JPH0529655A - 光半導体素子の駆動回路 - Google Patents

光半導体素子の駆動回路

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JPH0529655A
JPH0529655A JP9209891A JP9209891A JPH0529655A JP H0529655 A JPH0529655 A JP H0529655A JP 9209891 A JP9209891 A JP 9209891A JP 9209891 A JP9209891 A JP 9209891A JP H0529655 A JPH0529655 A JP H0529655A
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 制御入力信号Vinに基づいて、発光ダイオー
ド1をON/OFFする信号を出力する差動増幅回路2
と、上記差動増幅回路2の出力信号に基づいて、光半導
体素子を駆動する光信号を出力する発光ダイオード1
と、上記発光ダイオード1の両端に順方向のプリバイア
ス電圧VF1を印加するダイオード11・12、およびバ
イアス抵抗13・14を有するバイアス手段10とを備
えている。 【効果】 これにより、高速、かつ、ジッタ量を抑えた
光半導体素子の駆動回路を実現することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光半導体素子を高速
に、しかも、ジッタ量を抑えて駆動する光半導体素子の
駆動回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、一般に、定電流の差動増幅回路に
よる駆動である光半導体素子の駆動回路は、図2に示す
ように、発光ダイオード21、差動増幅回路22、およ
び定電流回路26から構成されている。これにより、制
御入力信号Vinに基づいて差動増幅回路22を構成する
論理回路23の各出力端子23a・23bからは、相互
にハイレベル/ローレベルの出力信号が出力される。そ
して、論理回路23からの各出力信号に基づいて、差動
増幅回路22を構成する各スイッチングトランジスタ2
4・25が相互にON/OFFすることにより、発光ダ
イオード21がON/OFFして光信号が伝送される。
【0003】ここで、発光ダイオード21がON状態の
時には、定電流回路26の電流IO は、スイッチングト
ランジスタ25を通して発光ダイオード21の順方向電
流IF として流れる。一方、発光ダイオード21がOF
F状態の時には、定電流回路26の電流IO は、スイッ
チングトランジスタ24を通して電源電圧+VCCより流
れる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
構成では、制御入力信号Vinの周波数が高い場合、即
ち、光半導体素子を高速に駆動する場合、入力信号Vin
の周波数の変化に伴って光のON時間、およびOFF時
間が変化する。また、上記従来の駆動回路では、光のO
N/OFF、即ち、光の立ち上がり/立ち下がりは、差
動増幅回路22の立ち上がり/立ち下がり時間による
が、光のOFF時には、発光ダイオード21の順方向電
流IF が略0Aとなると共に、スイッチングトランジス
タ25のコレクタ電流が略0Aとなるため、発光ダイオ
ード21のカソード電位が高インピーダンスになり、駆
動周波数の変化に伴う光OFF期間の変化が発光直前の
光OFF状態の発光ダイオード21の状態(バイアス電
圧・電流)に変化が生じ、光の立ち上がり、および遅延
時間が変化する。例えば、光信号の伝送を光ファイバデ
ータリンク等で行う際、従来の駆動回路では、入力信号
inに、高周波成分を含む周波数の異なる複数の信号か
らなるランダムな信号が入力されると、駆動回路の出力
は前述の遅延時間(立ち上がり/立ち下がりに要する時
間等)のバラツキ、即ち、ジッタ量が大きくなり、高
速、かつ正確な情報伝達が困難になるという問題を有し
ている。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の光半導体素子の
駆動回路は、上記の課題を解決するために、以下の手段
を講じている。
【0006】即ち、制御入力信号に基づいて、発光手段
をON/OFFする信号を出力する差動増幅回路と、上
記差動増幅回路の出力信号に基づいて、光半導体素子を
駆動する光信号を出力する発光手段と、上記発光手段の
両端に順方向のプリバイアス電圧を印加するダイオー
ド、および抵抗群を有するバイアス手段とを備えている
ことを特徴としている。
【0007】
