JPS63312687A - レ−ザダイオ−ド駆動回路 - Google Patents
レ−ザダイオ−ド駆動回路Info
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- JPS63312687A JPS63312687A JP62149976A JP14997687A JPS63312687A JP S63312687 A JPS63312687 A JP S63312687A JP 62149976 A JP62149976 A JP 62149976A JP 14997687 A JP14997687 A JP 14997687A JP S63312687 A JPS63312687 A JP S63312687A
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- Japan
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- laser diode
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- drive circuit
- circuit
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Links
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 3
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 3
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/04—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping, e.g. by electron beams
- H01S5/042—Electrical excitation ; Circuits therefor
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
- Semiconductor Lasers (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」
この発明は、例えばディジタル光通信に用いられるレー
ザダイオード駆動回路に関するものである。
ザダイオード駆動回路に関するものである。
「従来の技術」
第7図に従来用いられてきた、レーザダイオ−ド駆動回
路の代表例を示す。レーザダイオード11のP形導電領
域が接地され、N形導電領域がバイアス電流用電流源1
2を通じて負電源端子13に接続されると共にNPN
トランジスタ14のコレクタに接続され、NPNトラン
ジスタ14のベースは逆相信号又は基準電圧入力端子1
5に接続され、エミッタは駆動パルス用電流源16を通
じて負電源端子13に接続される。このエミッタ及び電
流源16の接続点にNPNトランジスタ17のエミッタ
が接続され、NPN トランジスタ17のコレクタは抵
抗器18を通じて接地され、ベースは信号入力端子19
に接続される。トランジスタ14.17は電流切替えス
イッチを構成している。
路の代表例を示す。レーザダイオード11のP形導電領
域が接地され、N形導電領域がバイアス電流用電流源1
2を通じて負電源端子13に接続されると共にNPN
トランジスタ14のコレクタに接続され、NPNトラン
ジスタ14のベースは逆相信号又は基準電圧入力端子1
5に接続され、エミッタは駆動パルス用電流源16を通
じて負電源端子13に接続される。このエミッタ及び電
流源16の接続点にNPNトランジスタ17のエミッタ
が接続され、NPN トランジスタ17のコレクタは抵
抗器18を通じて接地され、ベースは信号入力端子19
に接続される。トランジスタ14.17は電流切替えス
イッチを構成している。
信号入力端子19の電圧が高レベルの場合はトランジス
タ17はOnで電流源16の電流が流れ、トランジスタ
14はoffで、レーザダイオード11にバイアス電流
用電流源12よりレーザダイオード11のしきい値電流
に近い電流がレーザダイオード11に流れる。信号入力
端子19の電圧が低レベルになるとトランジスタ17は
off。
タ17はOnで電流源16の電流が流れ、トランジスタ
14はoffで、レーザダイオード11にバイアス電流
用電流源12よりレーザダイオード11のしきい値電流
に近い電流がレーザダイオード11に流れる。信号入力
端子19の電圧が低レベルになるとトランジスタ17は
off。
トランジスタ14はOnに切替わり、電流at6の電流
がレーザダイオード11に流れ、レーザダイオードll
は励起される。
がレーザダイオード11に流れ、レーザダイオードll
は励起される。
シリコン半導体においては、少数キャリアの移動度がホ
ールと電子とでは電子の方が速く、そのため、fr
(利得帯域幅積)の大きいPNPトランジスタの実現が
困難である。したがって、従来、高速パルスでレーザダ
イオードに強痩変調を行う場合、レーザダイオードの電
流をスイッチングする素子として、fアの大きいNPN
トランジスタが用いられてきた。また、第7図に示すよ
うに、NPNトランジスタ14.17で構成した電流ス
イッチでレーザダイオード11を駆動するため、レーザ
ダイオード11は、P形厚iii H域側を接地したも
のが用いられていた。
ールと電子とでは電子の方が速く、そのため、fr
(利得帯域幅積)の大きいPNPトランジスタの実現が
