JP3751955B2 - 半導体レーザ駆動回路及び光通信器 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体レーザ駆動回路及びこれを用いた光通信器に関する。
【0002】
【従来の技術】
図5に、半導体レーザ駆動回路を用いて半導体レーザを駆動する光送信器の従来の構成を示す。
【0003】
ここで、半導体レーザ駆動回路103は、ドライバ段DS、差動出力部102、駆動電流制御部101を有している。光送信器は、この半導体レーザ駆動回路103に加えて、終端抵抗TR、RCフィルタ回路RCF、レーザダイオードLD1、チョークコイルCC1、電流源CS1をさらに備えている。
【0004】
差動入力信号IN+、IN−がドライバ段DSに入力され、差動出力部102のバイポーラトランジスタQ111及びQ112のベースに入力される。差動出力部102において、トランジスタQ113のベースに駆動電流制御部101からバイアス電流が供給されて差動出力部102が動作する。これにより、トランジスタQ111、Q112のベースに入力された差動入力信号に応じた差動出力信号OUT+、OUT−がコレクタから取り出される。
【0005】
電流駆動されるレーザダイオードLD1は単相入力であり、半導体レーザ駆動回路102から出力された差動出力信号のうち、一方の信号OUT−によって駆動される。他方の信号OUT+は、半導体レーザ駆動回路103外部に接続された終端抵抗TRによって終端される。
【0006】
尚、差動入力信号IN+、IN−と、レーザダイオードLD1を駆動する信号OUT−との間の極性について述べると、入力信号IN+がハイレベルの時駆動信号OUT−がローレベルとなるが、ローレベルの時に駆動電流が流れる。そこで、出力信号のうち信号OUT+ではなく信号OUT−をレーザダイオードLD1の駆動用に用いている。
【0007】
ところで、高周波系伝送線路は通常インピーダンスが50Ωで統一されており、この値で整合をとる必要がある。しかし、レーザダイオードLD1のオン抵抗は数Ω程度と低いため、直列に抵抗Rdを挿入するのが一般的である。抵抗Rdを設けていないと、インピーダンスの不整合によって反射波が生じ、駆動信号の波形が劣化することになる。
【0008】
しかし、抵抗Rdを設けただけでは、レーザダイオードLD1やボンディングワイヤ等に存在する寄生インダクタンスや寄生容量を起因とするオーバシュート、アンダーシュートおよびリンギングを抑制することができない。
【0009】
そこで、半導体レーザ駆動回路103とレーザダイオードLD1との間に、コンデンサC1及び抵抗R121を含むRCフィルタ回路RCFを挿入して波形劣化を抑制している。その際に、当然のことながら、RCフィルタ回路RCFのパラメータ最適化が必要となる。
【0010】
RCフィルタ回路RCFの設計を誤ると、波形整形の効果が得られないか、あるいは波形劣化の抑制が強すぎてエッジが急峻でなくなり、波形の立ち上がりtr及び立ち下がりtfに関する仕様を満たさない等の事態に陥ることがある。
【0011】
尚、このような波形劣化の問題は、レーザダイオードとして非冷却のレーザダイオードを用いる場合により顕著となる。その理由を、以下に述べる。
【0012】
レーザダイオードは温度依存性が強く、高温になると発光効率が低下する。そこで、それを補償するために駆動電流が温度補償された状態で供給される。即ち、温度が上がると駆動電流が大きくなるように制御される。
【0013】
しかるに、駆動電流が変化し出力振幅が変化すると、オーバシュート、アンダーシュートおよびリンギングによる波形劣化の度合いが変化する場合が多い。
【0014】
