KR100261946B1 - 반도체장치와 이를 포함하는 광픽업 광학계 유니트 및 이를 포함하는 광픽업장치 - Google Patents

반도체장치와 이를 포함하는 광픽업 광학계 유니트 및 이를 포함하는 광픽업장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고주파전류발생회로를 포함하며 소비전력이 작은 반도체장치 및 이를 포함하는 소형·경량의 광픽업 광학계유니트 및 이를 포함하는 소형·경량의 광픽업장치를 제공하기 위한 것이다.
이를 위해 본 발명에서는 고주파전류발생회로(210)의 출력트랜지스터(52)의 베이스 바이어스전압을 반도체레이저(82)의 동작전압에 의해 생성하고, APC(60)로부터의 구동전류에 의해 고주파전류를 생성한다. 출력트랜지스터(52)의 베이스 바이어스전압은 에미터저항(53)에서 생기는 전압을 바이어스조정트랜지스터(91)로 귀환시킴으로써 자동조정시킨다. 전압제어발진회로(120)의 발진주파수를 생성하는 전류변환회로(130)의 설정전류를 외부저항(175)으로 결정하고, 전압제어발진회로(120)의 발진레벨을 조정하는 레벨조정회로(140)에 설정전류를 공급하는 전류변환회로(150)의 설정전류를 외부저항(180)으로 결정한다. 전류변환회로(150)는 상기 레벨조정회로에 공급하는 전류와 역위상인 전류를 생성하고, 바이어스제어회로를 매개하여 바이어스조정트랜지스터(91)의 베이스로 공급한다. 파워 세이브회로(200)는 반도체레이저(82)의 동작전압을 검지하여 기준전원(190)의 전압과 비교해서 고주파전류발생회로(210)의 ON, OFF의 조작을 행한다.

Description

반도체장치와 이를 포함하는 광픽업 광학계 유니트 및 이를 포함하는 광픽업장치
본 발명은 반도체장치에 관한 것으로, 특히 광픽업 등에 기록된 신호의 판독을 행하는 광픽업장치의 광원으로 이용되는 반도체레이저에 고주파전류를 공급하는 고주파전류중첩회로를 갖춘 반도체장치에 관한 것이다.
CD-ROM 등의 광디스크장치는 컴퓨터나 CD디스크 등의 민생기기의 외부기억장치로 널리 이용되고 있고, 특히 차세대의 오디오 기기로 주목되는 DVD(Digital Video Disk)장치의 개발·개량에 따라 보다 한층 소형·경량화가 요망되고 있다.
광디스크장치의 구성요소중, 광디스크에 기록된 신호의 판독을 행하는 광픽업장치는 홀로그램소자, 반도체레이저, 광검출기를 포함하기 때문에 용적·중량면에서 큰 비중을 점하고 있다. 이 때문에, 광디스크장치의 소형·경량화는 광픽업장치에 의존하는 바가 크고, 종래에는 이 장치에 대해 여러가지의 개량이 이루어져 왔다.
예컨대, 일본국 특허공개 평3-269835호에 기재된 것처럼, 광검출기를 광로중에 배설함으로써 유니트 내부의 부품수를 삭감하여 광픽업장치의 소형화를 꾀하는 것도 있다.
반도체레이저에는, 광픽업장치에 사용되는 경우, 소위 되돌림 광 노이즈가 발생한다는 문제가 있다. 이는 반도체레이저로부터 광디스크의 반면(盤面)을 향해 출사(出射)된 광 중에서, 반면에서 반사된 광의 일부가 반도체레이저로 돌아와서 노이즈를 발생시킨다고 하는 현상이다. 이 문제를 해소하기 위해, 레이저구동전류에 대해 100MHz 이상의 주파수를 가지며 20mA 이상의 크기인 고주파전류를 중첩시키는 방법이 있다. 이 고주파 중첩전류를 공급하는 회로는 광픽업장치의 소형화를 꾀하기 위해서라도 반도체레이저의 근방에 배설하는 것이 바람직하다. 그런데, 일반적으로, 고주파 중첩회로의 전원전압은 5V이고, 그 소비전력은 100mW 이상에 이르기 때문에, 상당한 정도의 열을 발생시킨다. 한편, 반도체레이저는 고온 환경하에서 발광특성이 열화되고, 특히 섭씨 70℃ 이상이 되면 발광하지 않게 된다는 성질을 갖는다. 이 때문에 종래에는 고주파전류중첩회로를 반도체레이저의 근방에 배치하는 것이 불가능하였다.
본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 소비전력이 작고, 발열량이 작은 고주파전류중첩회로를 갖춘 반도체장치 및 이를 포함하는 광픽업 광학계유니트 및 이를 포함하는 광픽업장치를 제공하는 것에 있다.
도 1은 본 발명의 제3실시형태에 관한 고주파전류발생회로(210)와 반도체레이저 구동계(220)를 나타낸 회로도,
도 2는 본 발명의 제1실시형태에 관한 반도체장치의 회로도,
도 3은 도 1에 나타낸 반도체장치에 포함되는 셀프 바이어스회로(90)의 구체적인 구성을 포함하는 회로도,
도 4는 본 발명의 제2실시형태인 반도체장치에 포함되는 고주파전류발생집적회로를 나타낸 회로도,
도 5는 본 발명의 제4실시형태에 관한 광픽업 광학계유니트(340)의 내부를 나타낸 사시도,
도 6은 본 발명의 제5실시형태에 관한 광픽업장치(400)의 실시의 1형태의 내부를 나타낸 사시도이다.
＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞
50, 51, 110, 210, 310 --- 고주파전류발생회로
52 --- 출력트랜지스터 53 --- 에미터저항
54, 93~95 --- 저항 55 --- 커플링 캐패시터
56 --- 발진회로 58 --- 출력단자
60 --- 광량제어회로 70 --- 필터회로
76, 92, 206, 314 --- 캐패시터 77, 205, 313 --- 인덕터
80 --- 광학부 81 --- 수광소자
82, 300 --- 반도체레이저 90, 100, 170 --- 셀프 바이어스회로
91 --- 바이어스조정트랜지스터 120 --- 전압제어발진회로
130, 150 --- 전류변환회로 140 --- 레벨조정회로
160 --- 바이어스제어회로 175, 180 --- 외부저항
190 --- 기준전원 200 --- 파워 세이브회로
220 --- 반도체레이저 구동계 301 --- 광검출기
302 --- 4채널 포토다이오드 330 --- 세라믹기판
334 --- 편광홀로그램소자 340 --- 광픽업 광학계유니트
350 --- 편광프리즘 360 --- 대물렌즈
380 --- 액츄에이터 400 --- 광픽업장치
본 발명은 이하의 수단에 의해 상기 과제의 해결을 꾀한다.
즉, 본 발명은,
반도체레이저의 광량을 제어하는 광량제어회로와,
고주파전류를 발생시키는 고주파전류발생회로를 갖추고,
상기 광량제어회로로부터 출력된 제어전류와 상기 고주파전류발생회로로부터 출력된 상기 고주파전류를 충첩하여 상기 반도체레이저에 공급함으로써 반도체레이저의 되돌림 광에 기인하는 노이즈를 저감하는 반도체장치에 있어서,
상기 고주파전류발생회로는 상기 광량제어회로로부터 공급되는 전류로 고주파전류를 생성하는 수단과,
상기 반도체레이저의 동작전압에 의해 상기 고주파전류의 바이어스전류를 자동설정하는 수단을 갖춘 것을 특징으로 하는 반도체장치를 제공한다.
상기 고주파전류발생회로는, 소망 주파수의 발진신호를 출력하는 발진회로와,
그 발진출력의 저역 노이즈를 제거하는 고역통과필터(HPF),
상기 반도체레이저의 구동전압에 기초하여, 상기 발진신호의 주파수와 동일주파수의 바이어스전압을 출력하는 셀프 바이어스회로, 상기 셀프 바이어스전압의 전압레벨에 따른 상기 고주파전류를 생성하는 전류증폭소자를 갖추고 있는 것이 바람직하다.
또한, 상기 전류증폭소자는 NPN형 제1트랜지스터이고,
상기 제1트랜지스터의 콜렉터에는 상기 반도체레이저의 구동전압이 인가되고, 그 베이스에는 상기 셀프 바이어스전압이 인가되면 좋다.
상기 셀프 바이어스회로는, 상기 셀프 바이어스전압이 소정의 기준전압 이상이 되면 상기 제1트랜지스터를 오프시키는 방향으로 제어함으로써 상기 셀프 바이어스전압의 전압레벨을 내리고, 상기 셀프 바이어스전압이 상기 기준전압 미만이 되면 상기 제1트랜지스터를 온시키는 방향으로 제어함으로써 상기 셀프 바이어스전압의 전압레벨을 올린다.
또한, 상기 셀프 바이어스회로는, 콜렉터가 부하를 매개하여 상기 전류증폭소자의 콜렉터와 접속되고, 에미터가 제1저항을 매개하여 상기 전류증폭소자의 에미터와 접속되며, 베이스가 상기 전류증폭소자의 에미터와 접속된 제2트랜지스터와,
상기 전류증폭소자의 에미터와 상기 제2트랜지스터의 베이스의 사이에 접속된 부하,
상기 전류증폭소자의 콜렉터와 상기 제2트랜지스터의 베이스의 사이에 접속된 부하를 갖추고 있는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은, 외부에 갖추어진 제1저항의 저항치에 기초하여 출력전류치가 결정되는 제1전류변환회로를 갖추고, 상기 발진회로는 제1전류변환회로로부터 공급되는 전류에 의해 발진주파수가 제어되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은, 외부에 갖추어진 제2저항의 저항치에 기초하여 출력전류치가 결정되는 제2전류변환회로와, 상기 제2전류변환회로로부터 공급되는 전류에 기초하여 상기 발진회로의 발진출력의 진폭을 제어하는 레벨조정회로를 갖춘 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은, 상기 반도체레이저의 동작전압을 감시하여 반도체레이저의 정지모드를 판정해서 발진을 정지시킴으로써 소비전력을 억제하는 파워 세이브회로를 갖춘 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은, 광학식 기록매체에 레이저광을 출사하는 반도체레이저와,
상기 반도체레이저의 출사광량을 검지하여 상기 광량제어회로에 제어신호를 공급하는 수광소자, 상술한 것과 같은 반도체장치를 갖춘 광픽업 광학계유니트를 제공한다.
더욱이, 본 발명은, 상술한 것과 같은 광픽업 광학계유니트와, 상기 반도체레이저의 출사광을 평행광으로 하는 콜리메이터 렌즈, 상기 평행광을 상기 광학식 정보기록매체의 기반에 수속시키는 대물렌즈, 상기 대물렌즈를 구동시켜서 포커스맞춤과 트랙맞춤을 행하는 액츄에이터를 갖춘 것을 특징으로 하는 광픽업장치를 제공한다.
(발명의 실시의 형태)
이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 실시 형태중 몇가지에 대해 설명한다.
도 2는 본 발명의 제1실시형태에 관한 반도체회로를 나타낸 구성도이다.
한편, 이하의 각 도에 있어서, 도 2에 대응하는 부분에는 동일한 부호를 붙인다.
