WO2006067890A1 - 光送信回路 - Google Patents

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WO2006067890A1
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transmission circuit
transistors
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French (fr)
Inventor
Kazuko Nishimura
Hiroshi Kimura
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/04—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping, e.g. by electron beams
    • H01S5/042—Electrical excitation ; Circuits therefor
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/04—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping, e.g. by electron beams
    • H01S5/042—Electrical excitation ; Circuits therefor
    • H01S5/0427—Electrical excitation ; Circuits therefor for applying modulation to the laser

Definitions

  • the present invention relates to an optical transmission circuit with a waveform shaping function.
  • optical transmission speed has been increased, capacity has been increased, and transmission distance has been increased, and very advanced transmission technology is required.
  • PON Passive Optical Network
  • one station and a plurality of subscribers 'homes are connected in a time-division multiplex, but in recent years, data transmission has become longer and high-speed transmission has been promoted also in transmissions between these stations and subscribers' homes. It is out.
  • the power level that must be transmitted increases, so a large current must be driven.To that end, the size of the driving transistor increases, and accordingly, the transistor and the connected transistor are connected.
  • the load capacity of the wiring is also increased.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-218543
  • the conventional differential drive method improves the dullness of the waveform according to the drive current.
  • waveform shaping such as suppression of overshoot is performed, but the differential switch transistor is controlled by a switch drive circuit with complementary outputs of the same capability to realize a symmetric eye pattern.
  • Data waveform cannot be improved, and sufficient rise characteristics (or falling characteristics) should be realized, especially when communication is performed at high speed such as over lGbps. There was a problem that would become difficult.
  • the solution provided by the present invention employs a configuration in which an auxiliary switch transistor is connected in parallel to one of two transistors constituting a light emitting element driving differential switch. It is in.
  • the signal for driving the auxiliary switch transistor is input at an earlier timing than the signal for driving the differential switch transistor.
  • the signal for driving the auxiliary switch transistor has a larger amplitude than the signal for driving the differential switch transistor.
  • the ability of the switch drive circuit to drive the auxiliary switch transistor is greater than the ability to drive the differential switch transistor.
  • the signal that drives the auxiliary switch transistor has a higher DC voltage level than the signal that drives the differential switch transistor.
  • the signal for driving the auxiliary switch transistor has a longer high level period than the signal for driving the differential switch transistor.
  • FIG. 1 is a circuit diagram of an optical transmission circuit according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a circuit diagram of an optical transmission circuit according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a circuit diagram of an optical transmission circuit according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a circuit diagram of an optical transmission circuit according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a circuit diagram of an optical transmission circuit according to a fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a circuit diagram of an optical transmission circuit according to a sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a circuit diagram of an optical transmission circuit according to a seventh embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a circuit diagram of a first modification of the optical transmission circuit according to the present invention.
  • FIG. 9 is a circuit diagram of a second modification of the optical transmission circuit according to the present invention.
  • FIG. 10 is a circuit diagram of a third modification of the optical transmission circuit according to the present invention.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of an optical transmission circuit according to the present invention.
  • This optical transmitter circuit A light emitting element 1 such as a laser diode (LD), a light emitting element driving differential switch 2 composed of first and second transistors Ml and M2 having a source connected in common, and an auxiliary switch A third transistor M3 connected in parallel to the first transistor Ml, and a modulation current source 3 of current Im connected to the sources of the first, second and third transistors Ml, M2, M3, It comprises a bias current source 4 for supplying a bias current lb to LD1, and switch drive circuits 11, 12 and 13 with delay functions for driving the first, second and third transistors Ml, M2 and M3, respectively.
  • LD laser diode
  • a light emitting element driving differential switch 2 composed of first and second transistors Ml and M2 having a source connected in common
  • an auxiliary switch A third transistor M3 connected in parallel to the first transistor Ml, and a modulation current source 3 of current Im connected to the sources of the
  • FIG. 1 also shows the waveforms of the switch drive signals INI, IN2, and IN3 along with the circuit configuration.
  • the first transistor Ml having a drain connected to LD1 is turned on by the first switch drive signal IN1 and is turned on, and the second transistor M2 is turned off by the second switch drive signal IN2 and is turned off.
  • the current lb set by the bias current source 4 is added to the current Im set by the modulation current source 3 and flows to the LD1, and the current is converted into light by the LD1 and output.
  • the modulation current source Since the current Im set in 3 does not flow to LD1, only the current lb set by the bias current source 4 flows to LD1, and is converted into light by LD1 and output.
  • the current Im set by the modulation current source 3 is turned on / off, communication data H and L are generated and transmitted.