困難である。したがって、従来、高速パルスでレーザダ
イオードに強痩変調を行う場合、レーザダイオードの電
流をスイッチングする素子として、fアの大きいNPN
トランジスタが用いられてきた。また、第7図に示すよ
うに、NPNトランジスタ14.17で構成した電流ス
イッチでレーザダイオード11を駆動するため、レーザ
ダイオード11は、P形厚iii H域側を接地したも
のが用いられていた。
このような駆動回路では、回路の電源電圧が負となり、
TTL回路から出力された信号でレーザダイオード11
を変調しようとする場合、信号のレベルをシフトする回
路が必要であるという欠点を有していた。また、高速の
PNPトランジスタを実現しないと、N形導電領域側を
接地したレーザダイオードは、駆動出来ないという欠点
を有していた。
TTL回路から出力された信号でレーザダイオード11
を変調しようとする場合、信号のレベルをシフトする回
路が必要であるという欠点を有していた。また、高速の
PNPトランジスタを実現しないと、N形導電領域側を
接地したレーザダイオードは、駆動出来ないという欠点
を有していた。
この発明の目的は、高速のNPN トランジスタを用い
、N形導電領域側が接地されたレーザダイオードを駆動
することができ、かつTTL回路と整合がよい正電源で
動作するレーザダイオード駆動回路を提供することにあ
る。
、N形導電領域側が接地されたレーザダイオードを駆動
することができ、かつTTL回路と整合がよい正電源で
動作するレーザダイオード駆動回路を提供することにあ
る。
「問題点を解決するための手段」
この発明によれば第1と第2の電流駆動回路を並列に接
続した回路をレーザダイオードに直列に接続し、その第
1の電流駆動回路よりレーザダイオードがしきい値近傍
になるような、電流をながし、第2の電流駆動回路より
レーザダイオードにながれる電流値を変調信号に応じて
、変化させることによって、レーザダイオードの光強度
を変調する回路において、 第1と第2の電流駆動回路のそれぞれを、NPNトラン
ジスタとPNP トランジスタとを用い、そのNPN
トランジスタのベースとPNP トランジスタのコレク
タ、および、NPN トランジスタのコレクタとPNP
トランジスタのエミッタをそれぞれ接続し、PNP
トランジスタのベースの電位によりNPN トランジス
タのエミッタより流出する電流を制御するダーリントン
構成とし、レーザダイオードを第1と第2の電流駆動回
路のNPNトランジスタのエミッタより流出する電流に
より駆動し、第2の電流駆動回路のPNP トランジス
タのコレクタから、NPNトランジスタのベースに流入
する電流を変調信号に応じて、電流分岐することにより
、第2の電流駆動回路のNPNトランジスタのエミッタ
からレーザダイオードに流れる電流の制御を行い、レー
ザダイオードの光強度を変調する。
続した回路をレーザダイオードに直列に接続し、その第
1の電流駆動回路よりレーザダイオードがしきい値近傍
になるような、電流をながし、第2の電流駆動回路より
レーザダイオードにながれる電流値を変調信号に応じて
、変化させることによって、レーザダイオードの光強度
を変調する回路において、 第1と第2の電流駆動回路のそれぞれを、NPNトラン
ジスタとPNP トランジスタとを用い、そのNPN
トランジスタのベースとPNP トランジスタのコレク
タ、および、NPN トランジスタのコレクタとPNP
トランジスタのエミッタをそれぞれ接続し、PNP
トランジスタのベースの電位によりNPN トランジス
タのエミッタより流出する電流を制御するダーリントン
構成とし、レーザダイオードを第1と第2の電流駆動回
路のNPNトランジスタのエミッタより流出する電流に
より駆動し、第2の電流駆動回路のPNP トランジス
タのコレクタから、NPNトランジスタのベースに流入
する電流を変調信号に応じて、電流分岐することにより
、第2の電流駆動回路のNPNトランジスタのエミッタ
からレーザダイオードに流れる電流の制御を行い、レー
ザダイオードの光強度を変調する。
このようにこの発明によればレーザダイオードのN形導
電領域側を接地でき、NPN トランジスタで駆動する
ためレーザダイオードを高速変調できるとともに、TT
L回路と整合がよい正′r4源で動作させることができ
る。
電領域側を接地でき、NPN トランジスタで駆動する
ためレーザダイオードを高速変調できるとともに、TT
L回路と整合がよい正′r4源で動作させることができ
る。
「実施例」
レーザダイオード11のN形導電領域側は接地され、P
形導電領域側はNPN トランジスタ21゜22のエミ
ッタに接続される。NPNトランジスタ21.22の各
ベースはそれぞれPNP トランジスタ23.24の各
コレクタに接続され、各コレクタはPNP トランジス
タ23,24の各エミッタに接続され、つまりトランジ
スタ21.23またトランジスタ22.24はそれぞれ
ダーリントン接続されている。トランジスタ23.24
の各ベースは温度補償用ダイオード25.26、抵抗器
27.28をそれぞれ通じて正電源端子29に接続され
ると共にNPN トランジスタ31,32の各コレクタ
に接続される。トランジスタ31゜32の各エミッタは
抵抗器33.34を通じて接地すれ、各ベースはレーザ
ダイオード電流制御電圧入力端子35、パルス電流波高
値制御電圧入力端子36にそれぞれ接続される。PNP
トランジスタ24のコレクタはNPN トランジスタ3
7のコレクタに接続され、NPN トランジスタ37の
エミッタは抵抗器38を通じて接地され、ベースは信号
入力端子19に接続される。NPNトランジスタ21.