동 도면에 나타낸 반도체회로는 광학부(80)와, 광량제어회로(60: 이하, 간단히 APC라고 부른다), 필터회로(70), 저항(54) 및 고주파전류발생회로(50)를 갖추고 있다.
광학부(80)는 DVD 등의 광학식 정보매체에 레이저광을 조사하는 반도체레이저(82)와 그 반도체레이저(82)의 광을 검지하여 모니터전류를 발생시키는 포토 다이오드 등과 같은 수광소자(81)를 갖추고 있다.
저항(54)은 수광소자(81)로부터 공급되는 모니터전류에 의해 발생하는 단자전압을 APC(80)에 공급한다.
APC(80)는 반도체레이저(82)에 구동전류를 공급함과 더불어 저항(54)의 단자전압을 받아 그 구동전류를 소망하는 값으로 제어한다.
필터회로(70)는 반도체레이저(82)로 고주파전류가 흐르도록 APC(60) 쪽으로의 고주파전류의 누설을 최소로 한다.
APC(60)의 출력단자는 필터회로(70)을 매개하여 광학부(80)의 반도체레이저(82)의 애노드에 결선되고, 반도체레이저(82)의 캐소드는 접지되어 있다.
광학부(80)의 광검출기(81)는 애노드가 반도체레이저(82)의 캐소드에 접속되고, 캐소드는 APC(60)의 입력단자와 저항(54)에 접속되어 있으며, 저항(54)의 타단은 접지되어 있다. 또한, 고주파전류발생회로(50)의 출력단자는 광학부(80)의 반도체레이저(82)의 애노드에 접속되고, 또한 필터회로(70)를 매개하여 APC(60)의 출력단자에 접속되어 있다.
필터회로(70)는 인덕터(77)와 캐패시터(76)를 갖추고, 캐패시터(76)는 일단이 인덕터(77)와 APC(60)의 사이에 접속되며, 타단은 접지되어 있다.
또한, 고주파전류발생회로(50)는 발진회로(56), 셀프 바이어스회로(90) 및 출력트랜지스터(52)를 갖추고, 출력트랜지스터(52)의 에미터와 접지단자의 사이에는 에미터저항(53)이 접속되어 있다.
발진회로(56)는 커플링 캐패시터(55)를 매개하여 출력트랜지스터(52)의 베이스에 접속되고, 커플링 캐패시터(55) 및 셀프 바이어스회로(90)와 더불어 발진출력에 포함되는 저주파노이즈성분을 제거하는 고역통과 필터(HPF: High Pass Filter)를 구성한다. 셀프 바이어스회로(90)는 일단이 커플링 캐패시터(55)와 출력트랜지스터(52)의 베이스에 접속되고, 다른 일단이 출력트랜지스터(52)의 에미터와 에미터저항(53)에 접속되며, 더욱이 다른 일단이 출력트랜지스터(52)의 콜렉터 및 외부단자에 접속되어 있다.
이 반도체회로의 동작은 이하와 같다.
APC(60)로부터 출력되는 구동전류는 필터회로(70)를 매개하여 반도체레이저(82)와 고주파전류발생회로(50)에 공급되고, 반도체레이저(82)는 이 구동전류에 의해 레이저광을 출사한다. 광검출기(81)는 반도체레이저(82)의 레이저광을 수광해서 출력강도를 나타내는 모니터전류를 출력하여, 저항(54)에 공급한다. 모니터전류에 의해 저항(54)에 발생하는 단자전압은 APC(60)로 피드백되고, 이 단자전압에 의해 APC(60)는 구동전류를 제어하여, 광학부(80)의 반도체레이저(82)에 공급한다. 이 동작을 반복함으로써 최적 크기의 구동전류가 반도체레이저(82)에 공급된다.
한편, 발진회로(56)에서 발생한 발진출력은 커플링 캐패시터(55)와 셀프 바이어스회로(90)로 구성되는 HPF에 의해 저주파노이즈성분이 제거됨과 더불어 DC적으로 절연되고, 발진성분만이 출력트랜지스터(52)의 베이스에 공급된다. 이 커플링 캐패시터(55)의 정전용량으로서는 10pF 이하가 바람직하다. 출력트랜지스터(52)에 의해 증폭된 고주파전류는 콜렉터로부터 출력되어, 광학부(80)의 반도체레이저(82)에 공급된다.
본 발명에 관한 고주파중첩회로에 있어서 특징적인 점은, 셀프 바이어스회로(90)가 반도체레이저(82)의 동작전압에 의해 출력트랜지스터(52)의 바이어스전압을 생성하고, APC(60)로부터의 구동전류에 의해 고주파전류를 생성하고 있는 점이다.
즉, 도 2에 나타낸 것처럼, 출력트랜지스터(52)의 베이스 바이어스전압은 반도체레이저(82)의 동작전압에 의해 셀프 바이어스회로(90)에서 자동설정된다. 이 방식에 의해 출력트랜지스터(52)는 독자적인 바이어스전원을 필요로 하지 않게 될 뿐 아니라, 출력트랜지스터(52)의 고주파전류를 왜곡시키지 않기 위해 필요한 바이어스출력전류(평균출력전류)를 APC(60)로부터 얻기 때문에, 출력트랜지스터(52)의 주변회로의 소비전력은 반도체레이저의 동작전압이 통상 2.3V 정도이므로, 바이어스전류를 10mA(고주파전류는 20mA p-p)로 하여 23mW로 되어, 종래의 1/2 이하로 대폭 절전되는 바, 고온으로 인해 반도체레이저의 발광불량을 초래하는 일은 없다. 이로써, 고주파전류발생회로(50)를 반도체레이저(82)에 근접하게 배설하는 것이 가능하게 되고, EMI(전자방해: Electro Magnetic Interferencee)대책이 용이하게 될 뿐 아니라 방열부재를 작게 할 수 있어서, 광픽업장치의 소형·경량화가 가능하게 된다.