  • the transistor size is as large as several millimeters. Therefore, the gates of the first and second transistors Ml and M2 The capacitance and the wiring capacitance connected to these transistors Ml and M2 become very large. Therefore, even if LD1 is driven as it is, the waveform does not rise sharply (or does not fall). Therefore, in the present invention, a third transistor M3 is added as an auxiliary switch in parallel to the first transistor Ml, and the switch driving circuits 11 and 12 with delay function are complementary to the first and second transistors Ml and M2.
  • the third drive from the switch drive circuit with delay function 13 Input the third switch drive signal IN3 to transistor M3 and turn it on.
  • complementary switch drive signals IN 1 and IN 2 are input to the first and second transistors M 1 and M 2, and the switch drive signal I N 3 is input to the third transistor M 3 only at an early timing. As long as the start-up characteristics improve, the timing of the switch drive signals INI and IN2 to the first and second transistors Ml and M2 may differ from each other in the delay amount, not the differential. Absent.
  • the delay adjustment function may be realized by all of the switch drive circuits with delay function 11, 12, 13 and one or two of the delay amounts are fixed, and the remaining switch with delay function is provided. You can adjust the delay using the drive circuit.
  • FIG. 2 shows a second embodiment of the optical transmission circuit according to the present invention.
  • the present optical transmission circuit is the same as the optical transmission circuit of the first embodiment, instead of the switch drive circuits with delay function 11, 12, 13 for driving the first, second and third transistors Ml, M2, M3, respectively.
  • the configuration uses normal switch drive circuits 21, 22 and 23 having no delay function, and the data amplitudes of signals output from the switch drive circuits 21, 22 and 23 are different.
  • a switch drive circuit with a delay function may be used.
  • the data amplitude output from the third switch driving circuit 23 to drive the third transistor M3 is used to drive the first and second transistors Ml and M2. Larger than the data amplitude output from the first and second switch drive circuits 21, 22. Generate As a result, the ability to turn on the first transistor Ml is reinforced by the third transistor M3, making it larger than the ability to turn off the second transistor M2 and improving the rising ability, thereby realizing a steep rise characteristic. ing.
  • the data amplitude output from the second switch drive circuit 22 to drive the second transistor M2 is the same as the first and third transistors M1 and M3 to drive the first and third transistors Ml and M3. Therefore, the second transistor M2 can be turned off less than the first and third transistors Ml and M3. Reduce the falling ability to achieve a steep rise characteristic.
  • the data amplitude output from the first and third switch drive circuits 21 and 23 may be the same and may be larger than the data amplitude output from the second switch drive circuit 22.
  • FIG. 3 shows a third embodiment of the optical transmission circuit according to the present invention.
  • the present optical transmission circuit is the same as the optical transmission circuit of the first embodiment, instead of the switch drive circuits with delay function 11, 12, 13 for driving the first, second and third transistors Ml, M2, M3, respectively.
  • the configuration is such that normal switch drive circuits 31, 32, 33 having no delay function are used, and the drive capabilities of the switch drive circuits 31, 32, 33 are different.
  • a switch drive circuit with a delay function may be used.
  • the driving capability of the third switch driving circuit 33 for driving the third transistor M3 is the same as that of the first and second transistors Ml and M2. And larger than the drive capability of the second switch drive circuits 31, 32.
  • the ability to turn on the first transistor Ml is reinforced by the third transistor M3 and is made larger than the ability to turn off the second transistor M2, thereby realizing a steep rise characteristic.
  • first and third switch driving circuits 31 and 33 may have the same driving capability and may be larger than the driving capability of the second switch driving circuit 32.
  • FIG. 4 shows a fourth embodiment of the optical transmission circuit according to the present invention.
  • the present optical transmission circuit is the same as the optical transmission circuit of the first embodiment, instead of the switch drive circuits with delay function 11, 12, 13 for driving the first, second and third transistors Ml, M2, M3, respectively.
  • the configuration is such that normal switch drive circuits 41, 42, and 43 having no delay function are used, and the DC levels of the output signals from the switch drive circuits 41, 42, and 43 are different.
  • description will be made using normal switch drive circuits 41, 42, and 43, but a switch drive circuit with a delay function may be used.
  • the DC level of the signal output from the third switch drive circuit 43 for driving the third transistor M3 is set to drive the first and second transistors Ml and M2.
  • the first and second switch drive circuits 41 and 42 are set to be higher than the DC level of the signal output.
  • the third transistor M3 starts to turn on at a timing earlier than the response of the first and second transistors Ml and M2, and the drive of current to the LD1 starts, thus realizing a steep rise characteristic. Is done.
  • the DC levels of the signals output from the first and third switch drive circuits 41 and 43 may be the same and higher than the DC level of the signal output from the second switch drive circuit 42. I do not care.