22の各コレクタは抵抗器41.42を通じて正電源端
子29に接続され、PNP トランジスタ24のエミッ
タはコンデンサ43を通じて正電源端子29に接続され
る。
形導電領域側はNPN トランジスタ21゜22のエミ
ッタに接続される。NPNトランジスタ21.22の各
ベースはそれぞれPNP トランジスタ23.24の各
コレクタに接続され、各コレクタはPNP トランジス
タ23,24の各エミッタに接続され、つまりトランジ
スタ21.23またトランジスタ22.24はそれぞれ
ダーリントン接続されている。トランジスタ23.24
の各ベースは温度補償用ダイオード25.26、抵抗器
27.28をそれぞれ通じて正電源端子29に接続され
ると共にNPN トランジスタ31,32の各コレクタ
に接続される。トランジスタ31゜32の各エミッタは
抵抗器33.34を通じて接地すれ、各ベースはレーザ
ダイオード電流制御電圧入力端子35、パルス電流波高
値制御電圧入力端子36にそれぞれ接続される。PNP
トランジスタ24のコレクタはNPN トランジスタ3
7のコレクタに接続され、NPN トランジスタ37の
エミッタは抵抗器38を通じて接地され、ベースは信号
入力端子19に接続される。NPNトランジスタ21.
22の各コレクタは抵抗器41.42を通じて正電源端
子29に接続され、PNP トランジスタ24のエミッ
タはコンデンサ43を通じて正電源端子29に接続され
る。
抵抗器27はPNP トランジスタ23のベース電圧設
定用であり、同様に抵抗器28はPNP トランジスタ
24のベース電圧設定用であり、トランジスタ31はト
ランジスタ230ベース電圧設定用であり、トランジス
タ32はトランジスタ24のベース電圧設定用である。
定用であり、同様に抵抗器28はPNP トランジスタ
24のベース電圧設定用であり、トランジスタ31はト
ランジスタ230ベース電圧設定用であり、トランジス
タ32はトランジスタ24のベース電圧設定用である。
抵抗器33はトランジスタ31のエミッタ電流制御用で
あり、抵抗器34はトランジスタ32のエミッタ電流制
御用である。トランジスタ37はトランジスタ22のベ
ース電流制御用であり、抵抗器38はトランジスタ37
のエミッタ電流制御用である。抵抗器41はトランジス
タ21.23で構成される第1の電流駆動回路44の電
流制御用であり、抵抗器42はトランジスタ22.24
で構成される第2の電流駆動回路45の電流制御用であ
り、コンデンサ43はトランジスタ24のコレクタ電流
を一定とするためのものである。
あり、抵抗器34はトランジスタ32のエミッタ電流制
御用である。トランジスタ37はトランジスタ22のベ
ース電流制御用であり、抵抗器38はトランジスタ37
のエミッタ電流制御用である。抵抗器41はトランジス
タ21.23で構成される第1の電流駆動回路44の電
流制御用であり、抵抗器42はトランジスタ22.24
で構成される第2の電流駆動回路45の電流制御用であ
り、コンデンサ43はトランジスタ24のコレクタ電流
を一定とするためのものである。
トランジスタ21,23,31、抵抗器27゜33.4
1、ダイオード25は定電流回路46を構成しており、
定電流回路46は第2図に示すようにレーザダイオード
11と正電源端子29との間に接続される。トランジス
タ32、抵抗器34は定電流回路47を構成し、この定
電流回路47がトランジスタ24のベース及び接地間に
接続される。 ・ つぎに、この実施例の動作を説明する。レーザダイオー
ド電流制御電圧入力端子35の電位に応じて、定電流回
路46には、レーザダイオード11のしきい値電流近傍
の電流1 bj41が流れる。一方、信号入力端子19
が低電圧でトランジスタ37がoffの場合、トランジ
スタ24のコレクタ電流1cは、トランジスタ22のベ
ースへの注入電流I、。ffとなる。したがって、トラ
ンジスタ22のエミッタよりレーザダイオード11に(
rt。2.×トランジスタ22の電流増倍率)の電流が
流れる。つぎに、信号入力端子19が高電圧でトランジ
スタ37がonの場合、トランジスタ24のコレクタ電
流(Ic = 1son + Icon )は、トラン
ジスタ22のベースへの注入電流Us。7)と、トラン
ジスタ37のコレクタ電流(+c。、)とに分流する。
1、ダイオード25は定電流回路46を構成しており、
定電流回路46は第2図に示すようにレーザダイオード
11と正電源端子29との間に接続される。トランジス
タ32、抵抗器34は定電流回路47を構成し、この定
電流回路47がトランジスタ24のベース及び接地間に
接続される。 ・ つぎに、この実施例の動作を説明する。レーザダイオー