도 3은 이러한 소비전력이 작은 고주파전류발생회로를 실현하는 셀프 바이어스회로(90)의 구체적인 구성을 포함하는 본 발명에 관한 반도체장치의 실시의 1형태를 나타낸 회로도이다. 한편, 발진회로, 커플링 캐패시터, 출력트랜지스터는 도 2와 동일하므로, 동일부분에는 동일한 부호를 붙여서 그 설명을 생략한다.
이 고주파전류발생회로(51)에 있어서 특징적인 셀프 바이어스회로(100)는 출력트랜지스터(52)의 바이어스를 조정하는 바이어스조정트랜지스터(91), 캐패시터(92) 및 저항(93 내지 95)을 갖추고 있다.
바이어스조정트랜지스터(91)의 베이스는 저항(95)을 매개하여 출력트랜지스터(52)의 콜렉터와 외부회로인 APC(60) 및 반도체레이저(82)로 연결되는 외부단자(58)에 접속되고, 저항(93)을 매개하여 출력트랜지스터(52)의 에미터 및 에미터저항(53)에 접속되며, 더욱이, 캐패시터(92)를 매개하여 출력트랜지스터(52)와 바이어스조정트랜지스터(91)의 에미터공통선에 접지되어 있다.
또한, 바이어스조정트랜지스터(91)의 콜렉터는 출력트랜지스터(52)의 베이스에 접속되고, 또한 저항(94)을 매개하여 출력트랜지스터(52)의 콜렉터 및 외부단자(58)에 접속되며, 더욱이, 커플링 캐패시터(55)를 매개하여 발진회로(56)에 접속되어 있다.
이 셀프 바이어스회로(100)의 동작은 다음과 같다.
지금, 반도체레이저(82; 도 2 참조)의 동작전압, 즉, 출력단자(58)의 단자전압이 커지면, 출력트랜지스터(52)의 베이스전압(a점)이 상승하게 되지만, 바이어스조정출력트랜지스터(91)의 베이스전압(b점)과 함께 상승하기 때문에, 바이어스조정출력트랜지스터(91)의 콜렉터전류가 증가하여 a점의 전압상승이 억제되어, 원래의 바이어스전압으로 회복된다. 또한, 출력단자(58)의 단자전압이 작아진 경우에는, 상술한 동작과 반대의 동작에 의해, 출력트랜지스터(52)의 베이스전압(a점)이 하강함과 더불어, 바이어스조정출력트랜지스터(91)의 베이스전압(b점)도 하강하기 때문에, 바이어스조정출력트랜지스터(91)의 콜렉터전류가 감소하여 a점의 전압강하가 억제되어, 원래의 바이어스전압으로 회복된다.
또한, 통상 각 트랜지스터는 온도상승과 더불어 콜렉터전류가 증가하는 온도특성을 갖는데, 바이어스조정출력트랜지스터(91)의 콜렉터전류의 증가는 출력트랜지스터(52)의 베이스전압을 저하시키기 때문에, 온도상승과 더불어 출력전류가 증가하는 것이 방지된다. 역으로, 트랜지스터(91)와 트랜지스터(52)의 면적비 및 트랜지스터(91)의 에미터측으로의 삽입저항치의 조정에 의해 출력전류의 온도특성을 임의로 조정할 수 있다. 도 3에 나타낸 것처럼, 트랜지스터(91)의 에미터측의 저항을 제거해 놓음으로써, 고온시의 소비전력이 저하되고, 온도가 상승하면 출력전류가 감소한다는 효과를 얻을 수 있다.
따라서, APC(60)의 구동전류가 증가해도, 이 셀프 바이어스회로(100)가 있기 때문에, 고주파전류발생회로로부터 출력되는 고주파전류와 바이어스전류는 변화하는 일 없고 APC(60) 및 반도체레이저(82)에는 어떤 영향도 끼치지 않는다.
이와 같이, 출력트랜지스터(52)는 APC(60)가 동작하고 있는 사이에는 늘 그 출력전류로 안정하게 동작하는 것이 가능하다. 또한, 발진회로(56)측의 전원의 ON·OFF에 의해서도 영향을 받지 않는다.
다음으로, 본 발명의 제2실시형태인 반도체장치에 포함되는 고주파전류발생회로를 도 4를 참조하면서 설명한다.
도 4에 나타낸 회로는 입력전류에 의해 발진주파수를 조정할 수 있는 전압제어발진회로(120), 그 전압제어발진회로(120)에 제어전류를 공급하는 전류변환회로(130), 입력전류에 의해 발진신호의 진폭을 조정할 수 있는 레벨조정회로(140), 그 레벨조정회로(140)에 제어전류를 공급함과 더불어 그 제어전류와 역위상인 전류를 생성하여 바이어스제어회로(160)를 매개해서 셀프 바이어스회로(170)에 공급하는 전류변환회로(150), 출력트랜지스터(52) 및, 출력트랜지스터(52)의 에미터저항(53)을 갖추고 있다. 셀프 바이어스회로(170)의 구성은 바이어스제어회로(160)와 접속되어 있는 점을 제외하고 도 3에 나타낸 고주파전류발생회로(51)의 셀프 바이어스회로(100)와 동일하다.
