KR100970722B1 - 레이저 다이오드 구동 회로 및 그를 포함하는 레이저다이오드 제어 장치 - Google Patents

레이저 다이오드 구동 회로 및 그를 포함하는 레이저다이오드 제어 장치 Download PDF

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Abstract

레이저 다이오드로 입력되는 구동 전류의 한계값을 설정하여 과도한 구동 전류에 의한 레이저 다이오드의 손상을 방지하기 위해, 소정의 기준 전압을 설정하여 출력하는 레이저파워제어 회로로부터 기준 전압을 입력받아 레이저 다이오드를 구동하기 위한 구동 전류를 픽업부의 레이저 다이오드로 출력하는 레이저 다이오드 구동 회로에 있어서, 레이저파워제어 회로의 출력단과 연결되는 입력단에, 입력단의 전압이 소정 전압 이하로 떨어지지 않도록 하는 전압 강하 방지 수단이 구비되는 것을 특징으로 하는 레이저 다이오드 구동 회로 및 그를 포함하는 레이저 다이오드 제어 장치를 제공한다.
레이저 다이오드, ALPC회로, 레이저 다이오드 보호 회로, 레이저 다이오드 구동 회로

Description

레이저 다이오드 구동 회로 및 그를 포함하는 레이저 다이오드 제어 장치{Laser diode driving circuit and laser diode controlling device including the same}
도 1은 레이저 다이오드의 출력을 조절하기 위한 종래의 레이저 다이오드 제어 장치의 일 예를 보인 회로도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 레이저 다이오드 제어 장치의 일 예를 보인 회로도이다.
본 발명은 광학 기기의 레이저 다이오드 구동 회로 및 그를 포함하는 레이저 다이오드 제어 장치에 관한 것으로, 특히 레이저 다이오드에 입력되는 구동 전류가 과도하게 되지 않도록 제한하여 레이저 다이오드를 보호할 수 있는 레이저 다이오드 구동 회로 및 그를 포함하는 레이저 다이오드 제어 장치에 관한 것이다.
일반적으로 광을 이용하는 비접촉식의 광학 기기, 예를 들면 CD-ROM, DVD-ROM 등은 레이저 다이오드로 디스크에 광을 투사한 후, 수광 다이오드를 이용하여 상기 디스크로부터 반사되는 광을 전기적인 신호로 변환하고, 이를 신호 처리하여 디스크에 기록된 데이터를 읽게 된다. 수광 다이오드로 입사되는 광출력은 후속되는 신호 처리에 적합하도록 일정한 수준으로 유지될 필요가 있다. 이를 위해 레이저 다이오드의 출력이 적절한 값으로 유지되는 것이 필요하고, 이러한 기능을 실현하기 위해 레이저 다이오드 제어 장치를 구비한다.
도 1은 레이저 다이오드의 출력을 조절하기 위한 종래의 레이저 다이오드 제어 장치의 일 예이다.
이에 도시한 바와 같이, 일반적으로, 레이저 다이오드 제어 장치는 수광 다이오드(101)의 출력 신호를 입력받아 그 변동량에 대응해서 안정된 광출력이 얻어지도록 기준 전압을 설정하여 출력하는 ALPC(Automatic Laser Power Control) 회로(110)와, 상기 ALPC 회로(110)에서 출력되는 기준 전압에 따라 레이저 다이오드(102)를 구동하기 위한 구동 전류를 레이저 다이오드(102)로 출력하는 레이저 다이오드 구동 회로(120)와, 레이저 다이오드(102)와 수광 다이오드(101)로 이루어진 픽업부(100)의 착탈시에 있을 수 있는 정전기나 서지 전압으로부터 레이저 다이오드(102)를 보호하기 위해서 레이저 다이오드 구동 회로(120)와 레이저 다이오드 사이(102)에 설치되는 레이저 다이오드 보호 회로(130)로 구성된다.
도 1의 레이저 다이오드 구동 회로(120)에는 ALPC 회로(110)에 연결된 1번 노드에서 레이저 다이오드 보호 회로(130)로 연결되는 5번 노드까지, 5 개의 노드들이 참조부호 1 내지 5로 표시되어 있다. 바이어스 포인트 저항(R1)이 1번 노드와 2번 노드 사이에 위치하고, 2번 노드에 베이스가 연결되고 4번 노드에 이미터가 연결되며 5번 노드에 컬렉터가 연결된 트랜지스터(Q)가 이미터 팔로어(emitter follower) 증폭기를 구성하고 있으며, 노이즈 성분의 제거를 위한 커패시터(C1)이 Vcc에 연결된 3번 노드와 4번 노드 사이에 설치되어 있다.
