TW201332391A - Dc-結合型雷射驅動電路及半導體雷射元件之驅動方法 - Google Patents

Dc-結合型雷射驅動電路及半導體雷射元件之驅動方法 Download PDF

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Abstract

DC結合型雷射驅動電路(1)係具備插入於電源與預驅動器(12)之壓降器(14)及因應預驅動器(12)的輸出電壓控制壓降器(14)的壓降量之壓降量控制部(16)。

Description

DC結合型雷射驅動電路及半導體雷射元件之驅動方法
本發明係關於一種驅動半導體雷射元件之DC結合型雷射驅動電路。另係關於一種使用DC結合型雷射驅動電路之半導體雷射元件的驅動方法。
發出光通訊所使用的訊號光之光源係廣泛使用半導體雷射元件。半導體雷射元件通常透過供給驅動電流至該半導體雷射元件之雷射驅動電路加以驅動。該雷射驅動電路大致區分成DC結合型雷射驅動電路與AC結合型雷射驅動電路。
傳統DC結合型雷射驅動電路的典型組成係如第7(a)圖所示。第7(a)圖係傳統DC結合型雷射驅動電路100之概略組成方塊圖。
DC結合型雷射驅動電路100係將因應輸入訊號(經數據訊號調變之電壓訊號)的電壓值(電位差)之驅動電流ILD供給至半導體雷射元件LD之電路，如第7(a)圖所示，其具備輸入緩衝器110、預驅動器120、主驅動器130、壓降器140及定電流源150。
輸入緩衝器110係將DC結合型雷射驅動電路100的輸入阻抗(負載阻抗)與傳輸通道的特性阻抗相整合之電路。預驅動器120係調整經輸入緩衝器110輸入之輸入訊號振幅之電路。主驅動器130係將經預驅動器120調整振 幅之輸入訊號轉換成電流訊號之電路。壓降器140係固定電阻或二極體等之壓降器，其插入於電壓VCC的電源與預驅動器120間。
於主驅動器130，定電流源150與半導體雷射元件LD係相連接，並將定電流源150所流出之流出電流Idc減去流入至主驅動器130之流入電流Imod之驅動電流ILD=Idc-Imod供給至半導體雷射元件LD。當輸入訊號電壓值為低位準，流入電流Imod的電流值為高位準，致使驅動電流ILD的電流值為低位準。反之，輸入訊號電壓值為高位準，流入電流Imod的電流值為低位準，致使驅動電流ILD的電流值為高位準。
再者，定電流源150所流出之流出電流Idc的大小係為了將偏壓電流Ibias的大小大於雷射臨界電流Ith(laser threshold current)而加以調整。在此所述偏壓電流Ibias係指當輸入訊號的電壓值為低位準時供給至半導體雷射元件LD之驅動電流ILD的電流值。
傳統AC結合型雷射驅動電路之典型組成係如第7(b)圖所示。第7(b)圖係傳統AC結合型雷射驅動電路200之概略組成方塊圖。
第7(b)圖所示之AC結合型雷射驅動電路200，其與上述DC結合型雷射驅動電路100相同，係將因應數據訊號值之驅動電流ILD供給至半導體雷射元件LD之電路，如第7(b)圖所示，其具備輸入緩衝器210、預驅動器220、主驅動器230、壓降器240及定電流源250。
第7(b)圖所示之輸入緩衝器210、預驅動器220、主驅動器230、壓降器240及定電流源250係各自與第7(a)圖所示之輸入緩衝器110、預驅動器120、主驅動器130、壓降器140及定電流源150具有相同功能。
AC結合型雷射驅動電路200於主驅動器230與半導體雷射元件LD間存在有電容器260，此部分係與DC結合型雷射驅動電路100不同。因此，即便AC結合型雷射驅動電路200的主驅動器230之輸出電壓Vout具有DC成分，該DC成分並未施加於半導體雷射元件LD。
DC結合型雷射驅動電路100相較AC結合型雷射驅動電路200係具備以下優點。
(1)AC結合型雷射驅動電路200的電容器260係需使用具有0.1μF左右容量之大型電容器。因此，AC結合型雷射驅動電路200係較難以節省空間。另一方面，因DC結合型雷射驅動電路100無需使用該電容器，所以較容易節省空間。
(2)AC結合型雷射驅動電路200的電容器260係阻斷驅動電流ILD之低頻成分。因此，AC結合型雷射驅動電路200係較難實現寬頻化(broadband)。另一方面，因DC結合型雷射驅動電路100無需使用該電容器，所以較容易實現寬頻化。
(3)AC結合型雷射驅動電路200因需抑制主驅動器230之輸出阻抗，致使驅動電流ILD損耗容易增大。因此，AC結合型雷射驅動電路200較難以省電。另一方面，因 DC結合型雷射驅動電路100無需抑制主驅動器130之輸出阻抗，所以較容易省電。
舉例而言，搭載於AOC(Active Optical Cable)之雷射驅動電路因需節省空間，較佳係為DC結合型。另，於PON(Passive Optical Network)等，用以生成脈衝訊號(burst signal)所使用之雷射驅動電路係需使用未阻斷低頻成分之DC結合型。
揭露DC結合型雷射驅動電路之專利文獻，舉例而言，如專利文獻1。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本國公開專利公報「特開2010-267799號公報(公開日：2010年11月25日)」
[發明概要]
但第7(a)圖所示之傳統DC結合型雷射驅動電路100，係具備為符合組成主驅動器130之各元件工作條件，而嚴格限制預驅動器120電源電壓之問題。
以下，針對該問題，係以第8圖稍加進行詳細說明。第8圖係第7(a)圖所示之傳統DC結合型雷射驅動電路100的具體例電路圖。
輸入緩衝器110係具備一對終端電阻。其中一終端電 阻的一端係與電壓Vt的電源相連接，而另一端與輸入端DATA_P相連接。另一終端電阻的一端係與電壓Vt的電源相連接，而另一端與輸入端DATA_N相連接。舉例而言，傳輸通道的特性阻抗若為50Ω，該二終端電阻則使用50Ω的固定電阻。藉此，將DC結合型雷射驅動電路100的輸入阻抗(負載阻抗)整合成傳輸通道之特性阻抗。
預驅動器120係由差動放大器120a與射極隨耦器電路120b(emitter follower circuit)所組成。差動放大器120a係用以差動放大輸入訊號之組成，而射極隨耦器電路120b係用以將預驅動器120的輸出阻抗降至小於主驅動器130的輸入阻抗之組成。
差動放大器120a具備一對電阻R1,R2、一對電晶體Q1,Q2及定電流源I1，並將輸入訊號的振幅轉換成R1×I1(與R2×I1相同)加以輸出。電阻R1的一端係與電阻R2相連接，而另一端與電晶體Q1的集極端相連接。同樣地，電阻R2的一端係與電阻R1相連接，而另一端與電晶體Q2的集極端相連接。電阻R1與電阻R2的中間點係透過壓降器140與電壓VCC的電源相連接。若將壓降器140的壓降量設定為V，則於電阻R1與電阻R2的中間點施加電壓Vdc=VCC-V。另，電晶體Q1的基極端係與輸入端DATA_P相連接，而射極端係與電晶體Q2的射極端相連接。同樣地，電晶體Q2的基極端係與輸入端DATA_N相連接，而射極端係與電晶體Q1的射極端相連接。電晶體Q1的射極端與電晶體Q2的射極端之中間點係透過定 電流源I1與電壓VEE的接地端(ground)相連接。