このため、半導体レーザ駆動回路103の外部にRCフィルタ回路RCFを設けたとしても、特定の温度においてRCフィルタ回路RCFの特性が最適化されているに過ぎず、それ以外の温度では最適化されず、波形整形の効果が十分でなかったり、あるいは波形劣化の抑制が強すぎて逆に波形が劣化するという問題が生じていた。
【0015】
従来の半導体レーザ駆動回路を開示する文献として、以下のものが存在する。
【0016】
【特許文献1】
特開2003−78200号公報
【特許文献2】
特開平7−162290号公報
【0017】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、従来は温度が変化した場合にRCフィルタ回路RCFの特性が追従できずに最適化されていない状態となり、駆動電流の出力波形が劣化するという問題があった。
【0018】
本発明は上記事情に鑑み、駆動電流の波形を劣化させるような高周波成分を除去するRCフィルタ回路の特性を温度変化に対しても追従させることができる半導体レーザ駆動回路及びこれを用いた光通信器を提供することを目的とする。
【0019】
【課題を解決するための手段】
本発明の半導体レーザ駆動回路は、
相補的な入力信号を与えられて差動増幅を行い、第1及び第2の出力端子から相補的な出力を行う差動出力部を含み、
前記第1及び第2の出力端子の間に、スイッチ素子の両端と少なくとも一つの抵抗の両端と少なくとも一つの容量の両端とがそれぞれ直列に接続されたスイッチ付きRCフィルタと、
高電位電源端子と前記第1の出力端子との間に直列に接続された2つの抵抗と、
前記2つの抵抗の接続点からの出力を与えられ、所定周波数以上の成分を通過させるハイパスフィルタ又はバンドパスフィルタと、
前記ハイパスフィルタ又はバンドパスフィルタを通過した信号を与えられ、直流成分又は低周波成分に変換して出力する検波整流器と、
前記検波整流器の出力を与えられ、この出力が高電位側閾値を超えるとオン信号を出力し、前記検波整流器の出力が低電位側閾値より低下しない限りこのオン信号の出力を継続するヒステリシスコンパレータとを備え、
前記スイッチ素子は、前記ヒステリシスコンパレータから出力された前記オン信号を与えられてオンし、これにより前記スイッチ付きRCフィルタが動作状態になることを特徴とする。
【0020】
また本発明の半導体レーザ駆動回路は、相補的な入力信号を与えられて差動増幅を行い、第1及び第2の出力端子から相補的な出力を行う差動出力部を含み、
前記第1及び第2の出力端子の間に、スイッチ素子の両端と少なくとも一つの抵抗の両端と少なくとも一つの容量の両端とがそれぞれ直列に接続され、相互に並列接続された第1、第2、…、第nのスイッチ付きRCフィルタと、
高電位電源端子と前記第1の出力端子との間に、それぞれ直列に接続された2つの抵抗を含み、相互に並列接続された第1、第2、…、第nの抵抗部と、
前記第1、第2、…、第nの抵抗部にそれぞれ含まれる2つの抵抗の接続点からの出力を与えられ、所定周波数以上の成分を通過させる第1、第2、…、第nのバンドパスフィルタと、
前記第1、第2、…、第nのバンドパスフィルタを通過した信号をそれぞれ与えられ、直流成分又は低周波成分に変換して出力する第1、第2、…、第nの検波整流器と、
前記第1、第2、…、第nの検波整流器の出力をそれぞれ与えられ、この出力が高電位側閾値を超えるとオン信号を出力し、前記検波整流器の出力が低電位側閾値より低下しない限りこのオン信号の出力を継続する第1、第2、…第nのヒステリシスコンパレータとを備え、
前記第1、第2、…、第nのスイッチ付きRCフィルタに含まれるそれぞれの前記スイッチ素子は、対応する前記第1、第2、…、第nのヒステリシスコンパレータから出力された前記オン信号を与えられてオンし、これにより対応する前記第1、第2、…、第nのスイッチ付きRCフィルタが動作状態になることを特徴とする。
【0021】
