JPS6367791A - Laser diode driving circuit - Google Patents
Laser diode driving circuitInfo
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- 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
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は強度変態方式の光通信システム等に於いて使用
されるレーザダイオード駆動回路に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a laser diode drive circuit used in an intensity transformation type optical communication system and the like.
従来、この種のレーザダイオード駆動回路には差動増幅
回路が用いられている。第３図は従来のレーザダイオー
ド駆動回路の一例を示す回路図であり、差動増幅回路を
構成するトランジスタ１５゜１６の内の一方のトランジ
スタ１５のコレクタには抵抗１３が接続され、他方のト
ランジスタ１６のコレクタにはレーザダイオード１４の
カソードが接続されている。また、トランジスタ１５．
１６のエミッタは共にトランジスタ１８のコレクタに接
続されており、このトランジスタ１８と抵抗１９．２０
とにより定電流回路が構成されている。トランジスタ１
８のコレクタ電流は制御端子２に印加される電圧によっ
て決まる一定値となる。Conventionally, a differential amplifier circuit has been used in this type of laser diode drive circuit. FIG. 3 is a circuit diagram showing an example of a conventional laser diode drive circuit, in which a resistor 13 is connected to the collector of one of the transistors 15 and 16 constituting the differential amplifier circuit, and a resistor 13 is connected to the collector of the other transistor The cathode of the laser diode 14 is connected to the collector of the laser diode 16 . Also, transistor 15.
The emitters of 16 are both connected to the collector of transistor 18, and this transistor 18 and resistor 19.20
A constant current circuit is constructed by these. transistor 1
The collector current of 8 has a constant value determined by the voltage applied to the control terminal 2.
入力端子１に印加された信号は、ドライバ１０で反転信
号１１と非反転信号１２とに変換され、反転信号Ｉｆ、
非反転イＳ号１２はぞれぞれ差動増幅回路を構成するト
ランジスタ１５．１６のベースに印加される。The signal applied to the input terminal 1 is converted by the driver 10 into an inverted signal 11 and a non-inverted signal 12, and an inverted signal If,
The non-inverted I/S signal 12 is applied to the bases of transistors 15 and 16, respectively, constituting a differential amplifier circuit.
従って、入力端子１に印加される信号がハイレベル（以
下Ｈと略す）となることにより、レーザダイオード１４
が発光し、ローレベル（以下りと略す）となることによ
り消灯する。尚、第３図に於いて１７はドライバ１０の
終端抵抗、Ｖ ＣＣ＋ Ｖ！！＋ ■ＴＴは電源で
ある。Therefore, when the signal applied to the input terminal 1 becomes high level (hereinafter abbreviated as H), the laser diode 14
emits light and turns off when it becomes low level (hereinafter abbreviated as "low"). In addition, in FIG. 3, 17 is the terminating resistor of the driver 10, V CC + V! ! + ■TT is a power supply.
しかし、上述した従来のレーザダイオード駆動回路は以
下の問題点を有する。However, the conventional laser diode drive circuit described above has the following problems.
トランジスタの電流増幅率ｈｆａは高周波域では周波数
に反比例する。このため、周波数が高くなると、トラン
ジスタを使った差動増幅回路の利得も小さくなる。この
結果は差動増幅回路に矩形波を入力した時、なだらかな
パルスの立上がりと立下がりを持った台形波出力として
表れる。従って、パルスの立上がり時間と立下がり時間
の和の２倍以下の周期の矩形波をレーザダイオード１４
の駆動信号として入力端子１に加えた場合、レーザダイ
オード１４を十分に点滅させることができないため、高
速動作を行なうことができない問題があった。The current amplification factor hfa of the transistor is inversely proportional to the frequency in the high frequency range. Therefore, as the frequency increases, the gain of the differential amplifier circuit using transistors also decreases. As a result, when a rectangular wave is input to the differential amplifier circuit, it appears as a trapezoidal wave output with gentle pulse rises and falls. Therefore, a rectangular wave with a period less than twice the sum of the pulse rise time and fall time is transmitted to the laser diode 14.
When the laser diode 14 is applied to the input terminal 1 as a drive signal, the laser diode 14 cannot be sufficiently blinked, so there is a problem that high-speed operation cannot be performed.
本発明は前述の如き問題点を解決したものであり、その
目的はレーザダイオード駆動回路の高周波特性を改善す
ることにより、高速動作を可能にすることにある。The present invention solves the above-mentioned problems, and its purpose is to enable high-speed operation by improving the high frequency characteristics of a laser diode drive circuit.
