JPH061895B2 - 光制御回路 - Google Patents
光制御回路Info
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- JPH061895B2 JPH061895B2 JP62032403A JP3240387A JPH061895B2 JP H061895 B2 JPH061895 B2 JP H061895B2 JP 62032403 A JP62032403 A JP 62032403A JP 3240387 A JP3240387 A JP 3240387A JP H061895 B2 JPH061895 B2 JP H061895B2
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- Japan
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- control circuit
- field effect
- diode
- light control
- laser diode
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- 230000005669 field effect Effects 0.000 claims description 26
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 claims description 16
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 19
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 102100040678 Programmed cell death protein 1 Human genes 0.000 description 6
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- 230000007704 transition Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 101710089372 Programmed cell death protein 1 Proteins 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C27/00—Electric analogue stores, e.g. for storing instantaneous values
- G11C27/02—Sample-and-hold arrangements
Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Electronic Switches (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光制御回路、特に、光メモリ、超高速変調の利
用分野で高性能を発揮する光制御回路に関する。
用分野で高性能を発揮する光制御回路に関する。
従来の光制御回路の一例を第７図に示す。この光制御回
路は、レーザ・ダイオードＬＤと電界効果トランジスタ
（ＦＥＴ）Ｑと電圧源ＶＤＤとからなり、電界効果トラ
ンジスタＱのソースはレーザ・ダイオードＬＤを介して
接地電位に接続され、ドレインは電源電位に接続され、
ゲートは入力端子ＶＩＮに接続されている。このような
構成の光制御回路においては、入力端子ＶＩＮから電界
効果トランジスタＱのゲートにしきい値以上の電圧が入
力されると、電界効果トランジスタＱが導通し、レーザ
・ダイオードＬＤが発光する。
路は、レーザ・ダイオードＬＤと電界効果トランジスタ
（ＦＥＴ）Ｑと電圧源ＶＤＤとからなり、電界効果トラ
ンジスタＱのソースはレーザ・ダイオードＬＤを介して
接地電位に接続され、ドレインは電源電位に接続され、
ゲートは入力端子ＶＩＮに接続されている。このような