레이저 다이오드 보호 회로(130)는 LD로 표시된 레이저 다이오드(102)와 PD로 표시된 수광 다이오드(101)로 이루어진 픽업부(100)의 착탈시에 발생되는 정전기나 서지 전압이 있는 경우 커패시터(C2)의 충방전과 다이오드(D1)의 전압 제한으로 레이저 다이오드의 손상을 방지하게 된다.
광학 기기 작동시 ALPC 회로에서 출력된 기준 전압에 의한 트랜지스터(Q)의 베이스 전압이 Vb이고, 트랜지스터(Q)의 이미터 전압이 Ve라면 Ve-Vb≒0.7V가 되며, 이때 트랜지스터(Q)의 이미터 전류는 Vcc-Ve/R2 ≒ {Vcc-(0.7V+Vb)}/R2 이다. 트랜지스터(Q)의 베이스 전류의 크기는 트랜지스터(Q)의 이미터 전류에 비해 아주 작으므로, 트랜지스터(Q)의 컬렉터 전류 즉 레이저 다이오드 구동 전류는 트랜지스터(Q)의 이미터 전류와 거의 같다.
그런데, 광학 기기의 작동중에 정전기나 서지 전압 또는 어떤 다른 이유에 의해서 트랜지스터(Q)의 베이스 전압이 설정 목표값인 Vb 보다 Vs 만큼 작아지는 경우에는 트랜지스터(Q)의 실제 베이스 전압, 달리 말해 2번 노드에서의 전압 Vb'는 Vb-Vs가 되고 이 경우 이미터 전류는 {Vcc-(0.7V+Vb-Vs)}/R2 가 되어 원래 예정된 정상적인 구동 전류인 {Vcc-(0.7V+Vb)}/R2 보다 Vs/R2 만큼 큰 전류가 레이저 다이오드 구동 전류로 공급되게 되며, 만약 이러한 구동 전류가 레이저 다이오드(102)가 견딜 수 있는 한계값을 넘어서는 경우에는 레이저 다이오드(102)에 손상을 가져올 수 있다. 픽업부(100)와 레이저 다이오드 구동 회로(120) 사이에 있는 레이저 다이오드 보호 회로(130)로, 픽업부(100)의 장착 혹은 탈착시에 발생하는 정전기나 서지 전압으로부터 픽업부(100) 내의 레이저 다이오드(102)를 보호할 수는 있으나, 상기와 같이 광학 기기의 작동중에 트랜지스터(Q)의 베이스 전압이 떨어짐에 의해서 발생하는 과도한 구동 전류에 대해서는 레이저 다이오드(102)를 보호하지 못한다.
따라서, 상기한 바와 같은 문제점을 인식하여 창출된 본 발명이 해결하고자하는 기술적 과제는 광학 기기 작동 중에 과도한 구동 전류가 레이저 다이오드로 공급되는 것을 방지하여 레이저 다이오드를 보호할 수 있는 레이저 다이오드 구동 회로를 제공하는 것이다.
또한, 광학 기기 작동 중에 과도한 구동 전류가 레이저 다이오드로 공급되는 것을 방지하여 레이저 다이오드를 보호할 수 있는 레이저 다이오드 구동 회로를 구비하는 레이저 다이오드 제어 장치를 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제를 달성하기 위해, 소정의 기준 전압을 설정하여 출력하는 레이저파워제어 회로로부터 기준 전압을 입력받아 레이저 다이오드를 구동하기 위한 구동 전류를 픽업부의 레이저 다이오드로 출력하는 레이저 다이오드 구동 회로에 있어서, 레이저파워제어 회로의 출력단과 연결되는 입력단에 입력단의 전압이 소정 전압 이하로 떨어지지 않도록 하는 전압 강하 방지 수단이 구비되는 것을 특징으로 하는 레이저 다이오드 구동 회로가 제공된다.
또한, 소정의 기준 전압을 설정하여 출력하는 레이저파워제어 회로와, 상기 레이저파워제어 회로에서 출력되는 기준 전압을 입력받아 레이저 다이오드를 구동하기 위한 구동 전류를 레이저 다이오드로 출력하는 레이저 다이오드 구동 회로를 포함하여 구성되는 레이저 다이오드 제어 장치에 있어서, 레이저파워제어 회로의 출력단과 연결되는 상기 레이저 다이오드 구동 회로의 입력단에는 입력단의 전압이 소정 전압 이하로 떨어지지 않도록 하는 전압 강하 방지 수단이 구비되는 것을 특징으로 하는 레이저 다이오드 제어 장치가 제공된다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 레이저 다이오드 제어 장치를 보인 블록도이다.