本発明は前述の如き問題点を解決するため、２個のトラ
ンジスタを有し、一方のトランジスタの負荷としてレー
ザダイオードが接続された差動増幅回路と、
トランジスタのベースに印加する電圧を制御することに
より、前記差動増幅回路を流れる電流を制御する定電流
回路とを備え、
前記差動増幅回路を構成する２個のトランジスタのベー
スに差動信号を人力することにより前記レーザダイオー
ドを駆動するレーザダイオード駆動回路に於いて、
前記差動増幅回路を構成するトランジスタの一方のベー
スと前記定電流回路を構成するトランジスタのベースと
をコンデンサを介して接続したことを特徴とするレーザ
ダイオード駆動回路。In order to solve the above-mentioned problems, the present invention includes a differential amplifier circuit having two transistors, one of which has a laser diode connected as a load, and a voltage applied to the base of the transistor. a constant current circuit that controls the current flowing through the differential amplifier circuit, and a laser that drives the laser diode by manually applying a differential signal to the bases of two transistors constituting the differential amplifier circuit. A laser diode drive circuit, characterized in that one base of a transistor constituting the differential amplifier circuit and a base of a transistor constituting the constant current circuit are connected via a capacitor.
コンデンサを差動増幅回路を構成するトランジスタの一
方のベースと定電流回路を構成するトランジスタのベー
スとの間に接続することにより、差動増幅回路の入力信
号の微分信号が定電流回路を構成するトランジスタのベ
ースに印加されることになる。従って、差動増幅回路の
入力信号が変化した場合、差動増幅回路を構成するトラ
ンジスタを流れる電流は急激に変化することになるので
、レーザダイオードは瞬時に発光或いは消灯する。By connecting a capacitor between the base of one of the transistors forming the differential amplifier circuit and the base of the transistor forming the constant current circuit, the differential signal of the input signal of the differential amplifier circuit forms the constant current circuit. It will be applied to the base of the transistor. Therefore, when the input signal to the differential amplifier circuit changes, the current flowing through the transistors constituting the differential amplifier circuit changes rapidly, causing the laser diode to instantaneously turn on or off.
次に本発明の実施例について図面を参照して説明する。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
第１図は本発明の実施例の回路図であり、入力端子１は
エミッタカップルドロジック（ＥＣＬ）タイプのドライ
バ１０にＩＩＭされ、ドライバ１０は入力端子ｌに印加
される信号に対応した反転信号１１と非反転信号１２と
からなる差動信号を出力する。FIG. 1 is a circuit diagram of an embodiment of the present invention, in which an input terminal 1 is connected to an emitter-coupled logic (ECL) type driver 10, and the driver 10 receives an inverted signal corresponding to a signal applied to an input terminal 1. 11 and a non-inverted signal 12.
トランジスタ１５．１６は差動増幅回路を構成しており
、一方の負荷には抵抗１３が、他方の負荷にはレーザダ
イオード１４が接続されている。トランジスタ１８と抵
抗１９．２０とは定電流回路を構成しており、その電流
ｉｓは制御端子２に印加される電圧によって決定され、
且つトランジスタ１５のエミッタ電流とトランジスタ１
６のエミッタ電流との和に等しい。抵抗１７はドライバ
１０の終端抵抗であり、また、コンデンサ２１はドライ
バ１０の非反転信号１２の電圧の変化を定電流回路のト
ランジスタ１８のベースに入力するカップリングコンデ
ンサである。尚、入力端子１がＨの時、反転信号１１が
り、非反転信号１２がＨ，）ランジスタ１５がオフ状態
、トランジスタ１６がオン状態となるように、また、入
力端子１がＬの時、反転信号１１がＨ５非反転信号１２
がり。The transistors 15 and 16 constitute a differential amplifier circuit, with a resistor 13 connected to one load and a laser diode 14 connected to the other load. The transistor 18 and the resistors 19 and 20 constitute a constant current circuit, and the current is determined by the voltage applied to the control terminal 2.
and the emitter current of transistor 15 and transistor 1
It is equal to the sum of the emitter current of 6. The resistor 17 is a terminating resistor of the driver 10, and the capacitor 21 is a coupling capacitor that inputs the change in voltage of the non-inverted signal 12 of the driver 10 to the base of the transistor 18 of the constant current circuit. When the input terminal 1 is H, the inverted signal 11 is high and the non-inverted signal 12 is high, so that the transistor 15 is off and the transistor 16 is on, and when the input terminal 1 is low, the inverted signal is Signal 11 is H5 non-inverted signal 12
Gari.