  • FIG. 5 shows a fifth embodiment of the optical transmission circuit according to the present invention.
  • the present optical transmission circuit is the same as the optical transmission circuit of the first embodiment, instead of the switch drive circuits with delay function 11, 12, 13 for driving the first, second and third transistors Ml, M2, M3, respectively. Therefore, it is assumed that the normal switch drive circuit 51, 52 without delay function and the switch drive circuit 53 with duty adjustment function are used, and the duty of the signal output from the switch drive circuit 51, 52, 53 is different.
  • the duty of the signal output from the third switch drive circuit 53 for driving the third transistor M3 is changed, and the first and second transistors Ml and M2 are driven. Therefore, the high level period is made longer than the signals output from the first and second switch drive circuits 51 and 52. As a result, the third transistor M3 starts to turn on at a timing earlier than the response of the first and second transistors Ml and M2, and the current to the LD1 is reduced. Since driving is started, a steep rise characteristic is realized.
  • the configurations of the first to fifth embodiments may be used singly, or some may be used in combination, as illustrated as the sixth and seventh embodiments. .
  • the rising characteristics of the light emitting element output waveform can be further improved, and a drive output waveform that does not have any harmful effects (such as no deterioration of the falling characteristic) can be realized.
  • FIG. 6 shows a sixth embodiment of the optical transmission circuit according to the present invention.
  • This optical transmission circuit is a combination of the first embodiment and the fifth embodiment.
  • 61 and 62 are switch drive circuits with a delay function
  • 63 is a switch drive circuit with a delay function and a duty adjustment function.
  • FIG. 7 shows a seventh embodiment of the optical transmission circuit in the present invention.
  • This optical transmission circuit is a combination of the second embodiment and the fourth embodiment.
  • 71, 7 2 and 73 are switch drive circuits.
  • the input of the second transistor M2 may be a desired fixed voltage VB2.
  • the rise characteristic is improved by adding the switch transistor M3 having the same configuration to the existing configuration and adjusting the input.
