ、R3および
半固定抵抗RV +であり、一方、第2演算増幅器42
例の抵抗群は抵抗R,,R5,R6および半固定抵抗R
V 2である。
半固定抵抗RV、およびRVtは、光出力安定化制御部
14から送出された光出力OUTのレベル変動を共通に
受信する。一方、抵抗R2は第1オフセツト電圧V。□
を受信し、抵抗R1は第2オフセント電圧V0,2を受
信する。これらオフセット電圧を適当に設定することに
より、F E T +およびFET2の各ピンチオフ電
圧の不揃いを統一化することができる。
半固定抵抗RV1およびRV、を適当に設定することに
より、F E T 、およびFET2の各相互コンダク
タンスの不揃いを統一化することができる。また、これ
ら半固定抵抗RV、およびRV2は、光出力安定化ルー
プのループ内に直接存在することから、単にFETの特
性バラツキを調整するのに止まらず、LDそのもののし
きい値や微分量子効率のバラツキをも含めて総合的なル
ープゲインを調整できる。
かくして、FETを採用したLD駆動回路が実現される
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明によれば、たとえばGaAs
等からなるFETを用いたLD駆動回路が実用可能とな
り、光出力OUTの伝送速度として1〜2Gb/sのオ
ーダーは容易に達成可能となる。
また、光出力安定化ループの総合ゲインを調整できるこ
とから、LDならびにFETの持つバラツキを容易に吸
収可能となり、このことは歩留りの向上が図れることを
意味する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に基づ<LD駆動回路の回路構成を示す
図、 第2図は本発明に基づ<LD駆動回路の一実施例を示す
回路図、 第3図はFETの特性のバラツキを説明するためのグラ
フ、 第4図は従来のLD駆動回路の一例を示す回路図、 第5図は一触的なLDの特性を示すグラフである。 11・・・LDモジエール、 14・・・光出力安定化制御部、 15・・・パルス電流出力部、 16・・・バイアス電流出力部、 31・・・第1補償部、 32・・・第2補償部、 41・・・第1演算増幅器、 42・・・第2演算増幅器、 FET、・・・第1FET。 FET2・・・第2FET。 1、・・・パルス電流、 ■、・・・バイアス電流、 I5・・・モニタ電流、 DTin・・・入力データ信号、 OUT・・・光出力。 FET ノ特性のバラツキを説明するだめのグラフ第3

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、入力データ信号に応じた出力をレーザダイオードよ
    り生成せしめるとともに、該光出力の安定化を図るため
    の光出力安定化ループを形成するレーザダイオード駆動
    回路であって、 前記レーザダイオードの駆動電流をなすパルス電流およ
    びバイアス電流をそれぞれ送出する第1FET(電界効
    果形トランジスタ)および第2FETを並列接続して前
    記光出力安定化ループ内に設けるとともに、各該FET
    の動作特性を所定の動作特性に合わせるために該第1お
    よび第2FETの各ゲート側にそれぞれ設けられる第1
    補償部および第2補償部を該光出力安定化ループ内に挿
    入することを特徴とするレーザダイオード駆動回路。
JP23463485A 1985-10-22 1985-10-22 レ−ザダイオ−ド駆動回路 Granted JPS6294994A (ja)

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JP23463485A JPS6294994A (ja) 1985-10-22 1985-10-22 レ−ザダイオ−ド駆動回路
CA000520769A CA1319397C (en) 1985-10-22 1986-10-17 Semiconductor laser driving device and a pulse amplifier suitable for use in the semiconductor laser driving device
CA568053A CA1275149C (en) 1985-10-22 1986-10-17 PULSE AMPLIFIER FOR SEMICONDUCTOR LASER EXCITATION DEVICE
US06/921,110 US4803384A (en) 1985-10-22 1986-10-21 Pulse amplifier suitable for use in the semiconductor laser driving device
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NZ23146586A NZ231465A (en) 1985-10-22 1986-10-21 Pulse height control amplifier
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AU64350/86A AU574587B2 (en) 1985-10-22 1986-10-22 Laser excitation device
EP19920107690 EP0499293A3 (en) 1985-10-22 1986-10-22 A pulse amplifier suitable for use in a semiconductor laser driving device
EP92113686A EP0525819A1 (en) 1985-10-22 1986-10-22 A pulse amplifier suitable for use in a semiconductor laser driving device
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JPH0149028B2 JPH0149028B2 (ja) 1989-10-23

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CA (1) CA1319397C (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0344083A (ja) * 1989-07-12 1991-02-25 Nec Corp 自動レーザ出力制御回路
JP2012124781A (ja) * 2010-12-09 2012-06-28 Fujikura Ltd データ伝送装置

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CA1319397C (en) 1993-06-22

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