JPH036046Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の技術分野〕 本考案は光通信に用いる発光ダイオード及び半
導体レーザ等の発光素子の駆動回路に関する。

〔考案の技術的背景〕

従来、発光ダイオードや半導体レーザ（以下こ
れを発光素子という）の歪を軽減するために、そ
の光出力をモニタし、電気的に光源の駆動回路に
負帰還するいわゆる高速光−電気負帰還と呼ばれ
る方法があつた。

第３図はかかる高速光−電気負帰還の従来例を
示したものである。第３図において３は発光素
子、２５は光電変換素子、２４は差動増幅器、２
２はゲイン・バイアス調整器、２６は発光素子３
の光出力の１部を示す。入力端子２１から入力さ
れた被変調信号はゲイン・バイアス調整器２２で
所要のゲイン・バイアスに調整されたのち、差動
増幅器２４で発光素子３の光出力の一部を光電変
換素子２５で電気信号に変換した信号と差動増幅
され、トランジスタ４のベースに加えられ、この
トランジスタ４を駆動することにより駆動電流信
号が発光素子３に注入される。このように発光素
子３の歪成分は差動増幅器２４で入力被変調信号
と比較され、その歪を打ち消すようにトランジス
タ４に負帰還されるようになつている。また、ゲ
イン・バイアス調整器２２は光出力の変調度を設
定するためのものである。

〔背景技術の問題点〕

この種の回路で一般にLEDと呼ばれる発光ダ
イオードやしきい値の低い半半導体レーザを高い
変調度で駆動すると（上記第３図に示す回路で発
光素子として発光ダイオードや半導体レーザを用
いると）、すなわち平均光出力に対する信号光出
力の比が大きくなるように駆動すると、トランジ
スタの平均電流に対する信号電流の比も大きくな
るため、駆動電流の歪が増大するという欠点があ
つた。また、この種の回路はトランジスタの動作
点と発光素子の動作点を歪が少くなるように独立
に設定することができないことも歪を増大する要
因となつている。従つて、回路の歪が増大するこ
とにより、本来の負帰還の目的である光源の歪の
改善が十分に達しえないという不具合があつた。

〔考案の目的〕

この発明は上記欠点を除去し、歪の少ない発光
素子の駆動回路を提供することを目的とする。

〔考案の概要〕

この考案では、互いに逆特性の第１のトランジ
スタおよび第２のトランジスタすなわちnpn型と
pnp型のトランジスタを発光素子駆動用トランジ
スタとして用い、両方のトランジスタのコレクタ
に流れる差の電流を発光素子に流すとともに発光
素子の光出力の一部を光電変換した信号を第１の
トランジスタまたは第２のトランジスタに負帰還
するようにすることにより上記した目的を達成し
ている。

〔考案の実施例〕

第１図は本考案の実施例の基本構成を示した図
であつて、２１は信号入力端子、２２，２３はゲ
イン・バイアス調整器、２４は差動増幅器、２５
は発光素子３の光出力の一部を光電変換する光電
変換素子、１４，１５はトランジスタである。信
号入力端子２１に加えられた入力信号（被変調信
号）はゲイン・バイアス調整器２３、差動増幅器
２４を介してトランジスタ１４のベースに加えら
れ、また、信号入力端子２１からの入力信号はゲ
イン・バイアス調整器２５を介してトランジスタ
１５のベースに加えられ、それぞれ電流i₂，i₁に
変換される。ここで、トランジスタのコレクタの
インピーダンスは低いので電流i₁と電流i₂の差電
流は電流i₃として発光素子３に流れることにな
る。第２図に電流流i₁，i₂，i₃の電流波形を示す。
トランジスタ１４，１５のベースにそれぞれ同相
の信号を加えればトランジスタ１４はpnp型、ト
ランジスタ１５はnpn型から構成されているので
電流i₁は第２図ａに示すように正相、電流i₂は第
２図ｂに示すように逆相となるので、電流i₃は第
２図ｃに示すようにその平均電流I_B3が電流i₁の平
均電流I_B1と電流i₂の平均電流I_B2の差すなわちI_B3
＝I_B1−I_B2となり、信号振幅は電流i₁と電流i₂の和
となる。従つて、発光素子３に流れる電流i₃の変
調度m₃はそれぞれ電流i₁，i₂の変調度m₁，m₂よ
りも大きくなる。変調度を平均電流に対する信号
振幅であると定義すると、 m₃＝m₁I_B1＋m₂I_B2／I_B1−I_B2 と表わせる。ここで、電流i₁，i₂の変調度m₁，m₂
と電流i₁，i₂の平均電流I_B1，I_B2はトランジスタ１
４，１５およびゲイン・バイアス調整器２２，２
３において独立して設定できるから、１例として
第２図に示すように電流i₁，i₂の変調度m₁，m₂は
各トランジスタで発生する歪が低くなるように小
さく設定して、発光素子３に流れる電流i₃の変調
度m₃を100％近くにすることが可能となる。