ド電流制御電圧入力端子35の電位に応じて、定電流回
路46には、レーザダイオード11のしきい値電流近傍
の電流1 bj41が流れる。一方、信号入力端子19
が低電圧でトランジスタ37がoffの場合、トランジ
スタ24のコレクタ電流1cは、トランジスタ22のベ
ースへの注入電流I、。ffとなる。したがって、トラ
ンジスタ22のエミッタよりレーザダイオード11に(
rt。2.×トランジスタ22の電流増倍率)の電流が
流れる。つぎに、信号入力端子19が高電圧でトランジ
スタ37がonの場合、トランジスタ24のコレクタ電
流(Ic = 1son + Icon )は、トラン
ジスタ22のベースへの注入電流Us。7)と、トラン
ジスタ37のコレクタ電流(+c。、)とに分流する。
したがって、トランジスタ22のエミッタよりレーザダ
イオード11に(1++on×トランジスタ22の電流
増倍率)の電流が流れるaltは定電流であり、したが
って、■、。tr>It。、となるので、トランジスタ
37をonloffすることにより、トランジスタ22
のエミッタより、レーザダイオード11に流入する電流
を制御できる。
イオード11に(1++on×トランジスタ22の電流
増倍率)の電流が流れるaltは定電流であり、したが
って、■、。tr>It。、となるので、トランジスタ
37をonloffすることにより、トランジスタ22
のエミッタより、レーザダイオード11に流入する電流
を制御できる。
つぎに、第1図に示した回路のシミュレーション結果を
示す0表1にシミュレーションに用いた部品の特性の概
略、表2に入力端子条件およびシミュレーション温度を
示す0表1・2に示した条件で、信号入力端子19に、
パルス電圧を入力した場合のレーザダイオードの電流応
答特性の結果を第3図〜第5図に示す。第6図に信号入
力端子19への入力パルス例として、振fpM IV
(0,OV。
示す0表1にシミュレーションに用いた部品の特性の概
略、表2に入力端子条件およびシミュレーション温度を
示す0表1・2に示した条件で、信号入力端子19に、
パルス電圧を入力した場合のレーザダイオードの電流応
答特性の結果を第3図〜第5図に示す。第6図に信号入
力端子19への入力パルス例として、振fpM IV
(0,OV。
1、OV)のパルス波形を示す。
第3図は温度を0°〜80”まで変化させた場合のレー
ザダイオード電流特性である。第4図は電源端子36の
電圧を4.5〜5.5■まで変化させた場合のレーザダ
イオード電流特性である。第5図は信号入力端子19へ
の入力端子振幅を0.7〜1.4Vまで変化させた場合
のレーザダイオード電流特性である。
ザダイオード電流特性である。第4図は電源端子36の
電圧を4.5〜5.5■まで変化させた場合のレーザダ
イオード電流特性である。第5図は信号入力端子19へ
の入力端子振幅を0.7〜1.4Vまで変化させた場合
のレーザダイオード電流特性である。
第3図乃至第5図からも、この発明により、N側を接地
したレーザダイオードを変調できることが明らかである
。
したレーザダイオードを変調できることが明らかである
。
「発明の効果」
以上説明したように、この発明は、高速のPNPトラン
ジスタを用いることなく、N側を接地したレーザダイオ
ード高速変調できる利点を有する。
ジスタを用いることなく、N側を接地したレーザダイオ
ード高速変調できる利点を有する。
つまりこの発明によればレーザダイオード11を直接駆
動するものはNPN トランジスタ22であり、PNP
トランジスタ24には定電流回路47で決まる定電流
が流れ、その電流をトランジスタ22のベースへ供給す
るが、トランジスタ37に分流するかの制御をNPNト
ランジスタ37を制御して行うため、高速動作が可能で
ある。
動するものはNPN トランジスタ22であり、PNP
トランジスタ24には定電流回路47で決まる定電流
が流れ、その電流をトランジスタ22のベースへ供給す
るが、トランジスタ37に分流するかの制御をNPNト
ランジスタ37を制御して行うため、高速動作が可能で
ある。
また正電源により回路が動作するために、TTL回路か
らの出力によりレーザダイオードを駆動する場合、TT
L回路とレーザダイオード駆動回路との間のインターフ
ェースが簡易になるという利点を有する。
らの出力によりレーザダイオードを駆動する場合、TT
L回路とレーザダイオード駆動回路との間のインターフ
ェースが簡易になるという利点を有する。
第1図はこの発明の実施例を示す接続図、第2図は第1
図の実施例の機能を説明するための機能説明図、第3図
は温度を0°〜80°まで変化させた場合のレーザダイ
オード電流特性図、第4図は電源端子36の電圧を4.
