KR890004481B1 - 발광소자 구동회로 - Google Patents

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KR890004481B1
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히사시 다까다
미쯔아끼 니시아
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스미도모덴기고오교오 가부시기가이샤
나까하라 쯔네오
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Abstract

내용 없음.

Description

발광소자 구동회로
제1도는 본 발명의 일실시예를 도시한 회로구성도.
제2도는 제1도의 회로의 파형도.
제3도는 종래의 발광소자 구동회로의 회로구성도.
제4도는 제3도의 회로의 파형도.
제5도는 종래의 다른 발광소자 구동회로의 회로구성도.
제6도는 제5도의 회로의 파형도.
제7(a)도는 발광소자인 전압-전류 특성을, 제7(b)도는 발광소자의 전압-광출력특성을 도시한 도면.
제8도는 제5도의 회로의 펄스상승시의 지연설명도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
(1) : 정전원단자 (2) : 발광다이오우드
(3) : 트랜지스터 (4) : 코일
(5) : 저항 (6) : 다이오우드
본 발명은 발광소자를 구동하는 발광소자 구동회로에 관한 것이다. 펄스부호변조(PCM)방식등의 펄스형식에 의한 광통신의 분야에 있어서는, 반도체 레이저 또는 발광다이오우드가 발관소자(발광원)로서 널리 사용되고 있다. 그러나, 이들 발광소자를 고속으로 구동할 경우에는 구동주파수가 높아질수록, 그 발광파형에 일그러짐이 발생해서 구동전류파형에 추종되지 못하는 경향이 있다.
제3도는 종래의 발광소자 구동회로를 도시하며, 동도면중, 전류원(1)의 정전원단자에는 발광다이오우드(2)에 애노드가 접속되어 있다. 발광다이오우드(21)의 캐소드에서 npn형의 트랜지스터(3)의 콜렉터가 접속되고 그 에미터는 접지되어 있다. 트랜지스터(3)는 발광다이오우드(2)를 구동하는 것으로서, 베이스에는 신호가 입력된다.
제4도는 제3도의 발고소자 구동회로의 파형도를 도시하며, 동도면(제4(a)도)은 트랜지스터(3)의 베이스에 제4(a)도의 신호가 입력되면, 트랜지스터(3)는 전류원으로 동작하여, 발광다이오우드(2)에는 정전원단자(1)로부터 제4(b)도에 도시한 바와같이 일정한 구동전류가 흐른다, 이 구동전류에 의해서 발광다이오우드(2)는 제4(c)도에 도시한 적분파형의 발광출력을 얻는다. 이 이유는, 발광다이오우드는 용량성의 부하이기 때문에 그 광출력 파형은 제4(b)도의 구동전류파형의 적분파형이 되기 때문이다. 특히, 트랜지스터(3)가 오프로 되었을때, 트랜지스터(3)의 임피던스가 매우 높아지기 때문에, 발광다이오우드(2)의 기생용량에 축적된 전하가 잘방전되지않아 광출력형의 하강이 꼬리가 끌리는 현상이 발생하고 있다.
상술한 문제를 해결하기 위하여, 제5도와 같이 구성된 발광소자 구동회로가 알려져 있다. 이 회로는 코일(4)과 저항(5)을 직렬로 접속한 부가회로를 제3도의 발광다이오우드(2)에 병렬로 접속해서 구성한 것이다. 이 부가회로가 제6(a)도의 트랜지스터(3)에 흐르는 구동전류 파형의 상승, 하강시에 제6(b)도에 도시한 바와 같이 발광다이오우드(2)에 흐르는 전류파형에 피이크치를 갖게함으로서, 제6(d)도에 도시한 바와같이 발광다이오우드(2)의 광출력파형을 개선해서 고속동작을 가능하게 하고있다. 또한 상기 부가회로에는 제6(c)도에 도시한 바와같은 전류가 흐른다.
제5도의 회로구성에 의하면 제6도에 도시한 바와같이 발광다이오우드(2)의 응답속도는 개선된다. 특히. 발광다이오우드(2)의 기생용량에 축적된 전하의 해방로가 부가회로의 접속에 의해서 확보됨으로서 광출력의 하강이 크게 개선된다.
그러나, 상기 부가회로의 접속에 의해 발광다이오우드(2)의 양단 전압은 소광(消光)시에는 항상 0볼트로 접근해가기 때문에 새로운 문제가 발생한다. 즉, 발광다이오우드, 반도체 레이저등의 반도체 발광소자의 전압-전류특성은 제7(a)도에 도시하고 있으며, 스레소울드전압(Vth) 이하에서는 전휴는 흐르지 않는다. 따라서, 소광상태로부터 빌광상태로 이행하는 기간에 있어서, 제7(b)도에 도시한 바와같이 발광소자의 단자전압이 0볼트로부터 스레소울드전압(Vth)에 도달할때 까지의 시간은 거이 발광하지 않으므로 발광시에 지연이 발생한다. 제8도는 발광시에 지연이 발생하는 모양을 도시한 것으로, 동도면(제8(a)도)는 발광다이오우드(2)에 흐르는 구동전류 파형, 동도면(제8(b)도)는 발광다이오우드(2)의 단자전압파형을 도시하고, 상승전압이 스레소울드전압(Vth)에 도달하면 동도면(제8(c)도)에 도시한 발광출력을 얻을 수 있다. 즉 상승시에 스레소울드전압(Vth)에 도달할때 까지의 사간(t)의 지연이 발생한다.