射極隨耦器電路120b係具備一對電晶體Q3,Q4及一對定電流源I2,I3。電晶體Q3的集極端係與電壓VCC的電源相連接，基極端係與差動放大器120a的一端之輸出點(電晶體Q2的集極端)相連接，而射極端透過定電流源I2與電壓VEE的接地端相連接。同樣地，電晶體Q4的集極端係與電壓VCC的電源相連接，基極端係與差動放大器120a的另一端之輸出點(電晶體Q1的集極端)相連接，而射極端透過定電流源I3與電壓VEE的接地端相連接。
主驅動器130係具備一對電晶體Q5,Q6及定電流源I4。電晶體Q5的集極端係透過定電流源150與電壓VCC的電源相連接，基極端係與預驅動器120的輸出點(電晶體Q4的射極端)相連接，而射極端係與電晶體Q6的射極端相連接。同樣地，電晶體Q6的集極端係與電壓VCC的電源相連接，基極端係與預驅動器120的另一端之輸出點(電晶體Q3的射極端)相連接，而射極端係與電晶體Q5的射極端相連接。電晶體Q5的射極端與電晶體Q6的射極端之中間點係透過定電流源I4與電壓VEE的接地端相連接。
DC結合型雷射驅動電路100之輸出端OUT，係設置於定電流源150與主驅動器130的輸出點(電晶體Q5的集極端)之中間點。因此，自該輸出端OUT供給至半導體雷射元件LD之驅動電流ILD，係將定電流源150所流出之流出電流Idc減去流入至電晶體Q5之流入電流Imod，即 Idc-Imod。
上述組成之DC結合型雷射驅動電路100中，係非常難兼顧電晶體Q5的工作條件與定電流源I4的工作條件。在此所述電晶體Q5的工作條件係指將電晶體Q5的基極電壓降至電晶體Q5的集極電壓以下。另，所述定電流源I4的工作條件係指將施加於定電流源I4之電壓設定在0.5V以上。若無符合該些條件，則電晶體Q5及定電流源I4係無法正常動作。
以下係列舉出將半導體雷射元件LD的偏壓電壓之變動範圍設為1.5V以上2.5V以下(2.0±25%)、電源電壓VCC的變動範圍設為2.97V以上3.63V以下(3.3V±10%)之例，以說明該二工作條件無法兼顧。
首先，為符合電晶體Q5的工作條件，係需將壓降器140的壓降量V設定在1.13V以上。理由係當電源電壓VCC為3.63V、半導體雷射元件LD的偏壓電壓Vout為1.5V之情況下，電晶體Q5的基極電壓則為3.36V(電源電壓)-V(壓降器140之壓降量)-0.2V(電阻R1之壓降量)-0.8V(電晶體Q4的基極與射極間電壓)，而電晶體Q5的集極電壓等於1.5V(半導體雷射元件LD的偏壓電壓)。實際上，若計算不等式3.63-V-0.2-0.8≦1.5，係可取得V≧1.13。
但若將壓降器140的壓降量V設定在1.13V以上，舉例而言，當電源電壓VCC為2.97V時係未符合定電流源I4的工作條件。理由係施加於定電流源I4之電壓，即， 因電晶體Q5,Q6的射極電壓Ve小於2.97V(電源電壓)-1.13V(壓降器140之壓降量的下限值)-0.2V(電阻R1,R2之壓降量)-0.8V(電晶體Q4,Q3的基極與射極間電壓)-0.8V(電晶體Q5,Q6基極與射極間電壓)=0.04V。當該電壓在0.5V以下時，係未符合定電流源I4的工作條件，致使定電流源I4無法正常動作，此部分係如上所述。
如此，當電源電壓VCC的變動範圍設定在2.97V以上3.63V以下時，係無法兼顧電晶體Q5的工作條件與定電流源I4的工作條件。換言之，為兼顧該二工作條件，係需更嚴格限制電源電壓VCC的變動範圍。
再者，傳統DC結合型雷射驅動電路100中，壓降器140係如上所述由固定電阻或二極體等組成，其壓降量係固定。
有鑑於上述問題，本發明之目的係完成一種為了符合組成主驅動器的各元件之工作條件，而無需嚴格限制預驅動器的電源電壓之DC結合型雷射驅動電路。
為了解決上述問題，本發明DC結合型雷射驅動電路，其具備：一預驅動器，係調整經數據訊號調變之電壓訊號振幅；一主驅動器，係將經該預驅動器調整振幅之電壓訊號轉換成供給至一半導體雷射元件之電流訊號，且不經由電容器與該半導體雷射元件相連接；一壓降量可變之壓降器，係插入於供給該預驅動器電力之電源與該預驅動器間；一壓降量控制部，係因應經該預驅動器調整振幅之 電壓訊號值，加以控制該壓降器的壓降量。
另，為了解決上述問題，本發明半導體雷射元件驅動方法，其包含：一調整工程，係使用預驅動器調整經數據訊號調變之電壓訊號振幅；一轉換工程，係使用不經由電容器與半導體雷射元件相連接之主驅動器，將經該調整工程調整振幅之電壓訊號轉換成供給至該半導體雷射元件之電流訊號；一控制工程，係因應經該調整工程調整振幅之電壓訊號值，加以控制插入於供給該預驅動器電力之電源與該預驅動器間之壓降器的壓降量。
透過上述組成，該壓降器之壓降量係因應經該預驅動器調整振幅之電壓訊號值加以設定。因此，當該電源電壓降低，致使該預驅動器的輸出電壓(經該預驅動器調整振幅之電壓訊號值)過小時，可因應該狀態而降低該壓降量。另，當該電源的電壓升高，致使該預驅動器的輸出電壓過大時，可因應該狀態而提高該壓降量。
因此，可避免傳統DC結合型雷射驅動電路所具備之問題，即，當預驅動器的電源電壓為最大值時，為了符合某一元件(如：電晶體)的工作條件而設定壓降量，致使預驅動器的電源電壓為最低值時，無法符合其他元件(如：定電流源)的工作條件之問題。
因此，可完成一種無需嚴格限制預驅動器的電源電壓之DC結合型雷射驅動電路。另可完成一種無需嚴格限制預驅動器的電源電壓之半導體雷射元件的驅動方法。
依據本發明，可完成一種無需嚴格限制預驅動器的電源電壓之DC結合型雷射驅動電路。另可完成一種無需嚴格限制預驅動器的電源電壓之半導體雷射元件的驅動方法。
[用以實施發明的態樣] 〔第1實施態樣〕
關於本發明DC結合型雷射驅動電路之第一實施態樣，係以第1圖進行說明。第1圖係本實施態樣DC結合型雷射驅動電路1之概略組成方塊圖。
DC結合型雷射驅動電路1係將因應輸入訊號(經數據訊號調變之電壓訊號)的電壓值(電位差)之驅動電流ILD供給至半導體雷射元件LD之電路，如第1圖所示，其具備輸入緩衝器11、預驅動器12、主驅動器13、壓降器14、定電流源15及壓降量控制部16。
輸入緩衝器11係將DC結合型雷射驅動電路1的輸入阻抗(負載阻抗)與傳輸通道的特性阻抗相整合之電路。預驅動器12係調整輸入緩衝器11所輸入之輸入訊號振幅之電路。在此所述調整輸入訊號(電壓訊號)振幅，係指將輸入訊號振幅等於設定值。主驅動器13係將經預驅動器12調整振幅之輸入訊號轉換成電流訊號之電路。壓降器14係壓降量可變之壓降器，其插入於電壓VCC的電源與預驅動器12間。