【作用】上記の構成によれば、制御入力信号に基づいて
差動増幅回路は、スイッチングされる。そして、差動増
幅回路の出力の変化に応じて発光手段は、バイアス手段
により順方向にバイアスされているので、発光手段のス
イッチングの応答特性が改善され、高速なスイッチング
が行われる。従って、変化の激しい高周波成分を含む信
号に対しても、光半導体素子が高速に、しかも、確実に
駆動できる。
【0008】
【実施例】本発明の一実施例について図1に基づいて説
明すれば、以下の通りである。
【0009】本実施例に係る光半導体素子の駆動回路
は、図1に示すように、発光手段としての発光ダイオー
ド1と、差動増幅回路2と、定電流回路6と、バイアス
手段10とから構成されている。
【0010】上記発光ダイオード1は、アノードが電源
電圧+VCCのプラス側に接続されており、カソードが差
動増幅回路2を構成する後述のスイッチングトランジス
タ5のコレクタに接続されている。
【0011】上記差動増幅回路2は、TTL(Transist
or-Transistor Logic)等からなる論理回路3と、npn
型のスイッチングトランジスタ4・5とからなり、論理
回路3の各出力端子3a・3bは、個々にスイッチング
トランジスタ4・5の各ベースに接続されている。スイ
ッチングトランジスタ4は、コレクタがバイアス手段1
0を構成する後述のダイオード12のカソードに接続さ
れており、エミッタが定電流回路6に接続されている。
スイッチングトランジスタ5は、コレクタが前述のよう
に発光ダイオード1のカソードに接続されており、エミ
ッタが定電流回路6に接続されている。尚、上記定電流
回路6は、GND端子が接地されているものである。
【0012】そして、上記の差動増幅回路2を構成する
論理回路3は、入力端子からハイレベルの制御入力信号
inを入力すると、出力端子3aからローレベルの出力
信号を出力すると共に、出力端子3bからハイレベルの
出力信号を出力する一方、入力端子からローレベルの制
御入力信号Vinを入力すると、出力端子3aからハイレ
ベルの出力信号を出力すると共に、出力端子3bからロ
ーレベルの出力信号を出力するようになっている。
【0013】上記バイアス手段10は、ダイオード11
・12と、抵抗群としてのバイアス抵抗13・14とか
らなり、各ダイオード11・12は、ダイオード11の
カソードとダイオード12のアノードとを接続点として
直列に接続されている。また、ダイオード11のアノー
ドは、電源電圧+VCCに接続されており、ダイオード1
2のカソードは、前述のように差動増幅回路2を構成す
るスイッチングトランジスタ4のコレクタに接続されて
いる。一方、各バイアス抵抗13・14は、ダイオード
12のアノードとカソードとの間に直列に接続されてお
り、各バイアス抵抗13・14間の接続点は、前述の発
光ダイオード1とスイッチングトランジスタ5との接続
点Aに接続されている。
【0014】そして、上記のバイアス手段10を構成す
るダイオード11・12、およびバイアス抵抗13・1
4は、発光ダイオード1の光OFF時に、出力インピー
ダンスを低く抑えながら、発光ダイオード1の両端に順
方向に一定のバイアス電圧を印加するようになってい
る。
【0015】上記の構成により、制御入力信号Vinの変
化に伴う光半導体素子の駆動回路の各部の動作について
説明すると、以下の通りである。
【0016】制御入力信号Vinがローレベルの場合に
は、差動増幅回路2を構成する論理回路3の出力端子3
aからはハイレベルの出力信号が出力されて、スイッチ
ングトランジスタ4のベース電位はハイレベルとなる一
方、論理回路3の出力端子3bからはローレベルの出力
信号が出力されて、スイッチングトランジスタ5のベー
ス電位はローレベルとなる。このため、スイッチングト
ランジスタ4はON状態となる一方、スイッチングトラ
ンジスタ5はOFF状態となり、発光ダイオード1はO
FF状態となる。つまり、発光ダイオード1は光信号を
照射せず、光信号がOFF状態に対応する。
【0017】このとき、ダイオード11・12の各順方
向電圧をVFDとすると、発光ダイオード1の両端に順方
向にかかるプリバイアス電圧VF1は、バイアス抵抗13
とバイアス抵抗14との分圧比で決まり、略次式(1)
で近似できる。尚、バイアス抵抗13・14の各抵抗値
は、それぞれR13・R14として示すものである。
【0018】
【数1】
【0019】従って、発光ダイオード1には上記の
(1)式で近似されるプリバイアス電圧VF1に相当する
プリバイアス電流IF1が流れる状態となるので、発光ダ
イオード1のスイッチング特性が高速化される。
【0020】ここで、制御入力信号Vinがローレベルか