5〜5.5■まで変化させた場合のレーザダイオード電
流特性図、第5図は信号入力端子19への入力電圧振幅
を0.7〜1.4■まで変化させた場合のレーザダイオ
ード電流特性図、第6図は第3図、第4図のシミュレー
ションにおける信号入力端子19への入力電圧パルス波
形を示す図、第7図は従来のレーザダイオード駆動回路
を示す接続図である。 矛 2 図 2つ +1−7 記
図の実施例の機能を説明するための機能説明図、第3図
は温度を0°〜80°まで変化させた場合のレーザダイ
オード電流特性図、第4図は電源端子36の電圧を4.
5〜5.5■まで変化させた場合のレーザダイオード電
流特性図、第5図は信号入力端子19への入力電圧振幅
を0.7〜1.4■まで変化させた場合のレーザダイオ
ード電流特性図、第6図は第3図、第4図のシミュレー
ションにおける信号入力端子19への入力電圧パルス波
形を示す図、第7図は従来のレーザダイオード駆動回路
を示す接続図である。 矛 2 図 2つ +1−7 記
Claims (1)
- (1)第1と第2の電流駆動回路を並列に接続した回路
をレーザダイオードに直列に接続し、その第1の電流駆
動回路よりレーザダイオードがしきい値近傍になるよう
な、電流をながし、上記第2の電流駆動回路より上記レ
ーザダイオードにながれる電流値を変調信号に応じて、
変化させることによって、レーザダイオードの光強度を
変調するレーザダイオード駆動回路において、 上記第1と第2の電流駆動回路の両者にそれぞれ、NP
NトランジスタとPNPトランジスタとが用いられ、 そのNPNトランジスタのベースとPNPトランジスタ
のコレクタ、および、NPNトランジスタのコレクタと
PNPトランジスタのエミッタがそれぞれ接続され、 上記PNPトランジスタのベースの電位により上記NP
Nトランジスタのエミッタより流出する電機を制御する
ダーリントン構成とされ、 上記レーザダイオードを上記第1と第2の電流駆動回路
の上記各NPNトランジスタのエミッタより流出する電
流により駆動し、 上記第2の電流駆動回路の上記PNPトランジスタのコ
レクタから、上記NPNトランジスタのベースに流入す
る電流を変調信号に応じて、電流分岐することにより、
その第2の電流駆動回路のNPNトランジスタのエミッ
タから上記レーザダイオードに流れる電流の制御を行い
、そのレーザダイオードの光強度を変調することを特徴
とするレーザダイオード駆動回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62149976A JPS63312687A (ja) | 1987-06-15 | 1987-06-15 | レ−ザダイオ−ド駆動回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62149976A JPS63312687A (ja) | 1987-06-15 | 1987-06-15 | レ−ザダイオ−ド駆動回路 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63312687A true JPS63312687A (ja) | 1988-12-21 |
Family
ID=15486744
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62149976A Pending JPS63312687A (ja) | 1987-06-15 | 1987-06-15 | レ−ザダイオ−ド駆動回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63312687A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0495576A2 (en) * | 1991-01-17 | 1992-07-22 | International Business Machines Corporation | laser driver for an optical disk drive |
EP0798828A2 (en) * | 1996-03-29 | 1997-10-01 | Fujitsu Limited | Light emitting element driving circuit and light emitting device having the same |
-
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