KR20170017780A - 광 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 광의 입사 유무에 의존하지 않고 안정적인 서지 내성을 실현할 수 있는 광 모듈을 얻는다.
APD(Avalanche Photodiode)의 캐소드와 전원 단자 T_V1의 사이에 자기 바이어스 저항 R1이 접속되어 있다. 서지 대책용의 제너 다이오드 D1의 캐소드가 전원 단자 T_V1와 자기 바이어스 저항 R1의 접속점에 접속되고, 애노드가 접지 단자 T_GND에 직접적으로 접속되어 있다. 접지 단자 T_GND는 전기적으로 접지된다. 제너 다이오드 D1의 항복 전압 Vz는 전원 단자 T_V1에 인가되는 전원 전압 V_apd보다 크다.

Description

광 모듈{OPTICAL MODULE}

본 발명은 APD(Avalanche Photodiode)를 구비한 광 통신용의 광 모듈에 관한 것이다.

종래의 광 모듈에서는, 전원 단자와 APD의 캐소드의 사이에 저항이 접속되고, 저항과 APD의 캐소드의 접속점에 서지 대책용의 제너 다이오드의 캐소드가 접속되어 있었다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).

[선행기술문헌]

[특허문헌]

특허문헌 1: 일본 특허 공개 평11-275755호 공보

서지가 입력된 경우에 APD의 캐소드 전압이 제너 다이오드의 항복 전압 미만이면, 제너 다이오드가 아니라 APD에 서지 전류가 흐른다. 그리고, 강한 광이 APD에 입사된 경우는 저항의 전압 강하에 의해 APD의 캐소드 전압이 저하하기 때문에, 제너 다이오드의 항복 전압과의 차이가 커져 APD에 서지 전류가 흐르기 쉬워진다고 하는 문제가 있었다.

본 발명은, 상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 그 목적은 광의 입사의 유무에 의존하지 않고 안정적인 서지 내성을 실현할 수 있는 광 모듈을 얻는 것이다.

본 발명에 따른 광 모듈은, APD(Avalanche Photodiode)와, 전원 단자와, 상기 APD의 캐소드와 상기 전원 단자의 사이에 접속된 자기 바이어스 저항과, 접지 단자와, 캐소드가 상기 전원 단자와 상기 자기 바이어스 저항의 접속점에 접속되고, 애노드가 상기 접지 단자에 직접적으로 접속된 서지 대책용의 제너 다이오드를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서는 제너 다이오드가 전원 단자에 직접적으로 접속되어 있고, 자기 바이어스 저항의 영향을 받지 않기 때문에, 광의 입사 유무에 의존하지 않고 안정적인 서지 내성을 실현할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 따른 광 모듈을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 형태 2에 따른 광 모듈을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 형태 3에 따른 광 모듈을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 형태 4에 따른 광 모듈을 나타내는 도면이다.

본 발명의 실시 형태에 따른 광 모듈에 대해 도면을 참조하여 설명한다. 동일하거나 또는 대응하는 구성 요소에는 동일한 부호를 부여하고, 설명의 반복을 생략하는 경우가 있다.

실시 형태 1

도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 따른 광 모듈을 나타내는 도면이다. 애밸런치 포토다이오드 APD(Avalanche Photodiode)의 캐소드와 전원 단자 Tv1의 사이에 자기 바이어스 저항 R1이 접속되어 있다. 따라서, APD와 자기 바이어스 저항 R1이 직렬로 접속되고, 전원 단자 T_V1로부터 자기 바이어스 저항 R1을 거쳐서 APD에 전압이 공급된다.

APD의 애노드에 트랜스 임피던스 앰프 TIA가 접속되어 있다. APD에 광이 입사되면 APD에 광 전류가 흐른다. 그것을 TIA가 증폭하여 차동 출력을 출력 단자 T_OUTP, T_OUTN으로부터 출력한다.

노이즈 제거용의 콘덴서 C1의 일단이 APD와 자기 바이어스 저항 R1의 접속점에 접속되고, 타단이 접지 단자 T_GND에 접속되어 있다. 콘덴서 C2의 일단이 TIA와 전원 단자 T_V2의 접속점에 접속되고 타단이 접지 단자 T_GND에 접속되어 있다.

서지 대책용의 제너 다이오드 D1의 캐소드가 전원 단자 T_V1과 자기 바이어스 저항 R1의 접속점에 접속되고 애노드가 접지 단자 T_GND에 직접적으로 접속되어 있다. 즉, 제너 다이오드 D1의 애노드와 접지 단자 T_GND의 사이에는 스위치 등의 다른 회로 소자가 접속되지 않고, 양자는 배선에 의해서만 전기적으로 접속되어 있다.

접지 단자 T_GND는 광 모듈 외부의 배선을 거쳐서 접지된다. 전원 단자 T_V1에는 광 모듈 외부의 전원에 의해 전원 전압 V_apd(85V)가 인가된다. 전원 단자 T_V2에는 광 모듈 외부의 전원에 의해 전원 전압 V_CC가 인가된다. 제너 다이오드 D1의 항복 전압 V_Z가 전원 전압 V_apd보다 커지도록 항복 전압 V_Z와 전원 전압 V_apd가 설정되어 있다(V_Z>V_apd).