ら変化してハイレベルとなると、論理回路3の出力端子
3aからはローレベルの出力信号が出力されて、スイッ
チングトランジスタ4のベース電位はハイレベルからロ
ーレベルへと変化する一方、論理回路3の出力端子3b
からはハイレベルの出力信号が出力されて、スイッチン
グトランジスタ5のベース電位はローレベルからハイレ
ベルへと変化する。このため、スイッチングトランジス
タ4はOFF状態となる一方、スイッチングトランジス
タ5はON状態となり、発光ダイオード1は光信号を照
射するON状態となる。
【0021】このとき、発光ダイオード1の両端に順方
向にかかる順方向電圧をVF2とし、ダイオード11の順
方向電圧をVFD2 とし、ダイオード12の順方向電圧を
FD3 とし、また、定電流回路6に流れる電流をIO
すると、発光ダイオード1に流れる順方向電流IF2は、
近似的に次式(2)により決まる。
【0022】
【数2】
【0023】次に、制御入力信号Vinがハイレベルから
ローレベルへ変化すると、スイッチングトランジスタ4
がON状態となる一方、スイッチングトランジスタ5が
OFF状態となり、これに伴って、発光ダイオード1は
OFF状態となる。そして、前述のように光OFF時に
は、発光ダイオード1と並列に、ダイオード11・1
2、およびバイアス抵抗13が接続された状態となり、
駆動回路の出力インピーダンスを低く設定できるので、
接合容量の大きい発光ダイオードを使用しても高速、か
つ、ジッタ量を抑えた汎用性のある光半導体素子の駆動
回路が実現できる。
【0024】
【発明の効果】本発明の光半導体素子の駆動回路は、以
上のように、制御入力信号に基づいて、発光手段をON
/OFFする信号を出力する差動増幅回路と、上記差動
増幅回路の出力信号に基づいて、光半導体素子を駆動す
る光信号を出力する発光手段と、上記発光手段の両端に
順方向のプリバイアス電圧を印加するダイオード、およ
び抵抗群を有するバイアス手段とを備えている構成であ
る。
【0025】これにより、ダイオードと抵抗群とを有す
る簡素なバイアス手段を設けるだけで、高周波成分を含
む変化の激しい光信号に対しても、光半導体素子を高速
に、しかも、ジッタ量を抑えて駆動可能となる。
【0026】また、P型基板を有する光半導体素子と本
発明に係る光半導体素子の駆動回路とを組み合わせる
と、電源電圧のフレームと同一フレーム上に光半導体素
子をダイボンディングすれば、光半導体素子の外部端子
として3ピンのワンパッケージに収納することができる
ので、装置をより小型化でき、コスト低減が可能となる
等の効果を併せて奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の光半導体素子の駆動回路を示す回路図
である。
【図2】従来例の光半導体素子の駆動回路を示す回路図
である。
【符号の説明】
1 発光ダイオード(発光手段) 2 差動増幅回路 10 バイアス手段 11・12 ダイオード 13・14 バイアス抵抗(抵抗群) Vin 制御入力信号 VF1 プリバイアス電圧

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】制御入力信号に基づいて、発光手段をON
    /OFFする信号を出力する差動増幅回路と、 上記差動増幅回路の出力信号に基づいて、光半導体素子
    を駆動する光信号を出力する発光手段と、 上記発光手段の両端に順方向のプリバイアス電圧を印加
    するダイオード、および抵抗群を有するバイアス手段と
    を備えていることを特徴とする光半導体素子の駆動回
    路。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016121711A1 (de) 2015-11-20 2017-05-24 Fanuc Corporation Werkzeugmaschine
JP2019047095A (ja) * 2017-09-07 2019-03-22 ローム株式会社 発光素子駆動装置、半導体装置、発光装置及び液晶表示装置

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JPH02205367A (ja) * 1989-02-03 1990-08-15 Sumitomo Electric Ind Ltd 発光素子駆動回路
JPH02272778A (ja) * 1989-04-13 1990-11-07 Sharp Corp 光半導体素子の駆動回路

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