ここで、前記ハイパスフィルタ又は前記バンドパスフィルタは、無損失受動素子で形成され、かつ入力インピーダンスより出力インピーダンスの方が高く、かつ前記第1、第2の出力端子から出力される信号の基底周波数をA(b/s)とした場合、低域側遮断周波数がA/2( Hz)より高い周波数であってもよい。
【0022】
同様に、前記第1、第2、…、第nのバンドパスフィルタは、無損失受動素子で形成され、かつ入力インピーダンスより出力インピーダンスの方が高く、かつ前記第1、第2の出力端子から出力される信号の基底周波数をA(b/s)とした場合、低域側遮断周波数がA/2( Hz)より高い周波数であってもよい。
【0023】
前記検波整流器は、容量負荷を含むエミッタフォロワ回路を有することもできる。同様に、前記第1、第2、…、第nの検波整流器は、容量負荷を含むエミッタフォロワ回路を有することもできる。
【0024】
本発明の光通信器は、上記いずれかの半導体レーザ駆動回路と、前記半導体レーザ駆動回路の前記第1又は第2の出力端子から出力された信号を供給されるレーザダイオードとを備えることを特徴とする。
【0025】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【0026】
(1)第1の実施の形態
本発明の第1の実施の形態による半導体レーザ駆動回路の構成を図1に示す。
【0027】
また本実施の形態による光通信器は、図5に示された光通信器に含まれる半導体レーザ駆動回路103を図1に示された半導体レーザ駆動回路と置き換えたものに相当する。
【0028】
本実施の形態による半導体レーザ駆動回路は、ドライバ段DS、駆動電流制御部101、差動出力部1を備えており、図5に示された半導体レーザ駆動回路103と比較して差動出力部1の構成が相違する。
【0029】
本実施の形態に含まれる差動出力部1は、ドライバ段DSの一方の差動出力端子にベースが接続されたトランジスタQ101のコレクタと電源電圧VCC端子との間に抵抗R3、R1とが直列に接続され、他方の差動出力端子にベースが接続されたトランジスタQ102のコレクタと電源電圧VCC端子との間に抵抗R2が接続されている。
【0030】
トランジスタQ101、Q102のコレクタには差動出力部1の差動出力端子OUT−、OUT+が接続されており、この差動出力端子OUT−、OUT+の間に、抵抗R4、容量C1、NチャネルMOSトランジスタN1のドレイン及びソース、容量C2、抵抗R5が直列に接続され、スイッチ付きRCフィルタを構成している。
【0031】
ここで、トランジスタN1のゲートには、抵抗R7を介して電源電圧VCC端子が接続されている。また、トランジスタN1のソースには、後述するヒステリシスコンパレータHCの出力端子が抵抗R6を介して接続されている。よって、トランジスタN1から成るスイッチのオン/オフは、ヒステリシスコンパレータHCの出力により決定され、ローレベルが出力されたときオンしてRCフィルタが動作し、ハイレベルが出力されたときオフしてRCフィルタが動作しない状態となる。
【0032】
ここで、抵抗R6及びR7は、高周波信号を遮断するために必要な抵抗値を有する抵抗である。抵抗R4と抵抗R5はどちらか一方、また容量C1と容量C2もどちらか一方が存在すればRCフィルタとしての機能が得られるが、差動出力信号の対称性を保つために対で設けられていることが望ましい。
【0033】
このようなスイッチ付きRCフィルタは、以下に説明する高周波信号検出回路からの出力信号(ヒステリシスコンパレータHCからの出力)によってオン/オフが切り替えられる。この高周波信号検出回路は、ハイパスフィルタHPF、検波整流器DPR、ヒステリシスコンパレータHCを備えている。
【0034】
差動出力部1の負荷抵抗として、一方の差動出力端子OUT−側は抵抗R1とR3とが直列接続で設けられ、他方の出力端子OUT+側は抵抗R2が設けられている。