이에 도시한 바와 같이, 본 발명의 레이저 다이오드 제어 장치는 수광 다이오드(101)의 출력 신호를 입력받아 그 변동량에 대응해서 기준 전압을 설정하여 출력하는 ALPC 회로(110)와, 상기 ALPC 회로(110)에서 출력되는 기준 전압에 따라 레이저 다이오드(102)를 구동하기 위한 구동 전류를 픽업부(100)의 레이저 다이오드(102)로 출력하는 레이저 다이오드 구동 회로(200)를 포함하며, 레이저 다이오드 구동 회로(200)의 출력단에는 픽업부의 장착, 탈착시 발생되는 정전기나 서지 전압으로부터 레이저 다이오드(102)를 보호하기 위한 레이저 다이오드 보호 회로(130)가 설치되어 있다.
레이저 다이오드 구동 회로(200)에는 ALPC 회로(110)에 연결된 10번 노드에서 레이저 다이오드 보호 회로로 연결되는 50번 노드까지, 5 개의 노드들이 참조부 호 10, 20, 30, 40, 50으로 각각 표시되어 있다. 바이어스 포인트 저항(R1)이 10번 노드와 20번 노드 사이에 위치하고, 20번 노드에 베이스가 연결되고 40번 노드에 이미터가 연결되며 50번 노드에 컬렉터가 연결된 트랜지스터(Q)가 이미터 팔로어(emitter follower) 증폭기를 구성하고 있으며, 노이즈 성분의 제거를 위한 커패시터(C1)이 Vcc에 연결된 30번 노드와 40번 노드 사이에 설치되어 있다.
레이저 다이오드 구동 회로(200)의 입력단 전압이 소정 전압 이하로 강하되는 것을 방지하기 위한 전압 강하 방지 수단으로, 20번 노드와 30번 노드 사이, 즉 트랜지스터(Q)의 입력단자인 베이스와 Vcc 사이에 기준전압 Vd 정전압 다이오드(voltage regulating diode)(D2)가 설치된다. 상기 정전압 다이오드(D2)는 30번 노드에서 20번 노드쪽이 역방향이 되도록, 즉 Vcc에서 트랜지스터(Q)의 베이스 쪽으로가 역방향이 되도록 설치된다.
상기와 같은 전압 강하 방지 수단으로서의 정전압(定電壓) 다이오드(voltage regulating diode)(D2)가 설치되는 경우의 작동은 다음과 같다.
광학 기기 작동시 ALPC 회로(110)에서 출력된 기준 전압에 의한 트랜지스터(Q)의 베이스 전압이 Vb이고, 트랜지스터(Q)의 이미터 전압이 Ve라면 Ve-Vb≒0.7V가 되며, 이때 트랜지스터(Q)의 이미터 전류는 Vcc-Ve/R2 ≒ {Vcc-(0.7V+Vb)}/R2 이다. 트랜지스터(Q)의 베이스 전류의 크기는 트랜지스터(Q)의 이미터 전류에 비해 아주 작으므로, 트랜지스터(Q)의 컬렉터 전류 즉 레이저 다이오드 구동 전류는 트랜지스터(Q)의 이미터 전류와 거의 같다.
광학 기기의 작동중에 정전기나 서지 전압 또는 어떤 다른 이유에 의해서 트 랜지스터(Q)의 실제 베이스 전압, 즉 20번 노드에서의 전압 Vb'가 설정 목표값 Vb 보다 떨어지는 경우가 있을 수 있다. 트랜지스터(Q)의 실제 베이스 전압 Vb'가 과도하게 떨어지지 않아서 정전압 다이오드에 걸리는 역방향 전압인 Vcc-Vb'가 Vd 보다 작은 경우에는 다이오드는 불통상태에 있으므로 없는 것이나 마찬가지로 기능한다. 그러다가 실제 베이스 전압 Vb'가 더 떨어져서 정전압 다이오드(D2)에 걸리는 역방향 전압 Vcc-Vb'가 정전압 다이오드(D2)의 기준 전압 Vd 과 같아지려고 하는 경우에는 정전압 다이오드(D2)가 항복하여 도통상태에 있게 되면서 베이스 전압은 Vcc-Vd로 되고 추가적인 베이스 전압 강하는 방지된다. 즉, 베이스 전압의 최소값 Vbmin=Vcc-Vd가 된다.
따라서 레이저 다이오드 구동 전류의 가능한 최대값 내지 한계값은 {Vcc-(0.7V+Vbmin}/R2 = {Vcc-(0.7V+Vcc-Vd)}/R2 = (Vd-0.7V)/R2 가 되어 레이저 다이오드 구동 전류의 값은 이 값보다 크게 되지 못한다.
상기한 바와 같은 구조로 되는 본 발명에 의한 레이저 다이오드 구동 회로 및 그를 포함하는 레이저 다이오드 제어 장치는 레이저 다이오드 구동 회로 입력단의 전압이 소정 전압 이하로 강하하는 것을 방지함에 의해서 레이저 다이오드에 공급되는 구동 전류의 한계값을 결정할 수 있으므로 과도한 구동 전류에 의한 레이저 다이오드의 손상을 방지할 수 있다.

