JPS63200118A - Optical control circuit - Google Patents
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- JPS63200118A JPS63200118A JP62032403A JP3240387A JPS63200118A JP S63200118 A JPS63200118 A JP S63200118A JP 62032403 A JP62032403 A JP 62032403A JP 3240387 A JP3240387 A JP 3240387A JP S63200118 A JPS63200118 A JP S63200118A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は光制御回路、特に、光メモリ、超高速変調の利
用分野で高性能を発揮する光制御回路に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an optical control circuit, and particularly to an optical control circuit that exhibits high performance in the application fields of optical memory and ultra-high-speed modulation.
従来の光制御回路の一例を第７図に示す。この光制御回
路は、レーザ・ダイオードＬＤと電界効果トランジスタ
（ＦＥＴ）Ｑと電圧源ｖ６Ｄとからなり、電界効果トラ
ンジスタＱのソースはレーザ・ダイオードＬＤを介して
接地電位に接続され、ドレインは電源電位に接続され、
ゲートは入力端子ＶｔＮに接続されている。このような
構成の光制御回路においては、入力端子ＶＩＮから電界
効果トランジスタＱのゲートにしきい値以上の電圧が入
力されると、電界効果トランジスタＱが導通し、レーザ
・ダイオードＬＤが発光する。An example of a conventional optical control circuit is shown in FIG. This optical control circuit consists of a laser diode LD, a field effect transistor (FET) Q, and a voltage source v6D. The source of the field effect transistor Q is connected to the ground potential via the laser diode LD, and the drain is connected to the power supply potential. connected to,
The gate is connected to input terminal VtN. In the optical control circuit having such a configuration, when a voltage equal to or higher than the threshold value is input from the input terminal VIN to the gate of the field effect transistor Q, the field effect transistor Q becomes conductive and the laser diode LD emits light.
ところで、前記従来の構造の光制御回路を光メモリに応
用する場合、記憶回路と接続する必要があるが、この場
合、回路構成が複雑になり、高集積化が困難になるばか
りか、遅延時間の増大にもつながる。By the way, when the optical control circuit with the conventional structure is applied to an optical memory, it is necessary to connect it to a storage circuit, but in this case, the circuit configuration becomes complicated and high integration is difficult, and the delay time increases. It also leads to increase.
本発明の目的はこの様な問題を解決し、きわめて簡潔な
回路構成で、記憶機能を有する、超高速動作が可能な光
制御回路を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve these problems and provide an optical control circuit that has a very simple circuit configuration, has a memory function, and is capable of ultra-high-speed operation.
本発明は、発光素子と、前記発光素子に直列に接続され
、前記発光素子に流れる電流の断続を制御するスイッチ
ング素子とを有する光制御回路であって、
前記スイッチング素子を駆動する駆動回路が、定電流源
と共鳴トンネルダイオードとの直列回路よりなり、前記
定電流源と前記共鳴トンネルダイオードとの結節点が前
記スイッチング素子と光制御回路の入力端子とに接続さ
れていることを特徴とする。The present invention provides an optical control circuit including a light emitting element and a switching element connected in series to the light emitting element to control on/off of a current flowing through the light emitting element, the drive circuit driving the switching element comprising: It is characterized in that it consists of a series circuit of a constant current source and a resonant tunnel diode, and a node between the constant current source and the resonant tunnel diode is connected to the switching element and an input terminal of the optical control circuit.
本発明によれば、スイッチング素子を駆動する駆動回路
に、定電流源と共鳴トンネルダイオードとの直列回路を
用いる。定電流源の電流の値Ｉ３を共鳴トンネルダイオ
ードのピーク電流ＩＦと谷電流１ｖの中間に設定すれば
、低電圧状態と高電圧状態の２つの安定点が得られる。According to the present invention, a series circuit of a constant current source and a resonant tunnel diode is used in the drive circuit that drives the switching element. By setting the current value I3 of the constant current source to be between the peak current IF of the resonant tunnel diode and the valley current 1v, two stable points of a low voltage state and a high voltage state can be obtained.
ここでｒｐ−■、より大きい正のパルス電流を共鳴トン
ネルダイオードに入力すると、共鳴トンネルダイオード
は低電圧状態から高電圧状態に遷移する。同様に、絶対
値がｌ５−Ｉｖより大きい負の電流パルスを共鳴トンネ
ルダイオードに入力すると、共鳴トンネルダイオードは
高電圧状態から低電圧状態に遷移する。したがって、こ
れら遷移する２つの電圧状態でスイッチング素子を駆動
するように構成すれば、記憶機能を有する光制御回路が
得られる。Here, when a positive pulse current larger than rp-■ is input to the resonant tunnel diode, the resonant tunnel diode transitions from the low voltage state to the high voltage state. Similarly, when a negative current pulse with an absolute value greater than 15-Iv is applied to a resonant tunnel diode, the resonant tunnel diode transitions from a high voltage state to a low voltage state. Therefore, by configuring the switching element to be driven in these two transitional voltage states, an optical control circuit having a memory function can be obtained.