於主驅動器13，定電流源15與半導體雷射元件LD係相連接。再者，本實施態樣雖採用將半導體雷射元件LD的陰極端接地，並將半導體雷射元件LD的陽極端與主驅動器13相連接之組成，但並非將本發明侷限於此。即，亦可採用將半導體雷射元件LD的陽極端與定電壓源(constant voltage source)相連接，並將半導體雷射元件LD的陰極端與主驅動器13相連接之組成。
將定電流源15所流出之流出電流Idc減去流入至主驅動器13之流入電流Imod之驅動電流ILD=Idc-Imod供給至半導體雷射元件LD。當輸入訊號的電壓值為低位準，流入電流Imod的電流值為高位準，致使驅動電流ILD的電流值成低位準。反之，當輸入訊號的電壓值為高位準，流入電流Imod的電流值為低位準，致使驅動電流ILD的電流值成高位準。
再者，定電流源15所流出之流出電流Idc的大小係為了將偏壓電流Ibias的大小大於雷射臨界電流Ith而加以調整。在此所述偏壓電流Ibias係指當輸入訊號的電壓值為低位準時供給至半導體雷射元件LD之驅動電流ILD的電流值。
DC結合型雷射驅動電路1之特徵組成在於壓降量控制部16。壓降量控制部16係因應預驅動器12的輸出電壓V3p,V3n，而加以控制壓降器14的壓降量V之電路。本實施態樣係採用為使預驅動器12的輸出電壓V3p,V3n之平均電壓(V3p+V3n)/2設定在半導體雷射元件LD的偏壓 電壓Vout以下，而加以控制壓降器14的壓降量之組成。
因採用上述組成，當電源電壓VCC降低，致使預驅動器12的輸出電壓V3p,V3n之中間值(V3p+V3n)/2過小時，可因應該狀態降低壓降量V。反之，當電源電壓VCC升高，致使預驅動器12的輸出電壓V3p,V3n之中間值過大時，可因應該狀態增強壓降量V。
因此，可避免傳統DC結合型雷射驅動電路100(參照第8圖)所具備之問題，即，當電源電壓VCC為最大值時，為符合電晶體Q5的工作條件而設定壓降量V，結果導致電源電壓VCC為最小值時，卻無法符合定電流源I4的工作條件之問題。
舉例來說，第8圖所示之傳統DC結合型雷射驅動電路100中，為於電源電壓VCC在3.6V條件下驅動偏壓電壓Vout=1.5V之半導體雷射元件LD，而欲設定成V3n=1.5V時，需將壓降量V設定成1.3V左右。但壓降量V設定為1.3V時，電源電壓VCC若降至3.0V，則施加於定電流源I4之電壓係0.1V左右。因此，定電流源I4無法正常動作。
另一方面，第1圖所示之DC結合型雷射驅動電路1中，電源電壓VCC為3.6V時，為使V3p等於偏壓電壓Vout=1.5V而將壓降量V控制在1.3V，當電源電壓VCC為3.0V時，為使V3p等於偏壓電壓Vout=1.5V而將壓降量V控制在0.7V。如此，將壓降量V因應預驅動器12的輸出電壓V3p,V3n加以變化，使V3p可維持較佳值。
〔具體例1〕
本實施態樣之DC結合型雷射驅動電路1的具體電路組成係以第2圖進行說明。第2圖係DC結合型雷射驅動電路1之第一具體例電路圖。再者，輸入緩衝器11的組成可與傳統DC結合型雷射驅動電路100的輸入緩衝器110相同，因此未揭露於圖式中。
預驅動器12係由差動放大器12a與射極隨耦器電路12b所組成。差動放大器12a係用以差動放大輸入訊號之組成，而射極隨耦器電路12b係將預驅動器12的輸出阻抗降至小於主驅動器13的輸入阻抗之組成。再者，差動放大器12a之增益(gain)係將輸出訊號振幅設定等於規定值(亦可設定成0dB以上數值或設定成0dB以下數值)。
差動放大器12a係具備一對電阻R2,R2’、一對電晶體Q1,Q2及一對定電流源I1、I1’，並將輸入訊號振幅轉換成規定值R2×(I1+I1’)=R2’×(I1+I1’)加以輸出。電阻R2的一端係與電阻R2’相連接，而另一端係與電晶體Q1的集極端相連接。同樣地，電阻R2’的一端係與電阻R2相連接，而另一端係與電晶體Q2的集極端相連接。電阻R2與電阻R2’之中間點係透過壓降器14與電壓VCC的電源相連接。若將壓降器14的壓降量設定為V，則電阻R2與電阻R2’的中間點施加有電壓Vdc=VCC-V。另，電晶體Q1的基極端係與輸入端DATA_P相連接，而射極端係與電晶體Q2的射極端相連接。同樣地，電晶體Q2的基極端係與輸入端DATA_N相連接，而射極端係與電晶體Q1的射 極端相連接。電晶體Q1的射極端與電晶體Q2的射極端之中間點係透過相互並排連接之定電流源I1,I1’與電壓VEE的接地端相連接。
射極隨耦器電路12b係具備一對電晶體Q3,Q4及一對定電流源I2,I2’。電晶體Q3的集極端係與電壓VCC的電源相連接，而基極端係與差動放大器12a的一端之輸出點(電晶體Q2的集極端)相連接，而射極端係透過定電流源I2與電壓VEE的接地端相連接。同樣地，電晶體Q4的集極端係與電壓VCC的電源相連接，基極端係與差動放大器12a的另一端之輸出點(電晶體Q1的集極端)相連接，而射極端係透過定電流源I2’與電壓VEE的接地端相連接。
主驅動器13係具備一對電晶體Q5,Q6、一對電阻R3,R3’及定電流源I3。電晶體Q5的集極端係透過定電流源15與電壓VCC的電源相連接，基極端係與預驅動器12的輸出點(電晶體Q4的射極端)相連接，而射極端係透過電阻R3,R3’與電晶體Q6的射極端相連接。同樣地，電晶體Q6的集極端係與電壓VCC的電源相連接，基極端係與預驅動器12的另一端之輸出點(電晶體Q3的射極端)相連接，而射極端係透過電阻R3,R3’與電晶體Q5的射極端相連接。電阻R3與電阻R3’之中間點係透過定電流源I3與電壓VEE的接地端相連接。
DC結合型雷射驅動電路1之輸出端OUT，係設置於定電流源15與主驅動器13的輸出點(電晶體Q5的集極端) 之中間點。因此，自該輸出端OUT供給至半導體雷射元件LD之驅動電流ILD，係將定電流源15流出之流出電流Idc減去流入至電晶體Q5之流入電流Imod，即Idc-Imod。
壓降器14係由電阻R1與電容器C1所組成。電阻R1的一端係與電源VCC的電源相連接，而電阻R1的另一端係與預驅動器12之差動放大器12a相連接。電阻R1，舉例而言，係可使用電阻值240Ω之固定電阻。另，電容器C1係與電阻R1並排相連接。在此，附加電容器C1係為了吸收電源電壓VCC所包含之高頻雜訊，以穩定施加於預驅動器12之電壓Vdc。