構成の光制御回路においては、入力端子ＶＩＮから電界
効果トランジスタＱのゲートにしきい値以上の電圧が入
力されると、電界効果トランジスタＱが導通し、レーザ
・ダイオードＬＤが発光する。
〔発明が解決しようとする問題点〕 ところで、前記従来の構造の光制御回路を光メモリに応
用する場合、記憶回路と接続する必要があるが、この場
合、回路構成が複雑になり、高集積化が困難になるばか
りか、遅延時間の増大にもつながる。
用する場合、記憶回路と接続する必要があるが、この場
合、回路構成が複雑になり、高集積化が困難になるばか
りか、遅延時間の増大にもつながる。
本発明の目的はこの様な問題を解決し、きわめて簡潔な
回路構成で、記憶機能を有する、超高速動作が可能な光
制御回路を提供することにある。
回路構成で、記憶機能を有する、超高速動作が可能な光
制御回路を提供することにある。
本発明は、発光素子と、前記発光素子に直列に接続さ
れ、前記発光素子に流れる電流の断続を制御するスイッ
チング素子とを有する光制御回路であって、 前記スイッチング素子を駆動する駆動回路が、定電流源
と共鳴トンネルダイオードとの直列回路よりなり、前記
定電流源と前記共鳴トンネルダイオードとの結節点が前
記スイッチング素子と光制御回路の入力端子とに接続さ
れていることを特徴とする。
れ、前記発光素子に流れる電流の断続を制御するスイッ
チング素子とを有する光制御回路であって、 前記スイッチング素子を駆動する駆動回路が、定電流源
と共鳴トンネルダイオードとの直列回路よりなり、前記
定電流源と前記共鳴トンネルダイオードとの結節点が前
記スイッチング素子と光制御回路の入力端子とに接続さ
れていることを特徴とする。
本発明によれば、スイッチング素子を駆動する駆動回路
に、定電流源と共鳴トンネルダイオードとの直列回路を
用いる。定電流源の電流の値ＩＳを共鳴トンネルダイオ
ードのピーク電流ＩＰと谷電流ＩＶの中間に設定すれ
ば、低電圧状態と高電圧状態の２つの安定点が得られ
る。ここでＩＰ−ＩＳより大きい正のパルス電流を共鳴
トンネルダイオードに入力すると、共鳴トンネルダイオ
ードは低電圧状態から高電圧状態に遷移する。同様に、
絶対値がＩＳ−ＩＶより大きい負の電流パルスを共鳴ト
ンネルダイオードに入力すると、共鳴トンネルダイオー
ドは高電圧状態から低電圧状態に遷移する。したがっ
て、これら遷移する２つの電圧状態でスイッチング素子
を駆動するように構成すれば、記憶機能を有する光制御
回路が得られる。
に、定電流源と共鳴トンネルダイオードとの直列回路を
用いる。定電流源の電流の値ＩＳを共鳴トンネルダイオ
ードのピーク電流ＩＰと谷電流ＩＶの中間に設定すれ
ば、低電圧状態と高電圧状態の２つの安定点が得られ
る。ここでＩＰ−ＩＳより大きい正のパルス電流を共鳴
トンネルダイオードに入力すると、共鳴トンネルダイオ
ードは低電圧状態から高電圧状態に遷移する。同様に、
絶対値がＩＳ−ＩＶより大きい負の電流パルスを共鳴ト
ンネルダイオードに入力すると、共鳴トンネルダイオー
ドは高電圧状態から低電圧状態に遷移する。したがっ
て、これら遷移する２つの電圧状態でスイッチング素子
を駆動するように構成すれば、記憶機能を有する光制御
回路が得られる。
また本発明によれば、共鳴トンネル効果をスイッチ動作
に用いているため、スイッチングに要する時間は、量子
力学的限界近くまで低減することができると考えられ、
超高速動作が可能となる。
に用いているため、スイッチングに要する時間は、量子
力学的限界近くまで低減することができると考えられ、
超高速動作が可能となる。
以下、本発明の実施例を詳細に説明する。
第１図は本発明による第１の実施例の光制御回路の回路
図である。本実施例の光制御回路は、レーザ・ダイオー
ドＬＤと電界効果トランジスタＱと電圧源ＶＤＤと共鳴
トンネルダイオードＲＤと定電流源ＩＳとからなる。電
界効果トランジスタＱのソースはレーザ・ダイオードＬ
Ｄを介して接地電位に接続され、ドレインは電源電位に
接続され、ゲートは共鳴トンネルダイオードＲＤを介し
て接地電位に接続されると共に、共鳴トンネルダイオー
ドＲＤと電界効果トランジスタＱのゲートの結節点は定