また本発明によれば、共鳴トンネル効果をスイッチ動作
に用いているため、スイッチングに要する時間は、量子
力学的限界近くまで低減することができると考えられ、
超高速動作が可能となる。Furthermore, according to the present invention, since resonant tunneling effect is used for switch operation, it is thought that the time required for switching can be reduced to near the quantum mechanical limit.
Ultra high-speed operation is possible.
以下、本発明の実施例を詳細に説明する。 Examples of the present invention will be described in detail below.
第１図は本発明による第１の実施例の光制御回路の回路
図である０本実施例の光制御回路は、レーザ・ダイオー
ドＬＤと電界効果トランジスタＱと電圧源ＶＩＩＤと共
鳴トンネルダイオードＲＤと定電流源ｌ、とからなる。FIG. 1 is a circuit diagram of a light control circuit according to a first embodiment of the present invention. It consists of a constant current source l.
電界効果トランジスタＱのソースはレーザ・ダイオード
ＬＤを介して接地電位に接続され、ドレインは電源電位
に接続され、ゲートは共鳴トンネルダイオードＲＤを介
して接地電位に接続されると共に、共鳴トンネルダイオ
ードＲＤと電界効果トランジスタＱのゲートの結節点は
定電流源■３および入力端子ＩｌＮに接続されている。The source of the field effect transistor Q is connected to ground potential via a laser diode LD, the drain is connected to a power supply potential, and the gate is connected to ground potential via a resonant tunnel diode RD. The node of the gate of the field effect transistor Q is connected to the constant current source 3 and the input terminal IIN.
なお、説明の便宜上、符号ＶＤＩＩは電圧源の電位を、
符号■３は定電流源の電流を、ＩＩＮは入力端子からの
入力電流の値をも表すものとする。For convenience of explanation, the symbol VDII represents the potential of the voltage source,
The symbol ■3 also represents the current of the constant current source, and IIN represents the value of the input current from the input terminal.
このような構成の光制御回路において、共鳴トンネルダ
イオードＲＤは定電流源■３で駆動されるが、この時、
電流Ｉ、の値を共鳴トンネルダイオードＲＤのピーク電
流Ｉ、と谷電流■９の中間に設定すれば、第２図の共鳴
トンネルダイオードＲＤの電流−電圧特性に示すように
２つの安定点が得られる。この安定点の内、低電圧状態
をＡ、高電圧状態をＢとする。低電圧状態の安定点Ａに
対応する電圧をｖＬ、高電圧状態の安定点Ｂに対応する
電圧をＶＮとする。ここで、ＩＰ−１，より大きい正の
パルス電流を入力端子ＩＩＮから共鳴トンネルダイオー
ドＲＤに入力すると、共鳴トンネルダイオードＲＤの状
態はＡ点からＢ点へ遷移し、それに伴って、電界効果ト
ランジスタＱのゲート電位はｖＬからｖＬ４へとスイッ
チする。同様に、絶対値カ月５−ＸＶ、より大きい負の
電流パルスを入力すると、電界効果トランジスタＱのゲ
ート電位はＶ、ｌからｖＬへスイッチする。一方、レー
ザ・ダイオードＬＤは電界効果トランジスタＱを介して
、電源電位ｖ０に接続されている。ここで、ゲート電位
がＶＷの時、レーザ・ダイオードＬＤを発光状態に遷移
させるに適合した電流が電界効果トランジスタＱに流れ
、ゲート電位がｖＬの時、電界効果トランジスタＱに流
れる電流がレーザ・ダイオードＬＤの発光しきい値電流
以下となるように設計されている。したがって、正の電
流パルスが入力端子ＩＩＮより入力されるとレーザ・ダ
イオードＬＤは発光状態にセットされ、負の電流パルス
が入力されると非発光状態にリセットされ、第３図に示
すようなフリップ・フロップ動作が実現される。第３図
は、入力電流！、の値とレーザ・ダイオードＬＤの出力
光り。ｕ７の発光強度との関係を示す入出力特性図であ
り、時刻１゜と１．との間でレーザ・ダイオードＬＤは
発光状態にあり、時刻ｔ２とｔ、との間で非発光状態に
あり、時刻ｔ、とｔ４との間で発光状態にあることを示
している。In the optical control circuit with such a configuration, the resonant tunnel diode RD is driven by the constant current source 3, but at this time,
If the value of the current I is set between the peak current I of the resonant tunnel diode RD and the valley current 9, two stable points can be obtained as shown in the current-voltage characteristics of the resonant tunnel diode RD in Figure 2. It will be done. Among these stable points, the low voltage state is designated as A, and the high voltage state is designated as B. The voltage corresponding to the stable point A in the low voltage state is vL, and the voltage corresponding to the stable point B in the high voltage state is VN. Here, when a positive pulse current larger than IP-1 is input from the input terminal IIN to the resonant tunnel diode RD, the state of the