  • adding the switch transistor M3 is equivalent to changing the driving capability of the differential switch 2 itself, rather than changing the control signal to the differential switch transistors Ml and M2 for driving the light emitting element. , You can get a very big improvement effect.
  • the driving capability of the light emitting element driving differential switch 2 itself is changed only by the method of adding the third transistor M3, and the first and third transistors Ml , M3 composite transistor turn-on capability
  • the second transistor ⁇ 2 is larger than the ability to turn off, so a steep rise characteristic can be realized.
  • the sum of the sizes of the first transistor Ml and the third transistor M3 can be set larger than the size of the second transistor ⁇ 2.
  • the ability to turn on the first transistor Ml is reinforced by the third transistor M3, making it larger than the ability to turn off the second transistor M2 and improving the rising ability, thereby making a steep rise. It can achieve the strength characteristics.
  • the first and second transistors Ml and M2 may have the same size as the differential switch, and only the size of the third transistor M3 may be set larger.
  • the total size of the transistor M3 may be larger than the size of the second transistor M2.
  • the fourth transistor is used as an auxiliary switch in parallel with the second transistor M2. If you add.
  • the optical transmission circuit according to the present invention is an optical transmission circuit having a waveform shaping function, and can be used in general for optical communication devices.

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Abstract

　発光素子駆動用差動スイッチ（２）を第１及び第２のトランジスタ（Ｍ１，Ｍ２）で構成する。このうち、発光素子（１）に接続されたドレインを持つ第１のトランジスタ（Ｍ１）と並列に第３のトランジスタ（Ｍ３）を補助スイッチとして接続する。そして、第１及び第２のトランジスタ（Ｍ１，Ｍ２）に相補のスイッチ駆動信号（ＩＮ１，ＩＮ２）を入力して駆動するよりも少し早いタイミングで、第３のトランジスタ（Ｍ３）に第３のスイッチ駆動信号（ＩＮ３）を入力してオンさせる。このようにして、大きいパワーレベルを持つ発光素子出力の立ち上がり特性を改善する。

Description

明 細 書
光送信回路
技術分野
[0001] 本発明は、波形整形機能付光送信回路に関するものである。
背景技術
[0002] 近年、情報通信の発達に伴!、、光伝送の高速化、容量の増大化、伝送距離の長 距離化が進んでおり、非常に高度な伝送技術が要求されている。例えば、光伝送技 術の 1形態として PON (Passive Optical Network)システムがある。このシステムでは、 1つの局舎と複数の加入者宅を時分割多重で接続しているが、近年この局舎と加入 者宅間の伝送においても、データ伝送の長距離化、高速ィ匕が進んでいる。長距離伝 送を行うためには、送信しなければならないパワーレベルが大きくなるので、大電流 を駆動せねばならず、そのためには、駆動トランジスタサイズが大きくなるが、それに 伴いトランジスタ及びそれに接続される配線の負荷容量も大きくなる。その結果、立 ち上がり、立ち下がりの十分な応答が不可能となり、高速応答が困難になるという課 題が生じた。受信器において伝送後のデータを受信する場合に、立ち上がり、立ち 下がり特性の不十分なデータを受信すると、パターン効果が起こり、データ欠けが生 じる等、データ品質が劣化する可能性がある。