전압제어발진회로(120)는 레벨조정회로(140) 및 커플링 캐패시터(55)를 매개하여 셀프 바이어스회로(170)에 접속되어 있다. 전류변환회로(130)는 일단이 전압제어발진회로(120)에 접속되고, 타단이 외부저항(175)에 접속되어 있다. 또한, 전류변환회로(150)는 일단이 레벨조정회로(140)에 접속되고, 다른 일단이 바이어스제어회로(160)를 매개하여 셀프 바이어스회로(170)의 바이어스조정트랜지스터(91)의 베이스에 접속되며, 더욱이 다른 일단이 외부저항(180)에 접속되어 있다. 또한, 외부저항(175 및 180)은 모두 고주파전류발생회로(110)에 접속되는 단자와 반대측의 단자에서 접지되어 있다.
도 4에 나타낸 고주파전류발생회로(110)의 동작은 이와와 같다.
전류변환회로(130)는 외부저항(175)의 값에 기초하여 발진주파수 설정전류를 생성해서 전압제어발진회로(120)에 공급한다. 전압제어발진회로(120)는 이와 같이 설정된 발진주파수를 갖는 신호를 레벨조정회로(140)에 공급한다.
또한, 전류변환회로(150)는 외부저항(180)의 값에 기초하여 발생전류의 진폭을 설정하는 전류를 생성해서 레벨조정회로(140)에 공급한다. 레벨조정회로(140)는 전류변환회로(150)로부터 공급된 전류에 기초하여 설정된 진폭까지 발진주파수의 신호를 증폭시켜서 셀프 바이어스회로(170)에 공급한다.
더욱이, 전류변환회로(150)는 레벨조정회로(140)로 공급하는 전류와 역위상인 전류를 생성하여 바이어스제어회로(160)를 매개해서 셀프 바이어스회로(170)의 바이어스조정트랜지스터(91)의 베이스에 공급한다. 이러한 구성을 채용함으로써, 셀프 바이어스회로(170)는 레벨조정회로(140)에 의해 공급된 발생전류의 레벨로 가장 적합한 직류바이어스전류를 출력트랜지스터(52)의 베이스에 공급한다. 이와 같이 하여 출력트랜지스터(52)는 입력된 고주파전류의 진폭레벨에 따른 고주파전류를 반도체레이저에 공급한다.
도 4에 나타낸 고주파전류발생회로에 있어서는, 전류변환기(130 및 150)의 생성전류치가 회로의 외부에 배설된 저항(175, 180)에 의해 결정되기 때문에, 출력되는 고주파전류의 주파수가 회로의 온도상승에 의한 영향을 받지 않으므로, 안정된 고주파전류를 반도체레이저에 공급할 수 있다. 또한, 저항(175, 180)이 외부에 배설되므로, 저항치를 용이하게 변경할 수 있게 되어, 사용자는 소망하는 주파수 및 진폭레벨을 갖는 고주파전류를 얻을 수 있다.
다음으로, 본 발명의 제3실시형태에 대해 도 1을 참조하면서 설명한다.
도 1은 본 발명의 제3실시형태에 관한 반도체장치에 포함되는 고주파전류발생회로(210)와 반도체레이저 구동계(220)를 나타낸 회로도이다.
도 1에 나타낸 고주파전류발생회로(210)는 도 4에 나타낸 고주파전류발생회로(110)와 기준전원(190)과 그 기준전원(190)에 기초하여 내부회로의 ON, OFF를 행하는 파워 세이브회로(200)를 갖추고 있다. 기준전원(190)은 파워 세이브회로(200)에 접속되고, 또한, 파워 세이브회로(200)는 일단이 셀프 바이어스회로(170) 및 출력트랜지스터(52)의 콜렉터를 매개하여 반도체레이저 구동계(220)의 반도체레이저(82)에 접속되며, 타단이 전압제어발진회로(120) 및 레벨조정회로(140)에 접속되어 있다.
파워 세이브회로(200)는 반도체레이저(82)의 단자전압을 검지하여 기준전원(190)의 전압과 비교해서, 고주파전류발생회로(210)의 ON, OFF의 조작을 행한다. 즉, 반도체레이저(82)의 단자전압이 기준전원(190)의 전압을 하회하는 경우에는 고주파전류발생회로(210)를 OFF로 하고, 또한, 기준전원(190)의 전압 이상으로 된 경우에는 고주파전류발생회로(210)를 ON으로 한다. 예컨대, 발광시의 반도체레이저(82)의 단자전압이 2V 이상인 경우에, 기준전원(190)의 기준전압을 1V로 설정해 놓으면, 반도체레이저(82)가 발광하지 않는 때에는, 그 단자전압은 1V를 하회하기 때문에, 파워 세이브회로(200)에 의해 고주파전류발생회로(210)가 OFF로 된다. 반도체레이저(82)가 발광하면, 그 단자전압은 1V 이상으로 되므로, 고주파전류발생회로(210)가 ON으로 되고, 고주파전류가 APC(60)에 의한 구동전류에 중첩되어 반도체레이저(82)의 애노드에 공급된다.
이와 같이, 도 1에 나타낸 고주파전류발생회로(210)는 반도체레이저(82)의 단자전압을 감시하여 회로의 ON, OFF의 절환을 행하는 파워 세이브회로(200)를 갖추고 있기 때문에, 반도체레이저(82)가 발광하고 있지 않은 때에는 고주파전류발생회로(210)가 OFF로 되어, 불필요한 전력의 소비를 억제할 수 있다. 따라서, 고주파전류발생회로(210)의 발열량이 대폭 삭감되고, 고주파전류발생집적회로를 포함하는 반도체장치를 이용한 광픽업 광학계유니트 및 광픽업장치의 소형화·경량화를 촉진시킬 수 있다.
다음으로, 본 발명의 제4실시형태에 대해 도 5를 참조하여 설명한다.
도 5는 본 발명에 관한 고주파전류중첩집적회로와 반도체레이저 구동계를 구체화한 광픽업 광학계유니트(340)의 내부를 나타낸 사시도이다.