【0035】
抵抗R1と抵抗R3との抵抗値の合計は、抵抗R2に等しく、かつ抵抗R3は抵抗R1+抵抗R3に対して十分に小さい値、例えば1/10程度に設定されている。
【0036】
例えば抵抗R2を50Ω程度とすると、抵抗R3は5Ω程度となる。よって、抵抗R3と抵抗R1との接続点における電圧振幅は、半導体レーザ駆動回路の出力信号OUT−の出力振幅の1/10程度となる。
【0037】
この抵抗R3と抵抗R1との接続点から取り出された信号は、ハイパスフィルタHPFに入力される。ハイパスフィルタHPFは、ハイパスフィルタとしての周波数特性を有するだけでなく、低抵抗のR3をより高いインピーダンスに変換するように、無損失受動素子で構成された無損失整合回路として機能するように設計されることが望ましい。これにより、ハイパスフィルタHPFは電圧増幅機能を有することとなる。また、このハイパスフィルタHPFは、出力インピーダンスが入力インピーダンスよりも高く設定される。さらに、レーザダイオードLD1に供給すべき信号の基底周波数をA(b/s)とした場合、ハイパスフィルタHPFの低域側の遮断周波数は、A/2(Hz)より高いことが必要である。
【0038】
ハイパスフィルタHPFの後段には、入力インピーダンスの高い検波整流回路DPRが設けられている。ハイパスフィルタHPFが電圧増幅機能を有することで、その次段に接続された検波整流回路DPRを機能させるに十分な電圧振幅を生成する。
【0039】
検波整流器の構成は、例えば図1に示されたように、ハイパスフィルタHPFの出力をベースに与えられるNPNトランジスタQ4と抵抗R8とで構成されたエミッタフォロワ回路と、トランジスタQ4のエミッタと接地端子との間に接続された負荷容量C3と、抵抗R9と容量C4とで構成された積分回路とを備えている。
【0040】
この検波整流器DPRの出力信号は、次段に設けられたヒステリシスコンパレータの反転入力端子に入力され、その出力がスイッチ付きRCフィルタ回路に含まれるトランジスタN1のオン/オフを制御する制御信号となっている。
【0041】
ここで、ヒステリシスコンパレータHCの高電位側の閾値電圧をVth_H、低電位側閾値電圧をVth_Lとした時、スイッチ付きRCフィルタにより除去すべき高周波成分が存在しない時のヒステリシスコンパレータHCの入力信号電位は、閾値電圧Vth_HとVth_Lとの間になるように設定されている。
【0042】
高周波成分が存在しない場合は、ヒステリシスコンパレータHCからはハイレベルが出力されており、高周波成分が発生して検波整流器DPRに含まれる積分回路により直流成分又は低周波成分に変換され、このレベルが閾値電圧Vth_Hを一旦超えると、ヒステリシスコンパレータHCからはローレベルが出力される。そして、直流成分又は低周波成分のレベルがVth_Lより低く下がらない限り、ローレベルの出力を維持する。
【0043】
即ち、一旦高周波成分の存在を検知してヒステリシスコンパレータHCからローレベルが出力されてスイッチ付きRCフィルタHPFが動作状態になると、殆どの場合ヒステリシスコンパレータHCはそのままローレベルの出力を維持してRCフィルタHPFが動作状態を維持することになる。
【0044】
以上のような構成を備えた本実施の形態による半導体レーザ駆動回路の動作について説明する。
【0045】
出力端子OUT−には、図5に示されたようなレーザダイオードLD1及びその周辺回路が接続される。このため、それらの回路が有する寄生インダクタンスや寄生容量によって、OUT−端子から供給される出力信号の電圧波形にオーバーシュート、アンダーシュート、リンギングが発生する。
【0046】