본 발명의 목적은 발광소자의 단자전압이 스레소울드전압에 도달할 때까지 발생하는 발광시 지연을 해소할 수 있는 발광소자 구동회로를 제공하는데 있다.
상기 문제를 해결하기 위하여 코일과 저항과 반도체 다이오우드를 직렬로 접속한 부가회로가 발광소자에 병렬로 접속된다.
발광소자의 단자전압은 반도체 다이오우드의 작용에 의해 소광시에 반도체 다이오우드의 스레소울드전압 만큼 오프세트 된다. 반도체 다이오우드의 스레소울드 전압을 발광소자의 스레소울드전압과 대체로 같도록 선택함으로서 발광시의 발광소자의 상승이 스레소울드 전압으로부터 개시하기 때문에 상승시의 발광의 지연이 해소된다.
이하, 본 발명의 실시예에 대하여 제1도를 참조해서 상세히 설명한다.
제1도는 본 발명의 회로구성도를 도시하고 있다. 코일(4)과 저항(5)과 다이오우드(6)의 캐소드를 순차접속해서 부가회로가 구성되고 이 부가회로의 일단, 즉 다이오우드(6)의 애노드가 발광다이오우드(2)의 애노드 및 정전원단자(1)에 접속되고, 부가회로의 타단 및 코일(4)의 일단이 발광다이오우드(2)의 캐소드 및 트랜지스터(3)의 콜렉터에 접속된다. 그외의 구성은 제3도의 경우와 마찬가지이다.
트랜지스터(3)가 오프하는 소광시에는 발광다이오우드(2)에 기생하는 용량에 축적된 부가회로를 개재해서 방전하나, 다이오우드(6)의 작용에 의해 발광다이오우드(2)의 단자전압은 소광시에도 0볼트가 되지 않고, 다이오우드(3)의 스레소울드전압(VD)만큼 오프세트된다. 다이오우드(6)의 스레소울드전압(VD)을 발광다이오우드(2)의 스레소울드전압(Vth)과 대체로 같아지도록 선택하면, 발광다이오우드(2)의 상승시의 지연이 제거된다. 즉 발광다이오우드(2)에 제2(a)도에 도시한 바와같이 구동전류가 흐르면, 동도면(제2(b)도)에 도시한 바와같이 발광다이오우드(2)의 양단에 전압이 나타나서 대체로 스레소울드전압(Vth)으로부터 상승이 개시된다. 따라서, 제2(c)도에 도시한 바와같이 발광다이오우드(2)에 구동전류개시와 거의 동시에 발광출력이 나타난다.
다이오우드(6)의 동작시의 동적저항을 RD, 발광다이오우드(2)의 하강시의 시정수를 μD라고 하면, 코일(4)의 값(L)과 저항(5)의 값(R)과는 μD
Figure kpo00001
의 관계는 만족하도록 선택하면, 하강시에 바람직한 특성을 얻을 수 있다.
구체적으로 입상시간 2.6ns, 입하시간 4.6ns이고 파장 1.3μ대의 발광다이오우드에 대하여, L=100nH, R=300Ω, 다이오드(6)로서 통상의 고주파용 pn접합다이오우드를 사용한 바, 상승시간, 하강시간 모드 2.3ns가 되었다. 그리고, 펄스파형의 상승시의 지연도 없고, 양호한 200M·bit/초의 구동이 가능하게 되었다.
또한, 상기 실시예에 있어서는 발광소자로서 발광다이오우드를 사용하였으나, 반도체 레이저에도 마찬가지로 적용할 수 있다. 발광다이오우드의 구동전류와 발광출력과의 관계른 전류에 거의 비례해서 발광출력도 증가하는데 비해, 반도체 레이저의 경우는 스레소울도 전류 이상이되면 발광출력은 급격히 상승하는 특성을 가지고 있다. 이 때문에 반도체 레이저는 발광다이오우드에 비해서 전류가 급격하게 0이 되지 않는 것으로 인하여 하강의 지연이 작아진다. 이와같은 특성의 상호차이가 있으나 본 발명은 반도체 레이저에 적용하면 기본적으로는 발광다이오우드의 경우와 마찬가지의 상승, 하강 파형의 개선효과를 얻을 수 있다.
본 발명은, 발광소자 구동회로로서 발광파형의 상승, 하강 특성을 개선하면서, 특히 상승시의 발광출력의 지연을 억제해서 펄스폭의 일그러짐을 억제할 수 있다. 본 발명은 PCM 방식의 광통신에 있어서 호적하게 이용된다.

Claims (1)

  1. 반도체 레이저 또는 발광다이오우드로 이우어진 발광소자에 전류원에 직렬로 접속해서 이루어진 발광소자 구동회로에 있어서, 코일과 저항과 반도체 다이오우드를 직렬로 접속한 부가회로를 상기 발광소자에 병렬로 접속하고, 상기 전류원으로부터 전류가 상기 발광소자와 상기 부가회로로 분류하는 것을 특징으로 하는 발광소자 구동회로.
KR1019850007850A 1984-11-07 1985-10-24 발광소자 구동회로 KR890004481B1 (ko)

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JP59-234645 1984-11-07

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KR860004458A KR860004458A (ko) 1986-06-23
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