도 5에 나타낸 것처럼, 반도체레이저(300), 광검출기(301), 고주파전류발생집적회로(310) 및 필터회로의 LC필터소자(313, 314)가 세라믹기판(330)상에 일체화되어 배설되고, 본딩에 의해 배선되어 있다.
도 5에 나타낸 광픽업 광학계유니트(340)는 본 발명에 관한 고주파전류발생집적회로(310)를 갖추고 있기 때문에, 소비전력이 극히 낮고, 반도체레이저의 온도상승을 방지할 수 있으므로, 극히 소형이고 또한 경량인 광픽업 광학계유니트(340)가 제공된다.
다음으로, 본 발명의 제5실시형태에 대해 도 6을 참조하면서 설명한다.
도 6은 본 발명에 관한 광픽업장치(400)의 실시의 1형태의 내부를 나타낸 사시도이다.
도 6에 나타낸 광픽업장치(400)는 광학계유니트(340), 편광프리즘(350), 대물렌즈(360) 및 액츄에이터(380)를 갖추고 있다.
광학계유니트(340)의 반도체레이저(300: 도 5 참조)로부터 출사된 레이저광은 편광홀로그램소자(334)를 투과하고 편광프리즘(350)에 의해 출사방향이 변경되어 대물렌즈(360)를 거쳐서 DVD로 조사된다.
DVD로부터의 반사광은 출사광과 동일한 경로를 따라서 편광홀로그램소자(334)로 입사되고, 4채널 포토다이오드(302; 도 5 참조)에 의해 초점위치·트랙위치의 체크가 이루어져서, 별도로 설치되는 CPU(도시하지 않았슴)가 행하는 소정의 연산결과에 기초하여 액츄에이터(380)가 각 렌즈의 위치조정을 행한다.
이와 같이 하여, 포커스조정, 트래킹조정을 끝낸 후, 디스크의 비트에 기록된 정보의 광신호가 4채널 포토다이오드(302)에 조사되어 광전변환되고, 증폭 등의 신호처리를 거쳐서 퍼스널 컴퓨터나 DVD데크 본체로 출력된다.
본 발명에 관한 광픽업장치(400)는 도 1에 나타낸 고주파전류발생회로(210)를 이용한 광픽업 광학계유니트(340)를 사용하고 있으므로, 소비전력이 매우 낮고, 소형이며 또한 경량인 광픽업장치가 제공된다.
이상, 본 발명의 실시형태에 대해 설명했는데, 본 발명은 상기한 실시형태에 한정되는 것이 아니고, 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 여러가지로 변형하여 실시할 수 있다. 상기 실시형태에서는 전류증폭소자로서 NPN트랜지스터를 사용했지만, PNP트랜지스터를 사용해도 실시할 수 있는 것은 물론이고, 또한 MOS를 사용해도 된다. 더욱이, 재료·형상 등도 사양에 따라 변경할 수 있다.
이상 상술한 것처럼, 본 발명은 이하의 효과를 거둘 수 있다.
즉, 본 발명에 의하면,
반도체레이저의 광량을 제어하는 광량제어회로와, 반도체레이저의 되돌림 광에 기인하는 잡음을 저감시키는 고주파전류발생회로를 갖춘 반도체장치에 있어서, 고주파전류를 출력하는 전류증폭소자는, 그 바이어스전압의 전압레벨이 반도체레이저의 동작전압에 기초하여 제어되고, 광량제어회로로부터의 구동전류에 의해 고주파전류를 생성하기 때문에, 장치의 소비전력이 작고 발열량이 작으므로, 반도체레이저에 근접배치할 수 있는 반도체장치가 제공된다.
또한, 본 발명에 의하면,
반도체레이저의 동작전압에 기초하여, 고주파전류발생회로의 발진신호의 주파수와 동일한 주파수의 바이어스전압을 전류증폭소자에 주는 셀프 바이어스회로를 갖추고 있으므로, 반도체레이저의 광량제어회로의 동작중에는 안정되게 동작함과 더불어, 발진회로의 ON·OFF에 의해서도 반도체레이저의 구동계에 영향을 끼치지 않는 고주파전류발생회로를 갖춘 신뢰성이 높은 반도체장치가 제공된다.
또한, 본 발명에 의하면,
상기 발진회로의 발진주파수는 외부에 갖추어진 제2저항의 저항치에 기초하여 출력전류치가 결정되는 제1전류변환회로로부터 공급되는 전류에 의해 제어되도록 되어 있으므로, 발진주파수의 설정·변경이 용이한 고주파전류발생회로를 갖춘 반도체장치가 제공된다.
또한, 본 발명에 의하면,
외부에 갖추어진 제3저항의 저항치에 기초하여 출력전류치가 결정되는 제2전류변환회로로부터 공급되는 전류에 기초하여 상기 발진회로의 발진신호의 진폭을 제어하는 레벨조정회로가 갖추어져 있으므로, 발진신호의 진폭을 용이하게 설정·변경할 수 있는 고주파전류발생회로를 갖춘 반도체장치가 제공된다.
또한, 본 발명에 의하면,
상기 제2전류변환회로는 상기 레벨조정회로에 공급되는 전류와 역위상인 전류를 생성하여 바이어스제어회로를 매개하여 상기 셀프 바이어스회로에 바이어스전류를 공급하므로, 발진신호의 레벨에 가장 적합한 직류바이어스전류가 출력트랜지스터의 베이스에 공급되어, 발진신호에 따른 고주파전류를 반도체레이저에 공급하는 반도체장치가 제공된다.