壓降量控制部16係由一對電阻R,R’、運算放大器OP_AMP(operational amplifier)及場效電晶體MOSFET-N所組成。電阻R與電阻R’係具備相同電阻值，透過電阻R與電阻R’，係可取得預驅動器12的非反相輸出V3p(non inverting output)與反相輸出V3n之平均電壓(V3p+V3n)/2。於運算放大器OP_AMP的非反相輸入(non inverting input)端輸入該平均電壓(V3p+V3n)/2，而運算放大器OP_AMP的反相輸入端係輸入半導體雷射元件LD之偏壓電壓Vout。場效電晶體MOSFET-N係如該記號所示，為n型MOSFET。場效電晶體MOSFET-N的閘極端係與運算放大器OP_AMP的輸出端相連接，汲極端連接至壓降器14與預驅動器12間之中間點，而源極端係與電壓VEE的接地端相連接。
當平均電壓(V3p+V3n)/2大於偏壓電壓Vout，壓降量 控制部16係如下述動作。即，當運算放大器OP_AMP輸出電壓升高，係導致流經場效電晶體MOSFET-N之電流增加。如此，當流經組成壓降器14之電阻R1電流增加，係導致電阻R1的壓降量V增強。藉此，當施加於預驅動器12之電壓Vdc=VCC-V降低，係導致預驅動器12的輸出電壓V3p,V3n降低。該動作係持續到平均電壓(V3p+V3n)/2等於偏壓電壓Vout為止。
反之，當平均電壓(V3p+V3n)/2小於偏壓電壓Vout，壓降量控制部16係如下述動作。即，當運算放大器OP_AMP輸出電壓降低，導致流經場效電晶體MOSFET-N之電流減少。如此，當流經組成壓降器14之電阻R1電流減少，係導致電阻R1的壓降量V降低。藉此，當施加於預驅動器12之電壓Vdc=VCC-V增強，係導致預驅動器12的輸出電壓V3p,V3n升高。該動作係持續到平均電壓(V3p+V3n)/2等於偏壓電壓Vout為止。
如以上所述，壓降量控制部16為使平均電壓(V3p+V3n)/2等於偏壓電壓Vout，係加以控制壓降器14的壓降量V。
再者，本具體例中，組成壓降量控制部16之電晶體雖係使用場效電晶體，但並非將本發明侷限於此。即，組成壓降量控制部16之電晶體亦可使用npn型雙極性電晶體取代n型MOSFET。
另，本具體例中雖採用直接將平均電壓(V3p+V3n)/2輸入至運算放大器OP_AMP之組成，但並非將本發明侷 限於此。即，舉例而言，亦可採用將平均電壓(V3p+V3n)/2透過插入於A點(參照第2圖)之壓降器輸入至運算放大器OP_AMP之組成。若採用該組成，則該壓降器之壓降量為△V>0時，係可使平均電壓(V3p+V3n)/2等於Vout-△V。藉此，電晶體Q5的集極電壓可維持小於電晶體Q5的基極電壓(等於半導體雷射元件LD的偏壓電壓Vout)之數值。藉此更可穩定電晶體Q5之動作。電晶體Q6亦同。
再者，本具體例中雖採用將偏壓電壓Vout及平均電壓(V3p+V3n)/2輸入至運算放大器OP_AMP之組成，但並非將本發明侷限於此。即，亦可採用將偏壓電壓Vout透過插入於B1點(參照第2圖)之低通濾波器輸入至運算放大器OP_AMP，而平均電壓(V3p+V3n)/2透過插入於B2點(參照第2圖)之低通濾波器輸入至運算放大器OP_AMP之組成。若採用該組成，即便偏壓電壓Vout及平均電壓(V3p+V3n)/2因調變產生變異，亦可抑制因該狀態運算放大器OP_AMP的輸入電壓所產生之變動。如此，可穩定運算放大器OP_AMP之輸出電壓。
〔具體例2〕
接著，本實施態樣DC結合型雷射驅動電路1的具體電路組成係以第3圖進行說明。第3圖係DC結合型雷射驅動電路1之第二具體例電路圖。再者，輸入緩衝器11的組成係可與傳統DC結合型雷射驅動電路100的輸入緩衝器110相同，因此未揭露於圖式中。
本具體例之預驅動器12及主驅動器13的電路組成係 各自與第一具體例之預驅動器12及主驅動器13的電路組成相同。本具體例與第1具體例相異之處在於壓降器14及壓降量控制部16之電路組成。
壓降器14係由場效電晶體MOSFET-P所組成。場效電晶體MOSFET-P係如該記號所示，為p型MOSFET。場效電晶體MOSFET-P的源極端係與電壓VCC的電源相連接，而場效電晶體MOSFET-P的汲極端係與預驅動器12之差動放大器12a相連接。場效電晶體MOSFET-P可發揮改變汲極-源極間電阻之可變電阻功能。
壓降量控制部16係由一對電阻R,R’及運算放大器OP_AMP所組成。電阻R與電阻R’係具備相同電阻值，透過電阻R與電阻R’可取得預驅動器12的非反相輸出V3p與反相輸出V3n之平均電壓(V3p+V3n)/2。於運算放大器OP_AMP的非反相輸入端將該平均電壓(V3p+V3n)/2輸入，另於運算放大器OP_AMP的反相輸入端將半導體雷射元件LD的偏壓電壓Vout輸入。運算放大器OP_AMP的輸出端係與組成壓降器14之場效電晶體MOSFET-P的閘極端相連接。
當平均電壓(V3p+V3n)/2大於偏壓電壓Vout，壓降量控制部16係如下述動作。即，當運算放大器OP_AMP輸出電壓升高，係導致組成壓降器14之場效電晶體MOSFET-P的閘極電壓升高。如此，當場效電晶體MOSFET-P的源極-汲極間電阻增強，係導致場效電晶體MOSFET-P之壓降量V增強。藉此，當施加於預驅動器 12之電壓Vdc=VCC-V降低，係導致預驅動器12的輸出電壓V3p,V3n降低。該動作係持續到平均電壓(V3p+V3n)/2符合偏壓電壓Vout為止。
反之，當平均電壓(V3p+V3n)/2小於偏壓電壓Vout，壓降量控制部16係如下述動作。即，當運算放大器OP_AMP的輸出電壓降低，係導致組成壓降器14之場效電晶體MOSFET-P的閘極電壓升高。如此，當場效電晶體MOSFET-P的源極-汲極間電阻降低，係導致場效電晶體MOSFET-P之壓降量V降低。藉此，當施加於預驅動器12之電壓Vdc=VCC-V增強，係導致預驅動器12的輸出電壓V3p,V3n升高。該動作係持續到平均電壓(V3p+V3n)/2等於偏壓電壓Vout為止。
如以上所述，壓降量控制部16為使平均電壓(V3p+V3n)/2等於偏壓電壓Vout，係加以控制壓降器14的壓降量V。
再者，本具體例中雖採用直接將平均電壓(V3p+V3n)/2輸入至運算放大器OP_AMP之組成，但亦可採用將平均電壓(V3p+V3n)/2透過插入於A點(參照第3圖)之壓降器輸入至運算放大器OP_AMP的組成。若採用該組成，當該壓降器之壓降量為△V>0，可使平均電壓(V3p+V3n)/2等於Vout-△V。藉此，電晶體Q5的集極電壓可維持小於電晶體Q5的基極電壓(等於半導體雷射元件LD的偏壓電壓Vout)之數值。藉此更可穩定電晶體Q5的動作。電晶體Q6亦同。
另，亦可採用將平均電壓(V3p+V3n)/2透過插入於B1點(參照第3圖)之低通濾波器輸入至運算放大器OP_AMP，而偏壓電壓Vout透過插入於B2點(參照第3圖)之低通濾波器輸入至運算放大器OP_AMP的組成。若採用該組成，即便偏壓電壓Vout及平均電壓(V3p+V3n)/2因調變產生變異，係可抑制因該狀態運算放大器OP_AMP的輸入電壓所產生之變動。如此可穩定運算放大器OP_AMP之輸出電壓。
〔第2實施態樣〕