[0003] 従来、データを送信する光送信回路において、低速通信の場合には消費電力の 面で優位なシングル駆動方式が主に使用されていた力 622Mbps, 1. 25Gbps、 …と通信速度が高速になるにつれ差動駆動方式の使用が主流となっている。
[0004] このような中で、送信データの波形整形のためにとられた対策の一例として、レーザ 一ダイオードの変調電流振幅と連動してレーザーダイオード駆動用差動スィッチトラ ンジスタの入力電圧振幅を制御する技術が知られて ヽる (特許文献 1参照)。
特許文献 1 :日本国特開平 5— 218543号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0005] し力しながら、上記従来の差動駆動方式では、駆動電流に応じた波形の鈍り改善 や、オーバーシュートの抑制等の波形整形は行われるが、対称的なアイパターンを 実現するために同一能力の相補出力を持つスィッチ駆動回路で差動スィッチトラン ジスタを制御しているので、立ち上がり特性 (又は立ち下がり特性）に特化したデータ 波形の改善を行うことはできず、特に通信が lGbps超といったように高速ィ匕した場合 に、十分な立ち上がり特性 (又は立ち下がり特性)を実現することが困難になるという 課題があった。
課題を解決するための手段
[0006] 上記課題を解決するために、本発明が講じた解決手段は、発光素子駆動用差動ス イッチを構成する 2つのトランジスタのうちの一方に並列に補助スィッチトランジスタを 接続した構成の採用にある。
[0007] 例えば、補助スィッチトランジスタを駆動する信号は、差動スィッチトランジスタを駆 動する信号よりも早いタイミングで入力される。あるいは、補助スィッチトランジスタを 駆動する信号は、差動スィッチトランジスタを駆動する信号より振幅が大きい。あるい は、スィッチ駆動回路が補助スィッチトランジスタを駆動する能力は、差動スィッチトラ ンジスタを駆動する能力より大きい。あるいは、補助スィッチトランジスタを駆動する信 号は、差動スィッチトランジスタを駆動する信号より DC電圧レベルが高い。あるいは、 補助スィッチトランジスタを駆動する信号は、差動スィッチトランジスタを駆動する信 号よりハイレベル期間が長い。
発明の効果
[0008] 以上説明したような本発明の構成をとることによって、立ち上がり（又は、立ち下がり )の急峻な、波形整形された信号を駆動出力することが可能となり、その結果、高速、 長距離伝送時にも、データ品質劣化のない、安定した光通信システムの構築が可能 となる。
図面の簡単な説明
[0009] [図 1]図 1は、本発明の第 1の実施形態に係る光送信回路の回路図である。
[図 2]図 2は、本発明の第 2の実施形態に係る光送信回路の回路図である。
[図 3]図 3は、本発明の第 3の実施形態に係る光送信回路の回路図である。
[図 4]図 4は、本発明の第 4の実施形態に係る光送信回路の回路図である。 [図 5]図 5は、本発明の第 5の実施形態に係る光送信回路の回路図である。
[図 6]図 6は、本発明の第 6の実施形態に係る光送信回路の回路図である。
[図 7]図 7は、本発明の第 7の実施形態に係る光送信回路の回路図である。
[図 8]図 8は、本発明に係る光送信回路の第 1の変形例の回路図である。
[図 9]図 9は、本発明に係る光送信回路の第 2の変形例の回路図である。
[図 10]図 10は、本発明に係る光送信回路の第 3の変形例の回路図である。
符号の説明
[0010] 1 発光素子
2 発光素子駆動用差動スィッチ
3 変調電流源
4 バイアス電流源
11, 12, 13 遅延機能付スィッチ駆動回路
21, 22, 23 スィッチ駆動回路
31, 32, 33 スィッチ駆動回路
41, 42, 43 スィッチ駆動回路
51, 52 スィッチ駆動回路
53 デューティ調整機能付スィッチ駆動回路
61, 62 遅延機能付スィッチ駆動回路
63 遅延機能'デューティ調整機能付スィッチ駆動回路
71, 72, 73 スィッチ駆動回路
INI, IN2, IN3 スィッチ駆動信号
IN11, IN 12, IN13 スィッチ駆動回路入力信号
Ml, M2 発光素子駆動用差動スィッチトランジスタ
M3 発光素子駆動用補助スィッチトランジスタ
VB2 バイアス電圧（固定電圧）
発明を実施するための最良の形態
[0011] 〈第 1の実施形態〉
図 1に、本発明における光送信回路の第 1の実施形態を示す。本光送信回路は、 レーザーダイオード (LD)等の発光素子 1と、共通接続されたソースを持つ第 1及び 第 2のトランジスタ Ml, M2から構成された発光素子駆動用差動スィッチ 2と、補助ス イッチを構成するように第 1のトランジスタ Mlに並列に接続された第 3のトランジスタ M3と、これら第 1、第 2及び第 3のトランジスタ Ml, M2, M3のソースに接続された 電流 Imの変調電流源 3と、 LD1にバイアス電流 lbを供給するバイアス電流源 4と、第 1、第 2及び第 3のトランジスタ Ml, M2, M3を各々駆動する遅延機能付きスィッチ 駆動回路 11, 12, 13とから構成される。 IN11, IN12, IN 13はスィッチ駆動回路入 力信号、 INI, IN2, IN3はスィッチ駆動信号、 V+ , V—は電源電圧である。また図 1には、回路構成と併せてスィッチ駆動信号 INI, IN2, IN3の各々の波形が示され ている。