또한, 본 발명에 의하면,
상기 고주파전류발생회로는 반도체레이저의 동작전압을 감시하여, 반도체레이저의 정지모드를 판정해서 발진을 정지시킴으로써 소비전류를 억지하는 파워 세이브회로를 갖추고 있으므로, 상술한 효과에 덧붙여 더욱이 소전력으로 발열량이 작은 반도체장치가 제공된다.
또한, 본 발명에 의하면,
상기 효과를 갖는 반도체장치를 갖추고 있으므로, 전력소비가 작고 소형이며 또한 경량인 광픽업 광학계유니트가 제공된다.
또한, 본 발명에 의하면,
상기 효과를 갖는 광픽업 광학계유니트를 갖추고 있으므로, 전력소비가 작고 소형이며 또한 경량인 광픽업장치가 제공된다.

Claims (29)

  1. 반도체레이저의 광량을 제어하는 광량제어회로와,
    고주파전류를 발생시키는 고주파전류발생회로를 갖추고,
    상기 광량제어회로로부터 출력된 제어전류와 상기 고주파전류발생회로로부터 출력된 상기 고주파전류를 충첩하여 상기 반도체레이저에 공급함으로써 반도체레이저의 되돌림 광에 기인하는 노이즈를 저감하는 반도체장치에 있어서,
    상기 고주파전류발생회로는 상기 광량제어회로로부터 공급되는 전류로 고주파전류를 생성하는 수단과,
    상기 반도체레이저의 동작전압에 의해 상기 고주파전류의 바이어스전류를 자동설정하는 수단을 갖춘 것을 특징으로 하는 반도체장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 고주파전류발생회로는, 소망 주파수의 발진신호를 출력하는 발진회로와,
    그 발진출력의 저역 노이즈를 제거하는 고역통과필터(HPF),
    상기 반도체레이저의 구동전압에 기초하여, 상기 발진신호의 주파수와 동일주파수의 바이어스전압을 출력하는 셀프 바이어스회로, 상기 셀프 바이어스전압의 전압레벨에 따른 상기 고주파전류를 생성하는 전류증폭소자를 갖춘 것을 특징으로 하는 반도체장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 전류증폭소자는 NPN형 제1트랜지스터이고,
    상기 제1트랜지스터의 콜렉터에는 상기 반도체레이저의 구동전압이 인가되고, 그 베이스에는 상기 셀프 바이어스전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 반도체장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 셀프 바이어스회로는, 상기 셀프 바이어스전압이 소정의 기준전압 이상이 되면 상기 제1트랜지스터를 오프시키는 방향으로 제어함으로써 상기 셀프 바이어스전압의 전압레벨을 내리고, 상기 셀프 바이어스전압이 상기 기준전압 미만이 되면 상기 제1트랜지스터를 온시키는 방향으로 제어함으로써 상기 셀프 바이어스전압의 전압레벨을 올리는 것을 특징으로 하는 반도체장치.
  5. 제3항에 있어서, 상기 셀프 바이어스회로는, 콜렉터가 부하를 매개하여 상기 전류증폭소자의 콜렉터와 접속되고, 에미터가 제1저항을 매개하여 상기 전류증폭소자의 에미터와 접속되며, 베이스가 상기 전류증폭소자의 에미터와 접속된 제2트랜지스터와,
    상기 전류증폭소자의 에미터와 상기 제2트랜지스터의 베이스의 사이에 접속된 부하,
    상기 전류증폭소자의 콜렉터와 상기 제2트랜지스터의 베이스의 사이에 접속된 부하를 갖춘 것을 특징으로 하는 반도체장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 발진회로의 발진주파수는 외부에 갖추어진 제2저항의 저항치에 기초하여 출력전류치가 결정되는 제1전류변환회로로부터 공급되는 전류에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 반도체장치.
  7. 제4항에 있어서, 상기 발진회로의 발진주파수는 외부에 갖추어진 제2저항의 저항치에 기초하여 출력전류치가 결정되는 제1전류변환회로로부터 공급되는 전류에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 반도체장치.
  8. 제5항에 있어서, 상기 발진회로의 발진주파수는 외부에 갖추어진 제2저항의 저항치에 기초하여 출력전류치가 결정되는 제1전류변환회로로부터 공급되는 전류에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 반도체장치.
  9. 제6항에 있어서, 상기 발진회로는 외부에 갖추어진 제3저항의 저항치에 기초하여 출력전류치가 결정되는 제2전류변환회로로부터 공급되는 전류에 기초하여 발진출력의 진폭을 제어하는 레벨조정회로를 갖춘 것을 특징으로 하는 반도체장치.
  10. 제7항에 있어서, 상기 발진회로는 외부에 갖추어진 제3저항의 저항치에 기초하여 출력전류치가 결정되는 제2전류변환회로로부터 공급되는 전류에 기초하여 발진출력의 진폭을 제어하는 레벨조정회로를 갖춘 것을 특징으로 하는 반도체장치.
  11. 제8항에 있어서, 상기 발진회로는 외부에 갖추어진 제3저항의 저항치에 기초하여 출력전류치가 결정되는 제2전류변환회로로부터 공급되는 전류에 기초하여 발진출력의 진폭을 제어하는 레벨조정회로를 갖춘 것을 특징으로 하는 반도체장치.
  12. 제9항에 있어서, 상기 제2전류변환회로는 상기 레벨조정회로에 공급하는 전류와 역위상인 전류를 생성하여 바이어스제어회로를 매개해서 상기 셀프 바이어스회로에 바이어스전류를 공급하는 것을 특징으로 하는 반도체장치.
  13. 제10항에 있어서, 상기 제2전류변환회로는 상기 레벨조정회로에 공급하는 전류와 역위상인 전류를 생성하여 바이어스제어회로를 매개해서 상기 셀프 바이어스회로에 바이어스전류를 공급하는 것을 특징으로 하는 반도체장치.