resonant tunnel diode RD changes from point A to point B, and accordingly, the field effect transistor Q The gate potential of is switched from vL to vL4. Similarly, when a negative current pulse with an absolute value greater than 5-XV is input, the gate potential of the field effect transistor Q switches from V,l to vL. On the other hand, the laser diode LD is connected to the power supply potential v0 via the field effect transistor Q. Here, when the gate potential is VW, a current suitable for transitioning the laser diode LD to the light emitting state flows through the field effect transistor Q, and when the gate potential is vL, the current flowing through the field effect transistor Q flows through the laser diode LD. It is designed to be below the light emission threshold current of the LD. Therefore, when a positive current pulse is input from the input terminal IIN, the laser diode LD is set to a light-emitting state, and when a negative current pulse is input, it is reset to a non-light-emitting state, resulting in a flip-flop as shown in FIG.・Flop operation is realized. Figure 3 shows the input current! , and the output light of the laser diode LD. It is an input-output characteristic diagram showing the relationship with the luminescence intensity of u7, at times 1° and 1. The laser diode LD is in a light emitting state between times t2 and t, is in a non-light emitting state between times t2 and t, and is in a light emitting state between times t and t4.
以上のように本発明によれば、共鳴トンネル効果をスイ
ッチ動作に用いているため、スイッチングに要する時間
は、量子力学的限界近（まで低減することができると考
えられ、超高速動作が可能となる。また、フリップ・フ
ロップ動作が実現されるので、記憶機能を有することが
できる。As described above, according to the present invention, since the resonant tunnel effect is used for switch operation, it is thought that the time required for switching can be reduced to near the quantum mechanical limit, making ultra-high-speed operation possible. Furthermore, since a flip-flop operation is realized, a memory function can be provided.
第４図は本発明による第２の実施例の回路図である０本
実施例は、第１図に示した光制御回路において、レーザ
・ダイオードＬＤのセット、リセットを２人力の光信号
を用いて行うようにしたものである。第４図において、
ＰＤＩ、ＰＤ２はフォト・ダイオードで、互いに逆極性
となるように配−されそれぞれ電源電位子Ｖ、、−Ｖ、
に接続されている。フォト・ダイオードＰＤＩのカソー
ドおよびフォト・ダイオードＰＤ２のアノードは互いに
接続され、第１図に示した回路の入力端子１１．４に接
続されている。FIG. 4 is a circuit diagram of a second embodiment according to the present invention. In this embodiment, in the optical control circuit shown in FIG. 1, the laser diode LD is set and reset using optical signals by two people. This is how it is done. In Figure 4,
PDI and PD2 are photodiodes, which are arranged to have opposite polarities and are connected to power supply potentials V, -V, respectively.
It is connected to the. The cathode of photodiode PDI and the anode of photodiode PD2 are connected to each other and to the input terminal 11.4 of the circuit shown in FIG.
以上のような構成の光制御回路において、入力は光信号
Ｌｓ、Ｌｍであり、それぞれ、フォト・ダイオードＰＤ
Ｉ、ＰＤ２によって受光される。In the optical control circuit configured as above, the inputs are the optical signals Ls and Lm, and the photodiodes PD
I, the light is received by PD2.
フォト・ダイオードＰＤＩとＰＤ２を流れる電流の論理
和がとられ、入力端子ＩＩＮに入力される。The logical sum of the currents flowing through the photodiodes PDI and PD2 is taken and inputted to the input terminal IIN.