Claims (4)

  1. 소정의 기준 전압을 설정하여 출력하는 레이저파워제어 회로로부터 기준 전압을 입력받아 레이저 다이오드를 구동하기 위한 구동 전류를 픽업부의 레이저 다이오드로 출력하는 레이저 다이오드 구동 회로에 있어서, 레이저파워제어 회로의 출력단과 연결되는 입력단에 입력단의 전압이 소정 전압 이하로 떨어지지 않도록 하는 전압 강하 방지 수단이 구비되는 것을 특징으로 하는 레이저 다이오드 구동 회로.
  2. 소정의 기준 전압을 설정하여 출력하는 레이저파워제어 회로와, 상기 레이저파워제어 회로에서 출력되는 기준 전압을 입력받아 레이저 다이오드를 구동하기 위한 구동 전류를 레이저 다이오드로 출력하는 레이저 다이오드 구동 회로를 포함하여 구성되는 레이저 다이오드 제어 장치에 있어서, 레이저파워제어 회로의 출력단과 연결되는 상기 레이저 다이오드 구동 회로의 입력단에는 입력단의 전압이 소정 전압 이하로 떨어지지 않도록 하는 전압 강하 방지 수단이 구비되는 것을 특징으로 하는 레이저 다이오드 제어 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 전압 강하 방지 수단은 레이저 다이오드 구동 회로 입력단에 설치되어 입력단 전압의 한계값을 설정하는 정전압 다이오드인 것을 특징으로 하는 레이저 다이오드 구동 회로.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 전압 강하 방지 수단은 레이저 다이오드 구동 회로 입력단에 설치되어 입력단 전압의 한계값을 설정하는 정전압 다이오드인 것을 특징으로 하는 레이저 다이오드 제어 장치.
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