本發明DC結合型雷射驅動電路的第二實施態樣係以第4圖進行說明。第4圖係本實施態樣DC結合型雷射驅動電路2的概略組成方塊圖。
DC結合型雷射驅動電路2係將因應輸入訊號(經數據訊號調變之電壓訊號)的電壓值(電位差)之驅動電流ILD供給半導體雷射元件LD之電路，如第4圖所示，其具備輸入緩衝器21、預驅動器22、主驅動器23、壓降器24、定電流源25、壓降量控制部26及定電壓源27。
輸入緩衝器21係將DC結合型雷射驅動電路2的輸入阻抗(負載阻抗)與傳輸通道的特性阻抗相整合之電路。預驅動器22係調整輸入緩衝器21所輸入之輸入訊號振幅的電路。在此所述調整輸入訊號(電壓訊號)振幅，係指將輸入訊號振幅等於規定值。主驅動器23係將經預驅動器22調整振幅之輸入訊號轉換成電流訊號的電路。壓降器24係壓降量可變之壓降器，其插入於電壓VCC的電源與 預驅動器22間。
於主驅動器23，定電流源25與半導體雷射元件LD係相連接。再者，本實施態樣雖採用將半導體雷射元件LD的陰極端接地，並將半導體雷射元件LD的陽極端與主驅動器23相連接之組成，但並非用以侷限本發明。即，亦可採用將半導體雷射元件LD的陽極端與定電壓源相連接，並將半導體雷射元件LD的陰極端與主驅動器23相連接之組成。
將定電流源25所流出之流出電流Idc減去流入至主驅動器23之流入電流Imod之驅動電流ILD=Idc-Imod供給至半導體雷射元件LD。當輸入訊號電壓值為低位準，流入電流Imod電流值為高位準，致使驅動電流ILD的電流值成低位準。反之，當輸入訊號電壓值為高位準，流入電流Imod電流值為低位準，致使驅動電流ILD的電流值成高位準。
再者，定電流源25所流出之流出電流Idc的大小係為了將偏壓電流Ibias的大小大於雷射臨界電流Ith而加以調整。在此所述偏壓電流Ibias係指當輸入訊號的電壓值為低位準時供給半導體雷射元件LD之驅動電流ILD的電流值。
DC結合型雷射驅動電路2之特徵組成在於壓降量控制部26。壓降量控制部26係因應預驅動器22的輸出電壓V3p,V3n加以控制壓降器24的壓降量V之電路。本實施態樣係採用為使預驅動器22的輸出電壓V3p,V3n之平均 電壓(V3p+V3n)/2設定在預設基準電壓Vref以下，而加以控制壓降器24的壓降量之組成。為此，輸出基準電壓Vref之定電壓源27係與壓降量控制部26相連接。
因採用該組成，當電源電壓VCC降低，致使預驅動器22的輸出電壓V3p,V3n之中間值(V3p+V3n)/2過小時，係可因應該狀態降低壓降量V。反之，當電源電壓VCC升高，致使預驅動器22的輸出電壓V3p,V3n之中間值過大時，係可因應該狀態增強壓降量V。
因此，可避免傳統DC結合型雷射驅動電路100(參照第8圖)所具備之問題，即，當電源電壓VCC為最大值時，為符合電晶體Q5的工作條件而設定壓降量V，結果導致電源電壓VCC為最小值時，卻無法符合定電流源I4的工作條件之問題。
〔具體例1〕
本實施態樣之DC結合型雷射驅動電路2的具體電路組成係以第5圖進行說明。第5圖係DC結合型雷射驅動電路2之第一具體例電路圖。再者，輸入緩衝器21的組成可與傳統DC結合型雷射驅動電路100的輸入緩衝器110相同，因此未揭露於圖式中。
本具體例之預驅動器22、主驅動器23及壓降器24的電路組成係各自與第一實施態樣的第一具體例之預驅動器12、主驅動器13及壓降器14的電路組成相同。本具體例與第一實施態樣的第一具體例相異之處在於壓降量控制部26之輸入。
本具體例之壓降量控制部26係由一對電阻R,R’、運算放大器OP_AMP及場效電晶體MOSFET-N所組成。所述電阻R與電阻R’係具備相同電阻值，透過電阻R與電阻R’，係可取得預驅動器22的非反相輸出V3p與反相輸出V3n之平均電壓(V3p+V3n)/2。於運算放大器OP_AMP的非反相輸入端輸入該平均電壓(V3p+V3n)/2，另於運算放大器OP_AMP的反相輸入端輸入定電壓源27所生成之基準電壓Vref。場效電晶體MOSFET-N如該記號所示，係n型MOSFET。而場效電晶體MOSFET-N的閘極端係與運算放大器OP_AMP的輸出端相連接，汲極端連接至壓降器24與預驅動器22間之中間點，而源極端係與電壓VEE的接地端相連接。
當平均電壓(V3p+V3n)/2大於基準電壓Vref，壓降量控制部26係如下述動作。即，當運算放大器OP_AMP的輸出電壓升高，係導致流經場效電晶體MOSFET-N之電流增加。如此，當流經組成壓降器24之電阻R1電流增加，係導致電阻R1的壓降量V增強。藉此，當施加於預驅動器22之電壓Vdc=VCC-V降低，係導致預驅動器22的輸出電壓V3p,V3n降低。該動作係持續到平均電壓(V3p+V3n)/2等於基準電壓Vref為止。
反之，當平均電壓(V3p+V3n)/2小於基準電壓Vref，壓降量控制部26係如下述動作。即，當運算放大器OP_AMP的輸出電壓降低，係導致流經場效電晶體MOSFET-N之電流減少。如此，當流經組成壓降器24之 電阻R1電流減少，係導致電阻R1的壓降量V降低。藉此，當施加於預驅動器22之電壓Vdc=VCC-V增強，係導致預驅動器22的輸出電壓V3p,V3n升高。該動作係持續到平均電壓(V3p+V3n)/2等於基準電壓Vref為止。
如以上所述，壓降量控制部26為使平均電壓(V3p+V3n)/2等於基準電壓Vref，係加以控制壓降器24的壓降量V。
再者，本具體例雖採用直接將基準電壓Vref及平均電壓(V3p+V3n)/2輸入至運算放大器OP_AMP之組成，但並將本發明侷限於此。即，亦可採用將基準電壓Vref透過插入於B1點(參照第5圖)之低通濾波器輸入至運算放大器OP_AMP，而平均電壓(V3p+V3n)/2透過插入於B2點(參照第5圖)之低通濾波器輸入至運算放大器OP_AMP之組成。若採用該組成，即便基準電壓Vref包含高頻雜訊，而平均電壓(V3p+V3n)/2因調變產生變異，係可抑制因該狀態運算放大器OP_AMP的輸入電壓所產生之變動。如此，可穩定運算放大器OP_AMP之輸出電壓。
〔具體例2〕
本實施態樣DC結合型雷射驅動電路2的其他具體電路組成係以第6圖進行說明。第6圖係DC結合型雷射驅動電路2之第二具體例電路圖。再者，輸入緩衝器21的組成可與傳統DC結合型雷射驅動電路100的輸入緩衝器110相同，因此未揭露於圖式中。
本具體例之預驅動器22、主驅動器23及壓降器24 的電路組成係各自與第一實施態樣的第二具體例之預驅動器12、主驅動器13及壓降器14的電路組成相同。本具體例與第一實施態樣的第二具體例相異之處在於壓降量控制部26之輸入。