ここで、光信号Ｌ３としてしきい値強度を越える光パル
スが入力されると、フォト・ダイオードＰＤ１が導通し
、正のパルス電流が流れ、レーザ・ダイオードＬＤは発
光状態にセットされる。同様に、光信号Ｌｌとしてしき
い値強度を越える光パルスが入力されると、ＰＤ２はＰ
ＤＩと極性が逆なので、負のパルス電流が流れ、ＬＤは
非発光状態にリセットされる。したがって、第５図に示
すような２人力の洸フリップ・フロップ動作が実現され
る。第５図は、光信号り８．Ｌｌの光強度とレーザ・ダ
イオードＬＤの出力光Ｌｏの光強度との関係を示す入出
力図であり、時刻ｔ１とｔ！との間でレーザ・ダイオー
ドＬＤは発光状態にあり、時刻ｔ２とｔ、との間で非発
光状態にあり、時刻ｔ３とｔ４との間で発光状態にある
ことを示している。Here, when a light pulse exceeding the threshold intensity is input as the optical signal L3, the photo diode PD1 becomes conductive, a positive pulse current flows, and the laser diode LD is set to a light emitting state. Similarly, when an optical pulse exceeding the threshold intensity is input as the optical signal Ll, PD2 becomes P
Since the polarity is opposite to DI, a negative pulse current flows and the LD is reset to a non-emitting state. Therefore, a two-man-powered flip-flop operation as shown in FIG. 5 is realized. FIG. 5 shows the optical signal 8. It is an input/output diagram showing the relationship between the light intensity of Ll and the light intensity of the output light Lo of the laser diode LD, and is an input/output diagram showing the relationship between the light intensity of Ll and the light intensity of the output light Lo of the laser diode LD. The laser diode LD is in a light emitting state between times t2 and t, is in a non-light emitting state between times t2 and t, and is in a light emitting state between times t3 and t4.
第６図は、本発明による第３の実施例の回路図である０
本実施例の光制御回路は、レーザ・ダイオードＬＤと電
界効果トランジスタＱ１．Ｑ２と定電流源１ ！Ｉ＋
Ｉ ｍ＊と電圧源Ｖａ （符号Ｖ、は電圧源の電圧
値をも表すものとする）と共鳴トンネルダイオードＲＤ
とからなる。レーザ・ダイオードＬＤは電界効果トラン
ジスタＱ１を介して定電流源１８．に接続され、電界効
果トランジスタＱ２はレーザ・ダイオードＬＤおよび電
界効果トランジスタＱ１と並列に接続され、ゲートは電
圧源Ｖ。FIG. 6 is a circuit diagram of a third embodiment according to the present invention.
The optical control circuit of this embodiment includes a laser diode LD and a field effect transistor Q1. Q2 and constant current source 1! I+
I m*, voltage source Va (symbol V also represents the voltage value of the voltage source), and resonant tunnel diode RD
It consists of The laser diode LD is connected to a constant current source 18. through a field effect transistor Q1. The field effect transistor Q2 is connected in parallel with the laser diode LD and the field effect transistor Q1, with its gate connected to the voltage source V.
に接続されている。電界効果トランジスタＱ１およびＱ
２のソースはレーザ・ダイオードＬＤを介して、および
直接に接地電位にそれぞれ接続され、電界効果トランジ
スタＱ１およびＱ２のドレインは電流源Ｉ１１にそれぞ
れ接続されている。電界効果トランジスタＱ１のゲート
は共鳴トンネルダイオードＲＤを介して接地電位に接続
されると共に、共鳴トンネルダイオードＲＤと電界効果
トランジスタＱ１のゲートの結節点は定電流源Ｌ■およ
び入力端子ＩｌＮに接続されている。It is connected to the. Field effect transistors Q1 and Q
The sources of field effect transistors Q1 and Q2 are respectively connected via a laser diode LD and directly to ground potential, and the drains of field effect transistors Q1 and Q2 are respectively connected to a current source I11. The gate of the field effect transistor Q1 is connected to the ground potential via the resonant tunnel diode RD, and the node between the resonant tunnel diode RD and the gate of the field effect transistor Q1 is connected to the constant current source L and the input terminal IIN. There is.
以上のような構成の光制御回路において、レーザ・ダイ
オードＬＤを流れる電流は、電界効果トランジスタＱ１
が“開３であるか、“閉”であるかによって決まるが、
その電流量を、電界効果トランジスタＱ２のゲート電位
Ｖａによって制御できる。したがって、■、を調節する
ことで、電界効果トランジスタＱ１が“開”の時、レー
ザ・ダイオードＬＤに発光しきい値以上の電流を流し、
電界効果トランジスタＱ１が１閉”の時、レーザ・ダイ
オードＬＤを発光させないように制御することが容易に
できる。In the optical control circuit configured as described above, the current flowing through the laser diode LD is transmitted through the field effect transistor Q1.