このような波形に劣化が生じると、周波数軸上のスペクトル成分として、基底周波数(伝送レイトをAbpsとした時のA/2 Hz)よりも高い周波数成分が現れる。本実施の形態では、このような高周波成分を検波整流器DPRが検出すると、ヒステリシスコンパレータHCからローレベルが出力されてRCフィルタHPFが動作状態になり、高周波成分が抑制される。
【0047】
このように動作させるために、上述のように、インピーダンス変換器を兼ねたハイパスフィルタHPF、ハイインピーダンス入力の検波整流器DPR、ヒステリシスコンパレータHCを備える高周波信号検出回路が設けられている。ハイパスフィルタHPFがインピーダンス変換器を兼ねているので、微小電圧振幅を大振幅信号に電圧増幅することができる。
【0048】
また、上述したように高周波信号検出回路への入力信号を、抵抗R3と抵抗R1との接続点から取り出している。抵抗R3は抵抗R1より十分に小さいため、抵抗R3の両端に発生する電圧降下分は小さく、高周波信号検出回路が付加されたことによる波形劣化を無視し得るほど小さくすることができる。
【0049】
出力端子OUT−に波形劣化をもたらすような高周波成分が発生していない間は、検波整流器DPRに含まれる積分器から出力される直流成分又は低周波成分のレベルが低く、ヒステリシスコンパレータHCからはハイレベルの信号が出力され、NMOSトランジスタN1はオフ状態を維持する。出力端子OUT−、OUT+の間に設けられたスイッチ付きRCフィルタは非動作状態にあり、不必要にRCフィルタが作用することがなく波形を劣化させることがない。
【0050】
そして、一旦出力端子OUT−に波形劣化をもたらす高周波成分が発生すると、検波整流器DPRに含まれる積分器から出力される直流成分又は低周波成分のレベルが高くなり、ヒステリシスコンパレータHCの高電位側閾値Vth_Hを超えると、ローレベルの信号が出力されて、NMOSトランジスタN1がオンする。これにより、出力端子OUT−、OUT+の間に設けられたスイッチ付きRCフィルタが機能して高周波成分を除去するように作用し、波形劣化が抑制される。
【0051】
一旦NMOSトランジスタN1がオンしてRCフィルタが動作すると、上述したように検波整流器DPRからの直流成分又は低周波成分のレベルがヒステリシスコンパレータHCの低電位側閾値電圧Vth_Lより小さくならない限り、動作状態を維持する。
【0052】
従って、RCフィルタが一旦動作状態になりその波形劣化抑制によって高周波成分が低下し、検波整流器から出力された直流成分又は低周波成分のレベルが低下しても、ヒステリシスコンパレータの低電位側閾値Vth_Lより低下しない限り、その出力電位はローレベルを維持し、RCフィルタは動作し続けることになる。よって、RCフィルタが動作、非動作状態を頻繁に繰り返して波形を劣化させるおそれがない。
【0053】
図2に、図5に示された従来の半導体レーザ駆動回路103における駆動電流の波形をシミュレーションした結果を線L1に示し、図1に示された上記実施の形態による半導体レーザ駆動回路における駆動電流の波形をシミュレーションした結果を線L2にそれぞれ対比して示す。
【0054】
ここで、線L1、L2はいずれも、半導体レーザ駆動回路の出力端子OUT−に、図5に示されたレーザダイオードLD1及びそれに付随するRCフィルタRCF等の周辺回路を接続した時に、出力端子OUT−端子に流れ込む電流、即ち駆動電流の時間軸上の波形を示すものである。
【0055】
線L2に示されたように、従来は点P1においてオーバーシュート、点P2においてアンダーシュートが発生し、さらにそれぞれにおいてリンギングが発生している。これに対し、上記実施の形態ではこのような現象が大幅に改善され、波形劣化が抑制されていることがわかる。
【0056】
従って、本実施の形態によれば、温度が変化したような場合であっても、そのときの温度に応じてスイッチ付きRCフィルタ回路を動作させ、あるいは動作させないことで、駆動電流の出力波形の劣化を防止することができる。