이것에 의해, 본 실시 형태에서는, 광 모듈에 제너 다이오드 D1의 항복 전압 V_Z를 초과하는 서지가 가해진 경우에, 전원 단자 T_V1로부터 제너 다이오드 D1측으로 서지 전류가 흘러 APD를 보호할 수 있다. 또한, 제너 다이오드 D1이 전원 단자 T_V1에 직접적으로 접속되어 있기 때문에, 자기 바이어스 저항 R1의 영향을 받지 않아, APD에 광 전류가 흘러도 V_apd-V_Z가 일정하게 유지된다. 따라서, APD에 광 전류가 흐른 경우에도 흐르지 않는 경우와 동등한 서지 내성을 실현할 수 있다. 즉, 광의 입사 유무에 의존하지 않고 안정적인 서지 내성을 실현할 수 있다. 또한, 자기 바이어스 저항 R1을 광 모듈에 내장하기 때문에, 광송수신기측의 회로를 소형화할 수 있다.

또, 광 모듈 외부로부터의 서지 전압이 V_apd 이상 V_Z 미만인 경우, 제너 다이오드 D1측에 전류가 흐르지 않고 APD에 서지 전류가 흐르기 때문에, V_apd와 V_Z는 가능한 한 가까운 값으로 하는 것이 바람직하다.

실시 형태 2

도 2는 본 발명의 실시 형태 2에 따른 광 모듈을 나타내는 도면이다. 본 실시 형태에서는 노이즈 제거용의 콘덴서 C1은, 일단이 전원 단자 T_V1과 자기 바이어스 저항 R1의 접속점에 접속되고, 타단이 접지 단자 T_GND에 접속되고, 제너 다이오드 D1에 병렬로 접속되어 있다. 그 외의 구성은 실시 형태 1과 동일하고, 실시 형태 1과 동일한 효과를 얻을 수 있다.

여기서, 실시 형태 1에서는 상승 시간이 짧은 광이 입력되었을 때에 광 전류가 급격하게 변동하여 자기 바이어스 저항 R1에서의 전압 강하량도 급격하게 변동한다. 이것에 의해, 콘덴서 C1과 자기 바이어스 저항 R1의 접속부의 전압이 변동하는 것에 의해 콘덴서 C1에 축적된 전하가 APD로 향해 급격하게 흘러, APD가 고장날 가능성이 있다.

한편, 본 실시 형태에서는 콘덴서 C1을 전원 단자 T_V1에 직접적으로 접속하는 것에 의해, 자기 바이어스 저항 R1에서의 전압 강하량의 변동의 영향을 받지 않는다. 따라서, APD에 광이 입사되어도 APD로 향하는 과도기적인 전류가 발생하지 않기 때문에, APD의 고장을 막을 수 있다.

실시 형태 3

도 3은 본 발명의 실시 형태 3에 따른 광 모듈을 나타내는 도면이다. 본 실시 형태에서는, 제너 다이오드 D1 대신에, 서로 직렬로 접속된 복수의 제너 다이오드 D_1~D_n(n은 2이상의 임의의 정수)을 이용하고 있다. 그 외의 구성은 실시 형태 1과 동일하다. 복수의 제너 다이오드 D_1~D_n의 항복 전압을 합계한 값 V_Z_1+V_Z_2 … +V_Z_n은 전원 전압 V_apd보다 크지만, 전원 전압 V_apd에 가능한 한 가깝게 함으로써 안정적인 서지 내성을 얻는다.

실시 형태 4

도 4는 본 발명의 실시 형태 4에 따른 광 모듈을 나타내는 도면이다. 본 실시 형태에서는, 제너 다이오드 D1 대신에, 서로 직렬로 접속된 복수의 제너 다이오드 D_1~D_n(n은 2이상의 임의의 정수)을 이용하고 있다. 그 외의 구성은 실시 형태 2와 동일하다. 복수의 제너 다이오드 D_1~D_n의 항복 전압을 합계한 값 V_Z_1+V_Z_2 … +Vz_n은 전원 전압 V_apd보다 크지만, 전원 전압 V_apd에 가능한 한 가깝게 함으로써 안정적인 서지 내성을 얻는다.

APD: 애벌런치 포토다이오드
C1: 콘덴서
D1, D_1~D_n: 제너 다이오드
R1: 자기 바이어스 저항
T_GND: 접지 단자
T_V1: 전원 단자

Claims (5)

1. APD(Avalanche Photodiode)와,
   전원 단자와,
   상기 APD의 캐소드와 상기 전원 단자의 사이에 접속된 자기 바이어스 저항과,
   접지 단자와,
   캐소드가 상기 전원 단자와 상기 자기 바이어스 저항의 접속점에 접속되고, 애노드가 상기 접지 단자에 직접적으로 접속된 서지 대책용의 제너 다이오드를 구비하는 것
   을 특징으로 하는 광 모듈.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 접지 단자는 접지되고,
   상기 제너 다이오드의 항복 전압은 상기 전원 단자에 인가되는 전원 전압보다 큰 것을 특징으로 하는 광 모듈.
   
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   일단이 상기 APD와 상기 자기 바이어스 저항의 접속점에 접속되고, 타단이 상기 접지 단자에 된 노이즈 제거용의 콘덴서를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 광 모듈.
   
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   일단이 상기 전원 단자와 상기 자기 바이어스 저항의 접속점에 접속되고, 타단이 상기 접지 단자에 접속되고, 상기 제너 다이오드에 병렬로 접속된 노이즈 제거용의 콘덴서를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 광 모듈.
   
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 제너 다이오드는 서로 직렬로 접속된 복수의 제너 다이오드를 가지는 것을 특징으로 하는 광 모듈.

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