トランジスタ１５がオン状態、トランジスタ１６がオフ
状態となるように、各部の電圧レベルが設定されている
ものである。従って、入力端子１がＨとなることにより
、レーザダイオード１４が発光し、Ｌとなることにより
消灯することになる。The voltage levels of each part are set so that transistor 15 is on and transistor 16 is off. Therefore, when the input terminal 1 becomes H, the laser diode 14 emits light, and when it becomes L, the laser diode 14 turns off.
次に第２図を参照しながら動作を説明する。第２図は第
１図の各部の動作波形を示したものであり、ａは入力端
子１の電圧波形、ｂはトランジスタ１５のコレクタ１を
流、Ｃはトランジスタ１６のコレクタ電流、ｄはトラン
ジスタ１８のコレクタ電流ｉｅをモデル化して表してい
る。尚、以下の説明に於いては各トランジスタ１５．１
６．１８のエミッタ電流とコレクタ電流とが近似的に等
しいものとする。Next, the operation will be explained with reference to FIG. Figure 2 shows the operating waveforms of each part in Figure 1, where a is the voltage waveform at input terminal 1, b is the current flowing through the collector 1 of transistor 15, C is the collector current of transistor 16, and d is the voltage waveform of transistor 18. The collector current ie is modeled and expressed. In addition, in the following explanation, each transistor 15.1
6.18 emitter current and collector current are approximately equal.
通常の差動増幅回路に於いては、定電流回路の作用によ
り、差動増幅回路を構成する２個のトランジスタのエミ
ッタ電流の和が一定値となるように、一方のエミッタ電
流が増せば、その分他方のエミッタ電流が減少するよう
動作する。ところが、本実施例に於いては、コンデンサ
２１を差動増幅回路のトランジスタ１６のベースと定電
流回路のトランジスタ１８のベースとの間に接続したも
のであるから、トランジスタ１６のベースの入力電圧の
微分波形電圧がトランジスタ１８のベースに入力され、
その微分波形電圧によりトランジスタ１８のコレクタ電
流が変化し、これに伴ってトランジスタ１５゜１６のエ
ミッタ電流の和も同様に変化する。In a normal differential amplifier circuit, due to the action of the constant current circuit, the sum of the emitter currents of the two transistors that make up the differential amplifier circuit becomes a constant value, so that if the emitter current of one transistor increases, It operates so that the other emitter current decreases accordingly. However, in this embodiment, since the capacitor 21 is connected between the base of the transistor 16 of the differential amplifier circuit and the base of the transistor 18 of the constant current circuit, the input voltage of the base of the transistor 16 is A differential waveform voltage is input to the base of transistor 18,
The differential waveform voltage changes the collector current of transistor 18, and the sum of emitter currents of transistors 15 and 16 changes accordingly.
今、例えば入力端子ｌに印加される信号がＨがらＬに変
化したとすると、トランジスタ１５のエミッタ電流は増
加する方向に、トランジスタ１６のエミッタ電流は減少
する方向に動き始めるが、−力走電流回路の電流ｉｅは
短いパルス状に減少し、トランジスタ１６のエミッタ電
流の減少を加速する。Now, for example, if the signal applied to the input terminal l changes from H to L, the emitter current of transistor 15 will start to increase and the emitter current of transistor 16 will start to decrease, but - The current ie in the circuit decreases in short pulses, accelerating the decrease in the emitter current of transistor 16.
エミッタ電流の減少は同じトランジスタのコレクタ電流
の減少に等しいので、レーザダイオード１４を流れる電
流が急激に減少し、レーザダイオード１４は瞬時に発光
を停止する。Since a decrease in the emitter current is equal to a decrease in the collector current of the same transistor, the current flowing through the laser diode 14 decreases rapidly, and the laser diode 14 instantly stops emitting light.
また、入力端子１に印加される信号がＬからＨに変化し
た場合は、トランジスタ１５のエミッタ電流は減少する
方向に、トランジスタ１６のエミッタ電流は増加する方
向に動き始めるが、定電流回路の電流ｉｅは短いパルス
状に増加し、トランジスタ１６のエミッタ電流の増加を
加速する。従って、レーザダイオード１４を流れる電流
が急激に増加するので、レーザダイオード１４は瞬時に
発光する。Further, when the signal applied to the input terminal 1 changes from L to H, the emitter current of the transistor 15 starts to decrease and the emitter current of the transistor 16 starts to increase, but the current of the constant current circuit ie increases in short pulses, accelerating the increase in emitter current of transistor 16. Therefore, the current flowing through the laser diode 14 increases rapidly, so that the laser diode 14 instantaneously emits light.