【0057】
(2)第2の実施の形態
本発明の第2の実施の形態による半導体レーザ駆動回路の構成を図3に示す。
【0058】
本実施の形態では、上記第1の実施の形態と比較し、スイッチ付RCフィルタと高周波信号検出回路とがそれぞれ2系統設けられている点で相違する。
【0059】
高周波成分を検出するための一方の負荷抵抗R3aの一端にバンドパスフィルタBPF1の入力端子が接続され、その出力端子に図1に示された検波整流器DPRと同様の構成を有する検波整流器DPR1の入力端子が接続され、その出力端子がヒステリシスコンパレータHC1の反転入力端子が接続されている。
【0060】
同様に、高周波成分を検出するための他方の負荷抵抗R3bの一端にバンドパスフィルタBPF2の入力端子が接続され、その出力端子に検波整流器DPR1と同様の構成を有する検波整流器DPR2の入力端子が接続され、その出力端子がヒステリシスコンパレータHC2の反転入力端子が接続されている。
【0061】
出力端子OUT−とOUT+との間に、抵抗R4a、容量C1a、NMOSトランジスタN1a、容量C2a、抵抗R5aが直列に接続されて一方のスイッチ付きRCフィルタを構成し、これと並列に抵抗R4b、容量C1b、NMOSトランジスタN1b、容量C2b、抵抗R5bが直列に接続されて他方のスイッチ付きRCフィルタを構成している。
【0062】
ヒステリシスコンパレータHC1の出力は、抵抗R6aを介して一方のスイッチ付きRCフィルタのソースに入力され、ヒステリシスコンパレータHC2の出力は、抵抗R6bを介して他方のスイッチ付きRCフィルタのソースに入力される。
【0063】
ここで、高周波成分を検出するために設けられた負荷抵抗R3a、R3bの抵抗値は、抵抗R2a、R2bに対して以下のような関係にある。
(R3a+R2a)//(R3b+R2b)=R1 (1)
但し、記号「//」は並列接続した時の抵抗値を表すものとする。
【0064】
例えば、R3a=R3b、R2a=R2bとしてもよい。
【0065】
また、上記第1の実施の形態と同様に、R3aの抵抗値をR3a+R2aの1/10程度、R3bの抵抗値をR3b+R2bの1/10程度の値としてもよい。
【0066】
ところで、2系統のスイッチ付きRCフィルタにおける回路パラメータは、例えば以下のように異なった値に設定されている。
【0067】
バンドパスフィルタBPF1の低域側遮断周波数と高域側遮断周波数とをそれぞれf1L、f1Hとし、バンドパスフィルタBPF2の低域側遮断周波数と高域側遮断周波数とをそれぞれf2L、f2Hとする。さらに、NMOSトランジスタN1aを含む一方のスイッチ付きRCフィルタの遮断周波数をfa、NMOSトランジスタN1bを含む他方のスイッチ付きRCフィルタの遮断周波数をfbとした場合、
fa=f1L (2)
fb=f2L (3)
f1H=f2L (4)
となるように設定される。
【0068】
このように回路パラメータを設定することにより、温度変化が生じたような場合であっても、波形劣化をもたらす高周波成分の周波数に応じて、いずれか一方の最適なスイッチ付きRCフィルタが選択されて動作するので、波形劣化の抑制とトレードオフの関係にある波形の立ち上がりに関する規定tr、立ち下がりに関する規定tfの劣化を、上記第1の実施の形態よりさらに改善することができる。
【0069】
上述した実施の形態はいずれも一例であって、本発明を限定するものではなく、様々に変形することが可能である。
【0070】
例えば、図1に示された上記第1の実施の形態では、スイッチとして動作するNMOSトランジスタN1のオン/オフを制御するために、ヒステリシスコンパレータHCの出力端子をトランジスタN1のソースに接続し、ヒステリシスコンパレータHCからの出力がローレベルのときオンするようにしている。