本具體例之壓降量控制部26係由一對電阻R,R’及運算放大器OP_AMP所組成。電阻R與電阻R’係具備相同電阻值，透過電阻R與電阻R’，係可取得預驅動器22的非反相輸出V3p與反相輸出V3n之平均電壓(V3p+V3n)/2。於運算放大器OP_AMP的非反相輸入端輸入平均電壓(V3p+V3n)/2，而於運算放大器OP_AMP的反相輸入端輸入定電壓源27所生成之基準電壓Vref。運算放大器OP_AMP的輸出端係與組成壓降器24之場效電晶體MOSFET-P的閘極端相連接。
當平均電壓(V3p+V3n)/2大於基準電壓Vref，壓降量控制部26係如下述動作。即，當運算放大器OP_AMP的輸出電壓升高，係導致組成壓降器24之場效電晶體MOSFET-P的閘極電壓升高。如此，當場效電晶體MOSFET-P的源極-汲極間電阻增強，係導致場效電晶體MOSFET-P之壓降量V增強。藉此，當施加於預驅動器22之電壓Vdc=VCC-V降低，係導致預驅動器22的輸出電壓V3p,V3n降低。該動作係持續到平均電壓(V3p+V3n)/2等於基準電壓Vref為止。
反之，當平均電壓(V3p+V3n)/2小於基準電壓Vref，壓降量控制部26係如下述動作。即，當運算放大器 OP_AMP輸出電壓降低，係導致組成壓降器24之場效電晶體MOSFET-P的閘極電壓升高。如此，當場效電晶體MOSFET-P的源極-汲極間電阻降低，係導致場效電晶體MOSFET-P之壓降量V降低。藉此，當施加於預驅動器22之電壓Vdc=VCC-V增強，係導致預驅動器22的輸出電壓V3p,V3n升高。該動作係持續到平均電壓(V3p+V3n)/2等於基準電壓Vref為止。
如以上所述，壓降量控制部26為使平均電壓(V3p+V3n)/2等於基準電壓Vref，係加以控制壓降器24的壓降量V。
再者，本具體例雖採用直接將基準電壓Vref及平均電壓(V3p+V3n)/2輸入至運算放大器OP_AMP之組成，但並非將本發明侷限於此。即，亦可採用將基準電壓Vref透過插入於B1點(參照第5圖)之低通濾波器輸入至運算放大器OP_AMP，而平均電壓(V3p+V3n)/2透過插入於B2點(參照第5圖)之低通濾波器輸入至運算放大器OP_AMP之組成。若採用該組成，即便基準電壓Vref包含高頻雜訊，而平均電壓(V3p+V3n)/2因調變產生變異，係可抑制因該狀態運算放大器OP_AMP的輸入電壓所產生之變動。如此，可穩定運算放大器OP_AMP之輸出電壓。
〔結論〕
如以上所述，本發明一態樣之DC結合型雷射驅動電路係驅動一半導體雷射元件之DC結合型雷射驅動電路，其具備一預驅動器，係調整經數據訊號調變之電壓訊號振 幅；一主驅動器，係將經該預驅動器調整振幅之電壓訊號轉換成供給至該半導體雷射元件之電流訊號；一壓降量可變之壓降器，係插入於供給至該預驅動器電力之一電源與該預驅動器間；一壓降量控制部，係因應經該預驅動器調整振幅之電壓訊號值，加以控制該壓降器的壓降量。
透過上述組成，該壓降器的壓降量係因應經該預驅動器調整振幅之電壓訊號值加以設定。因此，當該電源電壓降低，致使該預驅動器的輸出電壓(經該預驅動器調整振幅之電壓訊號值)過小時，係可因應該狀態降低該壓降量。另當該電源電壓升高，致使該預驅動器的輸出電壓過大時，係可因應該狀態增強該壓降量。
因此，可避免傳統DC結合型雷射驅動電路所具備之問題，即，當預驅動器的電源電壓為最大值時，為了符合某一元件(如：電晶體)的工作條件而設定壓降量，結果導致預驅動器的電源電壓為最小值時，卻無法符合其他元件(如：定電流源)的工作條件之問題。因此，可完成一種無需嚴格限制預驅動器的電源電壓之DC結合型雷射驅動電路。
本發明一態樣之DC結合型雷射驅動電路，該壓降量控制部較佳係為了將經該預驅動器調整振幅之電壓訊號值設定在該半導體雷射元件之偏壓電壓以下，而加以控制該壓降器的壓降量。
藉由上述組成，組成該主放大器之元件中，係可符合基極端與該預驅動器相連接、集極端與該半導體雷射元件 相連接之電晶體的工作條件。即便該半導體雷射元件的偏壓電壓產生變異，亦可符合該電晶體的工作條件。即，可完成一種無需嚴格限制預驅動器的電源電壓，且亦無需嚴格限制該半導體雷射元件的偏壓電壓之DC結合型雷射驅動電路。
本發明一態樣之DC結合型雷射驅動電路中，該壓降器較佳具備電阻，其一端與該電源相連接、另一端與該預驅動器相連接；而該壓降量控制部較佳係具備運算放大器及場效電晶體，運算放大器係將該預驅動器的非反相輸出與反相輸出之平均電壓設為反相輸入，並將該半導體雷射元件之偏壓電壓設為非反相輸入，場效電晶體係將閘極端與該運算放大器的輸出端相連接，汲極端連接至該壓降器與該預驅動器間的中間點，而源極端係接地場效。
透過上述組成，係可以簡單組成完成壓降器及壓降量控制部。
本發明一態樣之DC結合型雷射驅動電路中，該壓降器較佳具備場效電晶體，其源極端與該電源相連接、汲極端與該預驅動器相連接；而該壓降量控制部較佳具備運算放大器，其將該預驅動器的非反相輸出與反相輸出之平均電壓設為反相輸入，並將該半導體雷射元件之偏壓電壓設為非反相輸入，且其輸出端與該場效電晶體的閘極端相連接。
透過上述組成，係可以簡單組成完成壓降器及壓降量控制部。且不同於電阻所組成之壓降器，因不會產生電流 損耗，故可削減消耗電力。
本發明一態樣之DC結合型雷射驅動電路中，該半導體雷射元件之偏壓電壓較佳係透過其他壓降器輸入至該壓降量控制部。
透過上述組成，係可確實符合基極端與該預驅動器相連接、集極端與該半導體雷射元件相連接之電晶體的工作條件。理由在於該電晶體的基極電壓可僅於該其他壓降器之壓降量部分小於該電晶體的集極電壓。
本發明一態樣之DC結合型雷射驅動電路中，該壓降量控制部較佳係為使經該預驅動器調整振幅之電壓訊號值設定在預設基準電壓以下，而加以控制該壓降器的壓降量。
透過上述組成，當該半導體雷射元件之偏壓電壓大於該基準值時，組成該主放大器之元件中，係可符合基極端與該預驅動器相連接、集極端與該半導體雷射元件相連接之電晶體的工作條件。即便該半導體雷射元件的偏壓電壓產生變異，若將該基準值設定在下限值以下，則可符合該電晶體其工作條件。即，可完成一種無需嚴格限制預驅動器的電源電壓，且亦無需嚴格限制該半導體雷射元件的偏壓電壓之DC結合型雷射驅動電路。
本發明一態樣之DC結合型雷射驅動電路中，該壓降器較佳具備電阻，其一端與該電源相連接、另一端與該預驅動器相連接；而該壓降量控制部較佳係具備運算放大器及場效電晶體，運算放大器係將該預驅動器的非反相輸出 與反相輸出之平均電壓設為反相輸入，並將該基準電壓設為非反相輸入，場效電晶體係將閘極端與該運算放大器的輸出端相連接，汲極端連接至該壓降器與該預驅動器間的中間點，而源極端與接地端相連接場效。
透過上述組成，便可以簡單組成完成壓降器及壓降量控制部。
本發明一態樣之DC結合型雷射驅動電路中，該壓降器較佳具備場效電晶體，其源極端與該電源相連接、汲極端與該預驅動器相連接場效；而該壓降量控制部較佳具備運算放大器，其係將該預驅動器的非反相輸出與反相輸出之平均電壓設為反相輸入，並將該基準電壓設為非反相輸入，且其輸出端與該場效電晶體的閘極端相連接。