以上説明したように、本発明は差動増幅回路を構成する
トランジスタの一方のベースと定電流回路を構成するト
ランジスタのベースとをコンデンサを介して接続し、差
動増幅回路の入力信号の微分信号が定電流回路を構成す
るトランジスタのベースに印加されるようにしたもので
あり、差動増幅回路の入力信号が変化することにより、
差動増幅回路を流れる１ｆｌｕｔが急激に変化すること
になるので、レーザダイオード駆動回路の高周波特性を
改善し、レーザダイオードを高速駆動することが可能に
なる利点がある。As explained above, the present invention connects one base of a transistor constituting a differential amplifier circuit and the base of a transistor constituting a constant current circuit via a capacitor, and generates a differential signal of an input signal of the differential amplifier circuit. is applied to the base of the transistor that constitutes the constant current circuit, and as the input signal of the differential amplifier circuit changes,
Since 1 flut flowing through the differential amplifier circuit changes rapidly, there is an advantage that the high frequency characteristics of the laser diode drive circuit can be improved and the laser diode can be driven at high speed.
第１図は本発明の実施例の回路図、
第２図は第１凹の各部の動作を示す波形図、第３図は従
来例の回路図である。
Ｉ・・・入力端子、２・・・制御端子、】０・・・ドラ
イバ、１３、１７．１９．２０・・・抵抗、１４・・・
レーザダイオード、１５、１６．１８・・・トランジス
タ、２１・・・コンデンサ。FIG. 1 is a circuit diagram of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a waveform diagram showing the operation of each part of the first recess, and FIG. 3 is a circuit diagram of a conventional example. I...Input terminal, 2...Control terminal, ]0...Driver, 13, 17.19.20...Resistor, 14...
Laser diode, 15, 16.18...transistor, 21...capacitor.
Claims (1)
としてレーザダイオードが接続された差動増幅回路と、 トランジスタのベースに印加する電圧を制御することに
より、前記差動増幅回路を流れる電流を制御する定電流
回路とを備え、 前記差動増幅回路を構成する２個のトランジスタのベー
スに差動信号を入力することにより前記レーザダイオー
ドを駆動するレーザダイオード駆動回路に於いて、 前記差動増幅回路を構成するトランジスタの一方のベー
スと前記定電流回路を構成するトランジスタのベースと
をコンデンサを介して接続したことを特徴とするレーザ
ダイオード駆動回路。[Claims] A differential amplifier circuit including two transistors, with a laser diode connected as a load to one of the transistors; a constant current circuit for controlling a current flowing through the laser diode drive circuit, the laser diode drive circuit driving the laser diode by inputting a differential signal to the bases of two transistors constituting the differential amplifier circuit, A laser diode drive circuit characterized in that one base of a transistor constituting the differential amplifier circuit and a base of a transistor constituting the constant current circuit are connected via a capacitor.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61211913A JPS6367791A (en) | 1986-09-09 | 1986-09-09 | Laser diode driving circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61211913A JPS6367791A (en) | 1986-09-09 | 1986-09-09 | Laser diode driving circuit |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6367791A true JPS6367791A (en) | 1988-03-26 |
Family
ID=16613730
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61211913A Pending JPS6367791A (en) | 1986-09-09 | 1986-09-09 | Laser diode driving circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6367791A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0629029A1 (en) * | 1993-06-07 | 1994-12-14 | Robert Bosch Gmbh | Driver for optical transmitter |
| WO2003034558A1 (en) * | 2001-10-11 | 2003-04-24 | Hamamatsu Photonics K.K. | Light emitting element drive circuit |
-
1986
- 1986-09-09 JP JP61211913A patent/JPS6367791A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0629029A1 (en) * | 1993-06-07 | 1994-12-14 | Robert Bosch Gmbh | Driver for optical transmitter |
| WO2003034558A1 (en) * | 2001-10-11 | 2003-04-24 | Hamamatsu Photonics K.K. | Light emitting element drive circuit |
| US7075338B2 (en) | 2001-10-11 | 2006-07-11 | Hamamatsu Photonics K.K. | Light emitting element driving circuit with current mirror circuit |
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