【0071】
しかしこれに限らず、図4に示されたように、例えばデプレッション型MOSトランジスタN11のソースに抵抗R12を介して適切なバイアス電位(例えばVCC)を供給し、トランジスタN11のゲートに抵抗R11を介してヒステリシスコンパレータHC1からの出力を制御信号として入力してもよい。
【0072】
但し、この場合は、ヒステリシスコンパレータHC1の極性を上記第1の実施の形態とは逆に設定する必要がある。即ち、リファレンス電位Vrefを反転入力端子に入力し、検波整流器DPRの出力を正転入力端子に入力する必要がある。
【0073】
また、上記実施の形態では、差動出力部のトランジスタQ101、Q102としてバイポーラトランジスタを用いているが、MESFET、HEMT、MOSFET等、各種FETを用いてもよい。
【0074】
スイッチ付きRCフィルタにおけるスイッチとしてのトランジスタは、NMOSトランジスタに限らずPMOSトランジスタや上記各種FETを用いてもよい。但し、その際には高周波成分が検出された時にハイパスフィルタからの出力に応じてRCフィルタが動作するような極性に設定する必要がある。
【0075】
さらに、上記第1の実施の形態において用いているハイパスフィルタHPFの替わりに、高域側遮断周波数が十分に高いバンドパスフィルタを用いてもよい。
【0076】
また、上記第2の実施の形態では、スイッチ付RCフィルタと高周波信号検出回路とがそれぞれ2系統設けられているが、同様の手法により3系統以上設けてもよい。この場合には、よりきめの細かい波形劣化の抑制が可能となる。
【0077】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の半導体レーザ駆動回路は、第1又は第2の出力端子に接続された二つの抵抗の接続点から信号を取り出し、ハイパスフィルタ又はバンドパスフィルタを経て高周波成分を抽出し、検波整流器にて直流成分又は低周波成分に変換してヒステリシスコンパレータに入力し、所定値を超えた場合にスイッチをオンさせてスイッチ付きRCフィルタを動作させることで波形劣化を抑制するため、高周波成分が含まれていない場合に不必要にRCフィルタを動作させて波形の劣化を招く事態を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態による半導体レーザ駆動回路の構成を示す回路図。
【図2】上記第1の実施の形態による半導体レーザ駆動回路から出力される駆動電流と、従来の半導体レーザ駆動回路から出力される駆動電流とを比較したグラフ。
【図3】本発明の第2の実施の形態による半導体レーザ駆動回路の構成を示す回路図。
【図4】上記第1の実施の形態による半導体レーザ駆動回路の変形例を示す回路図。
【図5】従来の半導体レーザ駆動回路を用いた光送信機の構成を示す回路図。
【符号の説明】
1、11 差動出力部
101 駆動電流制御部
DS ドライバ段
R1〜R9、R11〜R12 抵抗
C1〜C11 容量
Q101、Q102 NPNバイポーラトランジスタ
N1 NMOSトランジスタ
VCC 高電位電源電圧
IN+、IN− 差動入力端子
OUT+、OUT− 差動出力端子
HPF ハイパスフィルタ
BPF1、BPF2 バンドパスフィルタ
DPR、DPR1、DPR2 検波整流器
HC、HC1、HC2 ヒステリシスコンパレータ
Claims (7)
- 相補的な入力信号を与えられて差動増幅を行い、第1及び第2の出力端子から相補的な出力を行う差動出力部を含む半導体レーザ駆動回路であって、
前記第1及び第2の出力端子の間に、スイッチ素子の両端と少なくとも一つの抵抗の両端と少なくとも一つの容量の両端とがそれぞれ直列に接続されたスイッチ付きRCフィルタと、