  14. 제11항에 있어서, 상기 제2전류변환회로는 상기 레벨조정회로에 공급하는 전류와 역위상인 전류를 생성하여 바이어스제어회로를 매개해서 상기 셀프 바이어스회로에 바이어스전류를 공급하는 것을 특징으로 하는 반도체장치.
  15. 제1항에 있어서, 상기 반도체레이저의 동작전압을 감시하여 반도체레이저의 정지모드를 판정해서 발진을 정지시킴으로써 소비전력을 억지하는 파워 세이브회로를 갖춘 것을 특징으로 하는 반도체장치.
  16. 제12항에 있어서, 상기 반도체레이저의 동작전압을 감시하여 반도체레이저의 정지모드를 판정해서 발진을 정지시킴으로써 소비전력을 억지하는 파워 세이브회로를 갖춘 것을 특징으로 하는 반도체장치.
  17. 제13항에 있어서, 상기 반도체레이저의 동작전압을 감시하여 반도체레이저의 정지모드를 판정해서 발진을 정지시킴으로써 소비전력을 억지하는 파워 세이브회로를 갖춘 것을 특징으로 하는 반도체장치.
  18. 제14항에 있어서, 상기 반도체레이저의 동작전압을 감시하여 반도체레이저의 정지모드를 판정해서 발진을 정지시킴으로써 소비전력을 억지하는 파워 세이브회로를 갖춘 것을 특징으로 하는 반도체장치.
  19. 광학식 기록매체에 레이저광을 출사하는 반도체레이저와,
    상기 반도체레이저의 출사광량을 검지하여 상기 광량제어회로에 제어신호를 공급하는 수광소자,
    제1항에 기재된 반도체장치를 갖춘 광픽업 광학계유니트.
  20. 광학식 기록매체에 레이저광을 출사하는 반도체레이저와,
    상기 반도체레이저의 출사광량을 검지하여 상기 광량제어회로에 제어신호를 공급하는 수광소자,
    제15항에 기재된 반도체장치를 갖춘 광픽업 광학계유니트.
  21. 광학식 기록매체에 레이저광을 출사하는 반도체레이저와,
    상기 반도체레이저의 출사광량을 검지하여 상기 광량제어회로에 제어신호를 공급하는 수광소자,
    제16항에 기재된 반도체장치를 갖춘 광픽업 광학계유니트.
  22. 광학식 기록매체에 레이저광을 출사하는 반도체레이저와,
    상기 반도체레이저의 출사광량을 검지하여 상기 광량제어회로에 제어신호를 공급하는 수광소자,
    제17항에 기재된 반도체장치를 갖춘 광픽업 광학계유니트.
  23. 광학식 기록매체에 레이저광을 출사하는 반도체레이저와,
    상기 반도체레이저의 출사광량을 검지하여 상기 광량제어회로에 제어신호를 공급하는 수광소자,
    제18항에 기재된 반도체장치를 갖춘 광픽업 광학계유니트.
  24. 제19항에 기재된 광픽업 광학계유니트와,
    상기 반도체레이저의 출사광을 평행광으로 하는 콜리메이터 렌즈,
    상기 평행광을 상기 광학식 기록매체의 기반에 수속시키는 대물렌즈,
    상기 대물렌즈를 구동시켜서 포커스맞춤과 트랙맞춤을 행하는 액츄에이터를 갖춘 것을 특징으로 하는 광픽업장치.
  25. 제20항에 기재된 광픽업 광학계유니트와,
    상기 반도체레이저의 출사광을 평행광으로 하는 콜리메이터 렌즈,
    상기 평행광을 상기 광학식 기록매체의 기반에 수속시키는 대물렌즈,
    상기 대물렌즈를 구동시켜서 포커스맞춤과 트랙맞춤을 행하는 액츄에이터를 갖춘 것을 특징으로 하는 광픽업장치.
  26. 제21항에 기재된 광픽업 광학계유니트와,
    상기 반도체레이저의 출사광을 평행광으로 하는 콜리메이터 렌즈,
    상기 평행광을 상기 광학식 기록매체의 기반에 수속시키는 대물렌즈,
    상기 대물렌즈를 구동시켜서 포커스맞춤과 트랙맞춤을 행하는 액츄에이터를 갖춘 것을 특징으로 하는 광픽업장치.
  27. 제22항에 기재된 광픽업 광학계유니트와,
    상기 반도체레이저의 출사광을 평행광으로 하는 콜리메이터 렌즈,
    상기 평행광을 상기 광학식 기록매체의 기반에 수속시키는 대물렌즈,
    상기 대물렌즈를 구동시켜서 포커스맞춤과 트랙맞춤을 행하는 액츄에이터를 갖춘 것을 특징으로 하는 광픽업장치.
  28. 제23항에 기재된 광픽업 광학계유니트와,
    상기 반도체레이저의 출사광을 평행광으로 하는 콜리메이터 렌즈,
    상기 평행광을 상기 광학식 기록매체의 기반에 수속시키는 대물렌즈,
    상기 대물렌즈를 구동시켜서 포커스맞춤과 트랙맞춤을 행하는 액츄에이터를 갖춘 것을 특징으로 하는 광픽업장치.
  29. 제10항에 기재된 광픽업 광학계유니트와,
    상기 반도체레이저의 출사광을 평행광으로 하는 콜리메이터 렌즈,
    상기 평행광을 상기 광학식 기록매체의 기반에 수속시키는 대물렌즈,
    상기 대물렌즈를 구동시켜서 포커스맞춤과 트랙맞춤을 행하는 액츄에이터를 갖춘 것을 특징으로 하는 광픽업장치.
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