電流源ＩＳおよび入力端子ＩＩＮに接続されている。な
お、説明の便宜上、符号ＶＤＤは電圧源の電位を、符号
ＩＳは定電流源の電流を、ＩＩＮは入力端子からの入力
電流の値をも表すものとする。
図である。本実施例の光制御回路は、レーザ・ダイオー
ドＬＤと電界効果トランジスタＱと電圧源ＶＤＤと共鳴
トンネルダイオードＲＤと定電流源ＩＳとからなる。電
界効果トランジスタＱのソースはレーザ・ダイオードＬ
Ｄを介して接地電位に接続され、ドレインは電源電位に
接続され、ゲートは共鳴トンネルダイオードＲＤを介し
て接地電位に接続されると共に、共鳴トンネルダイオー
ドＲＤと電界効果トランジスタＱのゲートの結節点は定
電流源ＩＳおよび入力端子ＩＩＮに接続されている。な
お、説明の便宜上、符号ＶＤＤは電圧源の電位を、符号
ＩＳは定電流源の電流を、ＩＩＮは入力端子からの入力
電流の値をも表すものとする。
このような構成の光制御回路において、共鳴トンネルダ
イオードＲＤは定電流源ＩＳで駆動されるが、この時、
電流ＩＳの値を共鳴トンネルダイオードＲＤのピーク電
流ＩＰと谷電流ＩＶの中間に設定すれば、第２図の共鳴
トンネルダイオードＲＤの電流−電圧特性に示すように
２つの安定点が得られる。この安定点の内、低電圧状態
をＡ、高電圧状態をＢとする。低電圧状態の安定点Ａに
対応する電圧をＶＬ、高電圧状態の安定点Ｂに対応する
電圧をＶＨとする。ここで、ＩＰ−ＩＳより大きい正の
パルス電流を入力端子ＩＩＮから共鳴トンネルダイオー
ドＲＤに入力すると、共鳴トンネルダイオードＲＤの状
態はＡ点からＢ点へ遷移し、それに伴って、電界効果ト
ランジスタＱのゲート電位はＶＬからＶＨへとスイッチ
する。同様に、絶対値がＩＳ−ＩＶより大きい負の電流
パルスを入力すると、電界効果トランジスタＱのゲート
電位はＶＨからＶＬへスイッチする。一方、レーザ・ダ
イオードＬＤは電界効果トランジスタＱを介して、電源
電位ＶＤＤに接続されている。ここで、ゲート電位がＶ
Ｈの時、レーザ・ダイオードＬＤを発光状態に遷移させ
るに適合した電流が電界効果トランジスタＱに流れ、ゲ
ート電位がＶＬの時、電界効果トランジスタＱに流れる
電流がレーザ・ダイオードＬＤの発光しきい値電流以下
となるように設計されている。したがって、正の電流パ
ルスが入力端子ＩＩＮより入力されるとレーザ・ダイオ
ードＬＤは発光状態にセットされ、負の電流パルスが入
力されると非発光状態にリセットされ、第３図に示すよ
うなフリップ・フロップ動作が実現される。第３図は、
入力端子ＩＩＮの値とレーザ・ダイオードＬＤの出力光
ＬＯＵＴの発光強度との関係を示す入出力特性図であ
り、時刻ｔ１とｔ２との間でレーザ・ダイオードＬＤは
発光状態にあり、時刻ｔ２とｔ３との間で非発光状態に
あり、時刻ｔ３とｔ４との間で発光状態にあることを示
している。
イオードＲＤは定電流源ＩＳで駆動されるが、この時、
電流ＩＳの値を共鳴トンネルダイオードＲＤのピーク電
流ＩＰと谷電流ＩＶの中間に設定すれば、第２図の共鳴
トンネルダイオードＲＤの電流−電圧特性に示すように
２つの安定点が得られる。この安定点の内、低電圧状態
をＡ、高電圧状態をＢとする。低電圧状態の安定点Ａに
対応する電圧をＶＬ、高電圧状態の安定点Ｂに対応する
電圧をＶＨとする。ここで、ＩＰ−ＩＳより大きい正の
パルス電流を入力端子ＩＩＮから共鳴トンネルダイオー
ドＲＤに入力すると、共鳴トンネルダイオードＲＤの状
態はＡ点からＢ点へ遷移し、それに伴って、電界効果ト
ランジスタＱのゲート電位はＶＬからＶＨへとスイッチ
する。同様に、絶対値がＩＳ−ＩＶより大きい負の電流
パルスを入力すると、電界効果トランジスタＱのゲート
電位はＶＨからＶＬへスイッチする。一方、レーザ・ダ
イオードＬＤは電界効果トランジスタＱを介して、電源
電位ＶＤＤに接続されている。ここで、ゲート電位がＶ
Ｈの時、レーザ・ダイオードＬＤを発光状態に遷移させ
るに適合した電流が電界効果トランジスタＱに流れ、ゲ
ート電位がＶＬの時、電界効果トランジスタＱに流れる
電流がレーザ・ダイオードＬＤの発光しきい値電流以下
となるように設計されている。したがって、正の電流パ