透過上述組成，便可以簡單組成完成壓降器及壓降量控制部。且不同於電阻所組成之壓降器，因不會產生電流耗損，故可削減消耗電力。
如以上所述，本發明一態樣之驅動方法，係使用DC結合型雷射驅動電路加以驅動半導體雷射元件之驅動方法，該DC結合型雷射驅動電路具備一預驅動器，係調整經數據訊號調變之電壓訊號振幅；一主驅動器，係將經該預驅動器調整振幅之電壓訊號轉換成供給該半導體雷射元件之電流訊號；一壓降量可變之壓降器，係存在於供給該預驅動器電力之電源與該預驅動器間；而該驅動方法包含一壓降量控制工程，其因應經該預驅動器調整振幅之電壓訊號值，加以控制該壓降器的壓降量。
透過上述組成，便可發揮與該DC結合型雷射驅動電路相同之效果。
〔附記事項〕
本發明並未侷限於上述實施態樣中，可於請求項所揭露範圍內做各種變更。即，將請求項揭露範圍內之技術手段做適度變更、組合所獲得之實施態樣亦屬於本發明技術範圍。
[產業上之利用可能性]
本發明DC結合型雷射驅動電路可普遍廣泛運用。尤其可做為搭載於AOC之雷射驅動電路或於PON用以生成脈衝訊號之雷射驅動電路等加以適當利用。
1,2‧‧‧DC結合型雷射驅動電路
11,21‧‧‧輸入緩衝器
12,22‧‧‧預驅動器
13,23‧‧‧主驅動器
14,24‧‧‧壓降器
15,25‧‧‧定電流源
16,26‧‧‧壓降量控制部
27‧‧‧定電壓源
100‧‧‧DC結合型雷射驅動電路
200‧‧‧AC結合型雷射驅動電路
110,210‧‧‧輸入緩衝器
120,220‧‧‧預驅動器
130,230‧‧‧主驅動器
140,240‧‧‧壓降器
150,250‧‧‧定電流源
260‧‧‧電容器
第1圖係為本發明第一實施態樣之DC結合型雷射驅動電路的概略組成方塊圖。
第2圖係為第1圖所示之DC結合型雷射驅動電路的第一具體例電路圖。
第3圖係為第1圖所示之DC結合型雷射驅動電路的第二具體例電路圖。
第4圖係為本發明第二實施態樣之DC結合型雷射驅動電路的概略組成方塊圖。
第5圖係為第4圖所示之DC結合型雷射驅動電路的第一具體例電路圖。
第6圖係為第4圖所示之DC結合型雷射驅動電路的 第二具體例電路圖。
第7圖係為傳統雷射驅動電路的概略組成方塊圖。(a)係傳統DC結合型雷射驅動電路的概略組成，(b)係傳統AC結合型雷射驅動電路的概略組成。
第8圖係為第7(a)圖所示之傳統DC結合型雷射驅動電路的具體例電路圖。
1‧‧‧DC結合型雷射驅動電路
11‧‧‧輸入緩衝器
12‧‧‧預驅動器
13‧‧‧主驅動器
14‧‧‧壓降器
15‧‧‧定電流源
16‧‧‧壓降量控制部

Claims (9)

  1. 一種DC結合型雷射驅動電路，其具備：一預驅動器，係調整經數據訊號調變之電壓訊號振幅；一主驅動器，係將經該預驅動器調整振幅之電壓訊號轉換成供給至一半導體雷射元件之電流訊號，且不經由電容器地與該半導體雷射元件相連接；一壓降量可變之壓降器，係插入於供給該預驅動器電力之一電源與該預驅動器間；及一壓降量控制部，係因應經該預驅動器調整振幅之電壓訊號值，加以控制該壓降器的壓降量。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之DC結合型雷射驅動電路，其中該壓降量控制部控制該壓降器的壓降量，以使經該預驅動器調整振幅之電壓訊號值設定在一預設基準電壓以下。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之DC結合型雷射驅動電路，其中該壓降器具備一場效電晶體，其源極端與該電源相連接，而汲極端與該預驅動器相連接；該壓降量控制部則具備一運算放大器，其將該預驅動器的非反相輸出與反相輸出之平均電壓設為非反相輸入，而該基準電壓則設為反相輸入，且其輸出端與該場效電晶體的閘極端相連接。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之DC結合型雷射驅動電路， 其中該壓降器具備一電阻，其一端與該電源相連接，而另一端與該預驅動器相連接；該壓降量控制部具備一運算放大器及一場效電晶體，該運算放大器係將該預驅動器的非反相輸出與反相輸出之平均電壓設為非反相輸入，而該基準電壓則設為反相輸入，該場效電晶體係將閘極端與該運算放大器輸出端相連接，汲極端被連接至該壓降器與該預驅動器間的中間點，而源極端與接地端相連接。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之DC結合型雷射驅動電路，其中該壓降量控制部控制該壓降器的壓降量，以使經該預驅動器調整振幅之電壓訊號值設定在該半導體雷射元件之偏壓電壓以下。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之DC結合型雷射驅動電路，其中該壓降器具備一電阻，其一端與該電源相連接，而另一端與該預驅動器相連接；該壓降量控制部具備一運算放大器及一場效電晶體，該運算放大器係將該預驅動器的非反相輸出與反相輸出之平均電壓設為非反相輸入，而該半導體雷射元件之偏壓電壓設為反相輸入，該場效電晶體係將閘極端與該運算放大器輸出端相連接，汲極端被連接至該壓降器與該預驅動器間的中間點，而源極端係接地。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之DC結合型雷射驅動電路， 其中該壓降器具備一場效電晶體，其源極端與該電源相連接，而汲極端與該預驅動器相連接；該壓降量控制部則具備一運算放大器，其係將該預驅動器的非反相輸出與反相輸出之平均電壓設為非反相輸入，而該半導體雷射元件之偏壓電壓設為反相輸入，且其輸出端與該場效電晶體的閘極端相連接。
  8. 如申請專利範圍第5項至第7項中任一項所述之DC結合型雷射驅動電路，其中該半導體雷射元件的偏壓電壓係透過其他壓降器輸入至該壓降量控制部。
  9. 一種半導體雷射裝置之驅動方法，其包含：一調整工程，係使用一預驅動器調整經數據訊號調變之電壓訊號振幅；一轉換工程，係使用無需經由一電容器與一半導體雷射元件相連接之一主驅動器，將經該調整工程調整振幅之電壓訊號轉換成供給該半導體雷射元件之電流訊號；及一控制工程，因應經該調整工程調整振幅之電壓訊號值來控制一壓降量，壓降量係為插入於供給該預驅動器電力之一電源與該預驅動器間之一壓降器的壓降量。
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Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9397645B2 (en) * 2014-03-25 2016-07-19 Infineon Technologies Austria Ag Circuit for common mode removal for DC-coupled front-end circuits