また、第(1)式からもわかるようにI_B1＝I_B2とし
て、発光素子３の平均電流を零とすることも可能
であり、外部から独立に発光素子３にバイアス電
流を加えることもできる。このようにすれば信号
電流とバイアス電流を独立に設定することができ
るので、トランジスタ１４，１５のバイアスはト
ランジスタの歪が最小となるように光源のバイア
スとは独立に設定が可能である。

第１図の回路の動作を更に説明すると、発光素
子３の光出力の一部２６は光電変換素子２５で受
光して電気信号に変換され、この電気信号とゲイ
ン・バイアス調整器２２の出力信号とは差動増幅
器２４で比較されその差信号が増幅されらる。こ
の差動増幅器２４の出力はトランジスタ１４のベ
ースに加えられるので、これにより発光素子３の
出力は発光素子３に負帰還される。ところで、前
述したようにトランジスタ１４，１５の歪を小さ
くすることができるので上記負帰還を行なつた場
合に有効に発光素子３の歪を軽減できる。また、
第１図の構成では発光素子３の駆動信号電流をト
ランジスタ１４，１５で分割できるので高速動作
が要求される負帰ループ内のトランジスタ１４の
負担を軽くすることが可能である。これは特に信
号電流が100mA程度必要な発光ダイオードを駆
動する場合に有効である。

〔考案の効果〕 以上説明したように本考案によば、npn型と
pnp型のトランジスタを用いて発光ダイオード、
半導体レーザ等の発光素子を駆動するようにした
ので、バイアス電流は両方のコレクタに流れる電
流の差、或は外部から供給することによつて設定
でき、信号電流は両方のコレクタに流れる電流の
和になるので、発光ダイオードの駆動電流の変調
度をトランジスタを低歪みで動作させた状態で高
くとることができる。従つて、注入電流にほぼ比
例して光出力が増大する発光ダイオードやしきい
値の低い半導体レーザを低歪で高い変調度で駆動
することが可能である。

この駆動回路を高速光−電気負帰還に応用すれ
ば光源の歪を有効に軽減することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の発光素子の駆動回路の一実施
例を示すブロツク回路図、第２図は電流波形を示
す図、第３図は従来の発光素子の駆動回路を示す
ブロツク回路図である。 ３……発光素子、４……トランジスタ、５……
抵抗、１４，１５……トランジスタ、２１……入
力端子、２２，２３……ゲイン・バイアス調整
器、２４……差動増幅器、２５……光電変換素
子、２６……発光素子の光出力の一部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 入力信号に基づく駆動電流に対応して発光量ま
   たは発光強度が制御される発光素子の駆動回路に
   おいて、前記入力信号を分岐し、この分岐された
   一方の入力信号がベースに供給される第１のトラ
   ンジスタと、この第１のトランジスタと逆特性を
   有し、コレクタが前記第１のトランジスタのコレ
   クタと共通接続されている第２のトランジスタ
   と、前記第１のトランジスタと第２のトランジス
   タのコレクタの共通接続点から各トランジスタの
   コレクタ電流の差電流を駆動電流として光出力を
   発生する発光素子と、この発光素子の光出力の一
   部を受光する光電気変換素子と、この光電気変換
   素子の受光出力と前記入力信号の分岐された他方
   の入力信号との差信号をとり、第２のトランジス
   タのベースに供給する比較回路とを具備すること
   を特徴とする発光素子の駆動回路。