[0012] 上記構成の説明を行う。まず、 LD1に接続されたドレインを持つ第 1のトランジスタ Mlが第 1のスィッチ駆動信号 IN1でオンし導通状態になり、第 2のトランジスタ M2が 第 2のスィッチ駆動信号 IN2でオフし非導通状態になると、変調電流源 3で設定され た電流 Imにバイアス電流源 4で設定された電流 lbが付加されて LD1に流れ、 LD1 で電流一光変換されて出力される。次に、第 1のトランジスタ Mlが第 1のスィッチ駆 動信号 IN1でオフし非導通状態になり、第 2のトランジスタ M2が第 2のスィッチ駆動 信号 IN2でオンし導通状態になると、変調電流源 3で設定された電流 Imは LD1には 流れなくなるので、バイアス電流源 4で設定された電流 lbのみが LD1に流れ、 LD1 で電流 光変換されて出力される。このように変調電流源 3で設定された電流 Imの オン，オフにより、通信用データの H, Lが生成、送信される。
[0013] ここで、第 1及び第 2のトランジスタ Ml, M2は大電流を駆動しなければならないの で、トランジスタサイズが数 mmと大きぐそのため、第 1及び第 2のトランジスタ Ml, M2のゲート容量及びこれらのトランジスタ Ml, M2につながる配線容量は非常に大 きくなる。そこで、このまま LD1を駆動しても、急峻に波形が立ち上がらない（又は、 立ち下がらない)。そこで、本発明では、第 1のトランジスタ Mlに並列に補助スィッチ として第 3のトランジスタ M3を付加し、遅延機能付きスィッチ駆動回路 11, 12から第 1及び第 2のトランジスタ Ml, M2に相補のスィッチ駆動信号 INI, IN2を入力して駆 動するよりも少し早いタイミングで、遅延機能付きスィッチ駆動回路 13から第 3のトラ ンジスタ M3に第 3のスィッチ駆動信号 IN3を入力し、オンさせる。この構成により、第 1及び第 2のトランジスタ Ml, M2の応答よりも早いタイミングで LD1への電流の駆動 を開始することができるので、立ち上がり特性が改善される。
[0014] なお、ここでは第 1及び第 2のトランジスタ Ml, M2には相補のスィッチ駆動信号 IN 1, IN2が入力され、第 3のトランジスタ M3にのみ早いタイミングでスィッチ駆動信号 I N3が入力されるものとした力 立ち上がり特性が改善するようなタイミングであれば、 第 1及び第 2のトランジスタ Ml, M2へのスィッチ駆動信号 INI, IN2のタイミングは 差動ではなぐ各々遅延量が異なっても構わない。
[0015] また、第 1及び第 3のトランジスタ Ml, M3へ入力される信号 INI, IN3を同じタイミ ングで入力したほうが良 、場合には、そのようにしても構わな 、。
[0016] また、ここでは 3つの遅延機能付きスィッチ駆動回路 11, 12, 13を用いて第 1、第 2 及び第 3のトランジスタ Ml, M2, M3を駆動した力 1つのスィッチ駆動回路を用い て 3つの駆動信号を生成し、第 1、第 2及び第 3のトランジスタ Ml, M2, M3を駆動し ても構わない。
[0017] また、遅延調整機能は、遅延機能付きスィッチ駆動回路 11, 12, 13の全てで実現 しても構わないし、そのうちの 1つ又は 2つの遅延量は一定とし、残りの遅延機能付き スィッチ駆動回路を用いて遅延を調整しても構わな 、。
[0018] 〈第 2の実施形態〉
図 2に、本発明における光送信回路の第 2の実施形態を示す。本光送信回路は、 第 1の実施形態の光送信回路において、第 1、第 2及び第 3のトランジスタ Ml, M2, M3を各々駆動する遅延機能付きスィッチ駆動回路 11, 12, 13の代わりに、遅延機 能のない通常のスィッチ駆動回路 21, 22, 23を用いた構成とし、スィッチ駆動回路 2 1, 22, 23から出力される信号のデータ振幅が異なることを特徴とする。ただし、ここ では通常のスィッチ駆動回路 21, 22, 23を用いて説明するが、遅延機能付きスイツ チ駆動回路を用いて構成しても構わない。
[0019] 第 2の実施形態では、第 3のトランジスタ M3を駆動するために第 3のスィッチ駆動 回路 23から出力されるデータ振幅を、第 1及び第 2のトランジスタ Ml, M2を駆動す るために第 1及び第 2のスィッチ駆動回路 21, 22から出力されるデータ振幅よりも大 きく生成する。これにより、第 1のトランジスタ Mlのオンする能力を第 3のトランジスタ M3で補強し、第 2のトランジスタ M2のオフする能力より大きくし、立ち上がり能力を 向上することで、急峻な立ち上がり特性を実現している。
[0020] なお、第 2のトランジスタ M2を駆動するために第 2のスィッチ駆動回路 22から出力 されるデータ振幅を、第 1及び第 3のトランジスタ Ml, M3を駆動するために第 1及び 第 3のスィッチ駆動回路 21, 23から出力されるデータ振幅よりも小さく生成することに より、第 2のトランジスタ M2のオフする能力を、第 1及び第 3のトランジスタ Ml, M3の オンする能力より小さくし、立ち下がり能力を弱めることで、急峻な立ち上がり特性を 実現してちょい。
[0021] また、第 1及び第 3のスィッチ駆動回路 21, 23から出力されるデータ振幅を同じとし 、かつ第 2のスィッチ駆動回路 22から出力されるデータ振幅より大きくしても構わない
[0022] 〈第 3の実施形態〉
図 3に、本発明における光送信回路の第 3の実施形態を示す。本光送信回路は、 第 1の実施形態の光送信回路において、第 1、第 2及び第 3のトランジスタ Ml, M2, M3を各々駆動する遅延機能付きスィッチ駆動回路 11, 12, 13の代わりに、遅延機 能のない通常のスィッチ駆動回路 31, 32, 33を用いた構成とし、スィッチ駆動回路 3 1, 32, 33の駆動能力が異なることを特徴とする。ただし、ここでは通常のスィッチ駆 動回路 31, 32, 33を用いて説明するが、遅延機能付きスィッチ駆動回路を用いて 構成しても構わない。