It depends on whether it is “open 3” or “closed”,
The amount of current can be controlled by the gate potential Va of the field effect transistor Q2. Therefore, by adjusting ■, when the field effect transistor Q1 is "open", a current exceeding the emission threshold is caused to flow through the laser diode LD,
When the field effect transistor Q1 is "1" closed, it is easy to control the laser diode LD so that it does not emit light.
以上の詳細な説明から明らかなように、本発明によれば
、記憶機能を有する超高速光制御回路をきわめて簡潔な
回路構成によって実現でき、今後の通信・情報技術に寄
与するところがきわめて大である。As is clear from the above detailed description, according to the present invention, an ultra-high-speed optical control circuit with a memory function can be realized with an extremely simple circuit configuration, which will greatly contribute to future communications and information technology. .
第１図は、本発明による光制御回路の第１の実施例の回
路図、
第２図は、共鳴トンネルダイオードの電流−電圧特性、
第３図は、第１の実施例の入出力特性図、第４図は、第
２の実施例の回路図、
第５図は、第２の実施例の入出力特性図、第６図は、第
３の実施例の回路図、
第７図は、従来の光制御回路の回路図である。
ＬＤ・・・・・・・・レーザ・ダイオードＲＤ・・・・
・・・・共鳴トンネルダイオードＱ、Ｑｌ、Ｑ２・・・
電界効果トランジスタＰＤＩ、ＰＤ２・・・フォト・ダ
イオードＩ！＋ Ｉ！Ｉ＋ ｘｓｇ・・定電流源■
ｌ、Ｉ１．■、・・・・・電圧源
第１図
第２図
第３図
第４図
ｂ ｔ２ ｔｓ ｔ４ 時間第５図Fig. 1 is a circuit diagram of a first embodiment of the optical control circuit according to the present invention, Fig. 2 is a current-voltage characteristic of a resonant tunnel diode, and Fig. 3 is an input/output characteristic diagram of the first embodiment. , FIG. 4 is a circuit diagram of the second embodiment, FIG. 5 is an input/output characteristic diagram of the second embodiment, FIG. 6 is a circuit diagram of the third embodiment, and FIG. FIG. 2 is a circuit diagram of a conventional optical control circuit. LD・・・・・・Laser diode RD・・・・
...Resonant tunnel diode Q, Ql, Q2...
Field effect transistors PDI, PD2...Photodiode I! ＋I! I+ xsg・・Constant current source■
l, I1. ■... Voltage source Figure 1 Figure 2 Figure 3 Figure 4 b t2 ts t4 Time Figure 5
Claims (2)
記発光素子に流れる電流の断続を制御するスイッチング
素子とを有する光制御回路であって、前記スイッチング
素子を駆動する駆動回路が、定電流源と共鳴トンネルダ
イオードとの直列回路よりなり、前記定電流源と前記共
鳴トンネルダイオードとの結節点が前記スイッチング素
子と光制御回路の入力端子とに接続されていることを特
徴とする光制御回路。(1) A light control circuit including a light emitting element and a switching element connected in series to the light emitting element to control on/off of a current flowing through the light emitting element, wherein a drive circuit for driving the switching element has a constant Optical control comprising a series circuit of a current source and a resonant tunneling diode, characterized in that a node between the constant current source and the resonant tunneling diode is connected to the switching element and an input terminal of the optical control circuit. circuit.
て、 前記発光素子がレーザ・ダイオードであり、前記スイッ
チング素子が電界効果トランジスタであることを特徴と
する光制御回路。(2) The optical control circuit according to claim 1, wherein the light emitting element is a laser diode, and the switching element is a field effect transistor.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62032403A JPH061895B2 (en) | 1987-02-17 | 1987-02-17 | Light control circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62032403A JPH061895B2 (en) | 1987-02-17 | 1987-02-17 | Light control circuit |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63200118A true JPS63200118A (en) | 1988-08-18 |
| JPH061895B2 JPH061895B2 (en) | 1994-01-05 |
Family
ID=12357989
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62032403A Expired - Lifetime JPH061895B2 (en) | 1987-02-17 | 1987-02-17 | Light control circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH061895B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0397230U (en) * | 1989-10-31 | 1991-10-07 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS622580A (en) * | 1985-06-27 | 1987-01-08 | Fujitsu Ltd | Laser diode driver circuit |
-
1987
- 1987-02-17 JP JP62032403A patent/JPH061895B2/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS622580A (en) * | 1985-06-27 | 1987-01-08 | Fujitsu Ltd | Laser diode driver circuit |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0397230U (en) * | 1989-10-31 | 1991-10-07 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH061895B2 (en) | 1994-01-05 |
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