JP6190048B2 (ja) * 2014-10-15 2017-08-30 株式会社フジクラ 光送信器、アクティブ光ケーブル、及び光送信方法
JP6190072B2 (ja) * 2014-10-15 2017-08-30 株式会社フジクラ 光送信器、アクティブ光ケーブル、ｏｎｕ、及び光送信方法
CN109076676B (zh) * 2014-10-30 2020-07-10 德克萨斯仪器股份有限公司 Led电流控制器
US10097908B2 (en) * 2014-12-31 2018-10-09 Macom Technology Solutions Holdings, Inc. DC-coupled laser driver with AC-coupled termination element
JP6582640B2 (ja) * 2015-07-07 2019-10-02 住友電気工業株式会社 レーザ駆動回路
JP2017028043A (ja) * 2015-07-21 2017-02-02 住友電気工業株式会社 レーザ駆動回路
JP2017191812A (ja) * 2016-04-11 2017-10-19 日本電信電話株式会社 ドライバ
TWI750216B (zh) 2016-08-30 2021-12-21 美商Ｍａｃｏｍ技術方案控股公司 具分散式架構之驅動器
JP6601372B2 (ja) * 2016-11-25 2019-11-06 株式会社デンソー ゲート駆動装置
JP6849515B2 (ja) * 2017-04-24 2021-03-24 日本電信電話株式会社 Ｄｍｌドライバ
JP6981041B2 (ja) * 2017-05-17 2021-12-15 富士通株式会社 駆動回路、これを用いた光送信モジュール及び光伝送装置
US10630052B2 (en) 2017-10-04 2020-04-21 Macom Technology Solutions Holdings, Inc. Efficiency improved driver for laser diode in optical communication
JP7087703B2 (ja) 2018-06-13 2022-06-21 富士通株式会社 駆動回路および光モジュール
US11005573B2 (en) 2018-11-20 2021-05-11 Macom Technology Solutions Holdings, Inc. Optic signal receiver with dynamic control
JP7215282B2 (ja) * 2019-03-26 2023-01-31 日本電信電話株式会社 Ｄｍｌドライバ
CN113746559B (zh) * 2020-05-29 2022-12-27 华为技术有限公司 一种发射电路、光模块以及通信设备
US12013423B2 (en) 2020-09-30 2024-06-18 Macom Technology Solutions Holdings, Inc. TIA bandwidth testing system and method
US11658630B2 (en) 2020-12-04 2023-05-23 Macom Technology Solutions Holdings, Inc. Single servo loop controlling an automatic gain control and current sourcing mechanism
CN114284860B (zh) * 2021-12-16 2023-06-13 厦门亿芯源半导体科技有限公司 压差可调整的dfb激光器直流耦合输出电源配置方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NZ218022A (en) * 1985-10-22 1991-01-29 Fujitsu Ltd Compensated regulation of light output from semiconductor laser
JPH05218543A (ja) * 1992-01-31 1993-08-27 Hitachi Ltd 半導体レーザダイオード駆動回路
JP3200021B2 (ja) * 1996-11-14 2001-08-20 株式会社東芝 出力回路装置
JP3456121B2 (ja) 1997-09-09 2003-10-14 三菱電機株式会社 レーザダイオード用電源制御装置
JP2000269590A (ja) * 1999-03-17 2000-09-29 Nec Corp 光送信回路
EP1261082A1 (en) * 2001-05-25 2002-11-27 Agilent Technologies, Inc. (a Delaware corporation) Optoelectronic circuit and control circuit
US6859473B1 (en) * 2002-11-01 2005-02-22 Maxim Integrated Products, Inc. Controlling modulation and bias of laser drivers
US6879608B1 (en) * 2003-03-31 2005-04-12 Applied Micro Circuits Corporation High compliance laser driver
TWI355784B (en) * 2007-10-19 2012-01-01 Phihong Technology Co Ltd Laser diode driving circuit and method for driving
JP2010267799A (ja) 2009-05-14 2010-11-25 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 直流結合レーザー駆動回路
CN102064463B (zh) * 2009-11-18 2012-07-18 南京南瑞继保电气有限公司 一种激光驱动电路及其控制方法
JP2011142173A (ja) * 2010-01-06 2011-07-21 Sumitomo Electric Ind Ltd 制御回路及びレーザダイオード駆動回路

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