[0023] 第 3の実施形態では、第 3のトランジスタ M3を駆動するための第 3のスィッチ駆動 回路 33の駆動能力を、第 1及び第 2のトランジスタ Ml, M2を駆動するための第 1及 び第 2のスィッチ駆動回路 31, 32の駆動能力よりも大きく設定する。これにより、第 1 のトランジスタ Mlのオンする能力を第 3のトランジスタ M3で補強し、第 2のトランジス タ M2のオフする能力より大きくすることで、急峻な立ち上がり特性を実現している。
[0024] なお、第 1及び第 3のスィッチ駆動回路 31, 33の駆動能力を同じとし、かつ第 2のス イッチ駆動回路 32の駆動能力より大きくしても構わない。
[0025] 〈第 4の実施形態〉 図 4に、本発明における光送信回路の第 4の実施形態を示す。本光送信回路は、 第 1の実施形態の光送信回路において、第 1、第 2及び第 3のトランジスタ Ml, M2, M3を各々駆動する遅延機能付きスィッチ駆動回路 11, 12, 13の代わりに、遅延機 能のない通常のスィッチ駆動回路 41, 42, 43を用いた構成とし、スィッチ駆動回路 4 1, 42, 43からの出力信号の DCレベルが異なることを特徴とする。ただし、ここでは 通常のスィッチ駆動回路 41, 42, 43を用いて説明するが、遅延機能付きスィッチ駆 動回路を用いて構成しても構わない。
[0026] 第 4の実施形態では、第 3のトランジスタ M3を駆動するための第 3のスィッチ駆動 回路 43の出力する信号の DCレベルを、第 1及び第 2のトランジスタ Ml, M2を駆動 するための第 1及び第 2のスィッチ駆動回路 41, 42の出力する信号の DCレベルより も高く設定する。これにより、第 1及び第 2のトランジスタ Ml, M2の応答よりも早いタ イミングで、第 3のトランジスタ M3がオンし始め、 LD1への電流の駆動が開始される ので、急峻な立ち上がり特性が実現される。
[0027] なお、第 1及び第 3のスィッチ駆動回路 41, 43から出力される信号の DCレベルを 同じとし、かつ第 2のスィッチ駆動回路 42から出力される信号の DCレベルより高くし ても構わない。
[0028] 〈第 5の実施形態〉
図 5に、本発明における光送信回路の第 5の実施形態を示す。本光送信回路は、 第 1の実施形態の光送信回路において、第 1、第 2及び第 3のトランジスタ Ml, M2, M3を各々駆動する遅延機能付きスィッチ駆動回路 11, 12, 13の代わりに、遅延機 能のない通常のスィッチ駆動回路 51, 52及びデューティ調整機能付きスィッチ駆動 回路 53を用いた構成とし、スィッチ駆動回路 51, 52, 53から出力される信号のデュ 一ティが異なることを特徴とする。
[0029] 第 5の実施形態では、第 3のトランジスタ M3を駆動するための第 3のスィッチ駆動 回路 53から出力される信号のデューティを変更し、第 1及び第 2のトランジスタ Ml, M2を駆動するために第 1及び第 2のスィッチ駆動回路 51, 52から出力される信号よ りもハイレベルの期間を長くする。これにより、第 1及び第 2のトランジスタ Ml, M2の 応答よりも早いタイミングから、第 3のトランジスタ M3がオンし始め、 LD1への電流の 駆動が開始されるので、急峻な立ち上がり特性が実現される。
[0030] さて、第 1〜第 5の実施形態の構成は単独で用いても構わないし、次に第 6及び第 7の実施形態として例示するように、いくつかを組み合わせて用いても構わない。これ らを組み合わせた構成を用いることで、発光素子出力波形の立ち上がり特性が更に 改善されるとともに、弊害のない（立ち下がり特性の劣化がない等の）駆動出力波形 が実現できる。
[0031] 〈第 6の実施形態〉
図 6に、本発明における光送信回路の第 6の実施形態を示す。本光送信回路は、 第 1の実施形態と第 5の実施形態とを組み合わせたものである。図 6において、 61, 6 2は遅延機能付スィッチ駆動回路、 63は遅延機能及びデューティ調整機能付スイツ チ駆動回路である。
[0032] 〈第 7の実施形態〉
図 7に、本発明における光送信回路の第 7の実施形態を示す。本光送信回路は、 第 2の実施形態と第 4の実施形態とを組み合わせたものである。図 7において、 71, 7 2, 73はスィッチ駆動回路である。
[0033] さて、上記各実施形態は、それぞれ以下のような変形が可能である。ただし、第 1の 実施形態に係る変形例のみについて図示して説明する。
[0034] 〈第 1の変形例〉
図 8に示すように、第 2のトランジスタ M2の入力を所望の固定電圧 VB2としても構 わない。
[0035] 〈第 2の変形例〉
今まで示した実施形態では、現状ある構成に同様の構成のスィッチトランジスタ M3 を付加し、その入力を調整することで、立ち上がり特性の改善を行っている。しかしこ こで、スィッチトランジスタ M3を付加することは、差動スィッチ 2そのものの駆動能力 を変更することと等価となり、発光素子駆動用差動スィッチトランジスタ Ml, M2への 制御信号を変更するよりも、非常に大きな改善効果を得ることができる。