高電位電源端子と前記第1の出力端子との間に直列に接続された2つの抵抗と、
前記2つの抵抗の接続点からの出力を与えられ、所定周波数以上の成分を通過させるハイパスフィルタ又はバンドパスフィルタと、
前記ハイパスフィルタ又はバンドパスフィルタを通過した信号を与えられ、直流成分又は低周波成分に変換して出力する検波整流器と、
前記検波整流器の出力を与えられ、この出力が高電位側閾値を超えるとオン信号を出力し、前記検波整流器の出力が低電位側閾値より低下しない限りこのオン信号の出力を継続するヒステリシスコンパレータと、
を備え、
前記スイッチ素子は、前記ヒステリシスコンパレータから出力された前記オン信号を与えられてオンし、これにより前記スイッチ付きRCフィルタが動作状態になることを特徴とする半導体レーザ駆動回路。 - 相補的な入力信号を与えられて差動増幅を行い、第1及び第2の出力端子から相補的な出力を行う差動出力部を含む半導体レーザ駆動回路であって、
前記第1及び第2の出力端子の間に、スイッチ素子の両端と少なくとも一つの抵抗の両端と少なくとも一つの容量の両端とがそれぞれ直列に接続され、相互に並列接続された第1、第2、…、第n(nは2以上の整数)のスイッチ付きRCフィルタと、
高電位電源端子と前記第1の出力端子との間に、それぞれ直列に接続された2つの抵抗を含み、相互に並列接続された第1、第2、…、第nの抵抗部と、
前記第1、第2、…、第nの抵抗部にそれぞれ含まれる2つの抵抗の接続点からの出力を与えられ、所定周波数以上の成分を通過させる第1、第2、…、第nのバンドパスフィルタと、
前記第1、第2、…、第nのバンドパスフィルタを通過した信号をそれぞれ与えられ、直流成分又は低周波成分に変換して出力する第1、第2、…、第nの検波整流器と、
前記第1、第2、…、第nの検波整流器の出力をそれぞれ与えられ、この出力が高電位側閾値を超えるとオン信号を出力し、前記検波整流器の出力が低電位側閾値より低下しない限りこのオン信号の出力を継続する第1、第2、…第nのヒステリシスコンパレータと、
を備え、
前記第1、第2、…、第nのスイッチ付きRCフィルタに含まれるそれぞれの前記スイッチ素子は、対応する前記第1、第2、…、第nのヒステリシスコンパレータから出力された前記オン信号を与えられてオンし、これにより対応する前記第1、第2、…、第nのスイッチ付きRCフィルタが動作状態になることを特徴とする半導体レーザ駆動回路。 - 前記ハイパスフィルタ又は前記バンドパスフィルタは、無損失受動素子で形成され、かつ入力インピーダンスより出力インピーダンスの方が高く、かつ前記第1、第2の出力端子から出力される信号の基底周波数をA(b/s)とした場合、低域側遮断周波数がA/2( Hz)より高い周波数であることを特徴とする請求項1記載の半導体レーザ駆動回路。
- 前記第1、第2、…、第nのバンドパスフィルタは、無損失受動素子で形成され、かつ入力インピーダンスより出力インピーダンスの方が高く、かつ前記第1、第2の出力端子から出力される信号の基底周波数をA(b/s)とした場合、低域側遮断周波数がA/2( Hz)より高い周波数であることを特徴とする請求項2記載の半導体レーザ駆動回路。
- 前記検波整流器は、容量負荷を含むエミッタフォロワ回路を有することを特徴とする請求項1又は3記載の半導体レーザ駆動回路。
- 前記第1、第2、…、第nの検波整流器は、容量負荷を含むエミッタフォロワ回路を有することを特徴とする請求項2又は4記載の半導体レーザ駆動回路。
- 請求項1乃至6のいずれかに記載の半導体レーザ駆動回路と、
前記半導体レーザ駆動回路の前記第1又は第2の出力端子から出力された信号を供給されるレーザダイオードと、
を備えることを特徴とする光通信器。
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