[0036] ゆえに、図 9に示すように、第 3のトランジスタ M3を付加する手法のみでも、発光素 子駆動用差動スィッチ 2自体の駆動能力が変更され、第 1及び第 3のトランジスタ Ml , M3からなる複合トランジスタのオンする能力力 第 2のトランジスタ Μ2のオフする 能力よりも大きくなるので、急峻な立ち上がり特性が実現できる。
[0037] 〈第 3の変形例〉
図 10に示すように、第 2のトランジスタ Μ2のサイズよりも第 1のトランジスタ Mlと第 3 のトランジスタ M3とのサイズの和を大きく設定することができる。これによつて、第 1の トランジスタ Mlのオンする能力を第 3のトランジスタ M3で補強し、第 2のトランジスタ M2のオフする能力よりも大きくし、立ち上がり能力を向上することで、急峻な立ち上 力 Sり特性を実現できる。
[0038] なお、第 1及び第 2のトランジスタ Ml, M2は差動スィッチとして同一サイズとし、第 3のトランジスタ M3のサイズだけを大きく設定しても構わないし、第 1のトランジスタ M 1と第 3のトランジスタ M3との合計として第 2のトランジスタ M2のサイズよりも大きくし ても構わない。
[0039] 更に、第 1及び第 3のトランジスタ Ml, M3と第 2のトランジスタ M2との回路構成、レ ィアウトを同様とし、トランジスタサイズのみが異なる構成とすると、波形の対称性を保 持した上で、立ち上がり特性が改善されるので、より最適な出力波形の実現が可能と なる。
[0040] 以上、立ち上がり特性の改善について説明した力 立ち下がり特性を改善したい場 合には、第 3のトランジスタ M3の代わりに、第 2のトランジスタ M2に並列に補助スイツ チとして第 4のトランジスタを付加すればょ 、。
産業上の利用可能性
[0041] 本発明に係る光送信回路は、波形整形機能を有した光送信回路であり、光通信用 装置一般に活用できる。

Claims

請求の範囲
[1] 発光素子と、
前記発光素子に接続されたドレインを有する第 1のトランジスタと、前記第 1のトラン ジスタのソースに接続されたソースを有する第 2のトランジスタとから構成された発光 素子駆動用差動スィッチと、
前記第 1のトランジスタに並列に接続された第 3のトランジスタと、
前記第 1、第 2及び第 3のトランジスタのソースに接続された変調電流源と、 前記発光素子にバイアス電流を供給するバイアス電流源と、
前記第 1、第 2及び第 3のトランジスタを駆動するスィッチ駆動回路とを備えたことを 特徴とする光送信回路。
[2] 請求項 1記載の光送信回路において、
前記第 3のトランジスタを駆動する信号は、前記第 1及び第 2のトランジスタを駆動 する信号よりも早いタイミングで入力されることを特徴とする光送信回路。
[3] 請求項 1記載の光送信回路において、
前記第 3のトランジスタを駆動する信号は、前記第 1及び第 2のトランジスタを駆動 する信号のうち少なくとも一方と振幅が異なることを特徴とする光送信回路。
[4] 請求項 3記載の光送信回路において、
前記第 3のトランジスタを駆動する信号は、前記第 1及び第 2のトランジスタを駆動 する信号より振幅が大き ヽことを特徴とする光送信回路。
[5] 請求項 1記載の光送信回路において、
前記スィッチ駆動回路が前記第 3のトランジスタを駆動する能力は、前記第 1及び 第 2のトランジスタを駆動する能力のうち少なくとも一方と異なることを特徴とする光送 信回路。
[6] 請求項 5記載の光送信回路において、
前記スィッチ駆動回路が前記第 3のトランジスタを駆動する能力は、前記第 1及び 第 2のトランジスタを駆動する能力より大きいことを特徴とする光送信回路。
[7] 請求項 1記載の光送信回路において、
前記第 3のトランジスタを駆動する信号は、前記第 1及び第 2のトランジスタを駆動 する信号のうち少なくとも一方と DC電圧レベルが異なることを特徴とする光送信回路
[8] 請求項 7記載の光送信回路において、
前記第 3のトランジスタを駆動する信号は、前記第 1及び第 2のトランジスタを駆動 する信号より DC電圧レベルが高いことを特徴とする光送信回路。
[9] 請求項 1記載の光送信回路において、
前記第 3のトランジスタを駆動する信号は、前記第 1及び第 2のトランジスタを駆動 する信号のうち少なくとも一方とデューティが異なることを特徴とする光送信回路。
[10] 請求項 9記載の光送信回路において、
前記第 3のトランジスタを駆動する信号は、前記第 1及び第 2のトランジスタを駆動 する信号よりハイレベル期間が長いことを特徴とする光送信回路。
[11] 請求項 1、 2、 3、 5、 7、 9のうちいずれか 1項に記載の光送信回路において、
前記第 2のトランジスタを駆動する信号は固定電圧に接続されていることを特徴とす る光送信回路。
[12] 発光素子と、
前記発光素子に接続されたドレインを有する第 1のトランジスタと、前記第 1のトラン ジスタのソースに接続されたソースを有する第 2のトランジスタとから構成された発光 素子駆動用差動スィッチと、
前記第 1のトランジスタに並列に接続された第 3のトランジスタと、
前記第 1、第 2及び第 3のトランジスタのソースに接続された変調電流源と、 前記発光素子にバイアス電流を供給するバイアス電流源とを備えたことを特徴とす る光送信回路。
[13] 請求項 1、 2、 3、 5、 7、 9、 12のうちいずれ力 1項に記載の光送信回路において、 前記第 1及び第 3のトランジスタのサイズの和は、前記第 2のトランジスタのサイズよ りも大き!ヽことを特徴とする光送信回路。
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