ルスが入力端子ＩＩＮより入力されるとレーザ・ダイオ
ードＬＤは発光状態にセットされ、負の電流パルスが入
力されると非発光状態にリセットされ、第３図に示すよ
うなフリップ・フロップ動作が実現される。第３図は、
入力端子ＩＩＮの値とレーザ・ダイオードＬＤの出力光
ＬＯＵＴの発光強度との関係を示す入出力特性図であ
り、時刻ｔ１とｔ２との間でレーザ・ダイオードＬＤは
発光状態にあり、時刻ｔ２とｔ３との間で非発光状態に
あり、時刻ｔ３とｔ４との間で発光状態にあることを示
している。
以上のように本発明によれば、共鳴トンネル効果をスイ
ッチ動作に用いているため、スイッチングに要する時間
は、量子力学的限界近くまで低減することができると考
えられ、超高速動作が可能となる。また、フリップ・フ
ロップ動作が実現されるので、記憶機能を有することが
できる。
ッチ動作に用いているため、スイッチングに要する時間
は、量子力学的限界近くまで低減することができると考
えられ、超高速動作が可能となる。また、フリップ・フ
ロップ動作が実現されるので、記憶機能を有することが
できる。
第４図は本発明による第２の実施例の回路図である。本
実施例は、第１図に示した光制御回路において、レーザ
・ダイオードＬＤのセット、リセットを２入力の光信号
を用いて行うようにしたものである。第４図において、
ＰＤ１，ＰＤ２はフォト・ダイオードで、互いに逆極性
となるように配置されそれぞれ電源電位＋Ｖ１，−Ｖ２
に接続されている。フォト・ダイオードＰＤ１のカソー
ドおよびフォト・ダイオードＰＤ２のアノードは互いに
接続され、第１図に示した回路の入力端子ＩＩＮに接続
されている。
実施例は、第１図に示した光制御回路において、レーザ
・ダイオードＬＤのセット、リセットを２入力の光信号
を用いて行うようにしたものである。第４図において、
ＰＤ１，ＰＤ２はフォト・ダイオードで、互いに逆極性
となるように配置されそれぞれ電源電位＋Ｖ１，−Ｖ２
に接続されている。フォト・ダイオードＰＤ１のカソー
ドおよびフォト・ダイオードＰＤ２のアノードは互いに
接続され、第１図に示した回路の入力端子ＩＩＮに接続
されている。
以上のような構成の光制御回路において、入力は光信号
ＬＳ，ＬＲであり、それぞれ、フォト・ダイオードＰＤ
１，ＰＤ２によって受光される。フォト・ダイオードＰ
Ｄ１とＰＤ２を流れる電流の論理和がとられ、入力端子
ＩＩＮに入力される。ここで、光信号ＬＳとしてしきい
値強度を越える光パルスが入力されると、フォト・ダイ
オードＰＤ１が導通し、正のパルス電流が流れ、レーザ
・ダイオードＬＤは発光状態にセットされる。同様に、
光信号ＬＲとしてしきい値強度を越える光パルスが入力
されると、ＰＤ２はＰＤ１と極性が逆なので、負のパル
ス電流が流れ、ＬＤは非発光状態にリセットされる。し
たがって、第５図に示すような２入力の光フリップ・フ
ロップ動作が実現される。第５図は、光信号ＬＳ，ＬＲ
の光強度とレーザ・ダイオードＬＤの出力光ＬQの光強
度との関係を示す入出力図であり、時刻ｔ１とｔ２との
間でレーザ・ダイオードＬＤは発光状態にあり、時刻ｔ
２とｔ３との間で非発光状態にあり、時刻ｔ３とｔ４と
の間で発光状態にあることを示している。
ＬＳ，ＬＲであり、それぞれ、フォト・ダイオードＰＤ
１，ＰＤ２によって受光される。フォト・ダイオードＰ
Ｄ１とＰＤ２を流れる電流の論理和がとられ、入力端子
ＩＩＮに入力される。ここで、光信号ＬＳとしてしきい
値強度を越える光パルスが入力されると、フォト・ダイ
オードＰＤ１が導通し、正のパルス電流が流れ、レーザ
・ダイオードＬＤは発光状態にセットされる。同様に、
光信号ＬＲとしてしきい値強度を越える光パルスが入力
されると、ＰＤ２はＰＤ１と極性が逆なので、負のパル
ス電流が流れ、ＬＤは非発光状態にリセットされる。し
たがって、第５図に示すような２入力の光フリップ・フ
ロップ動作が実現される。第５図は、光信号ＬＳ，ＬＲ
の光強度とレーザ・ダイオードＬＤの出力光ＬQの光強
度との関係を示す入出力図であり、時刻ｔ１とｔ２との
間でレーザ・ダイオードＬＤは発光状態にあり、時刻ｔ
２とｔ３との間で非発光状態にあり、時刻ｔ３とｔ４と
の間で発光状態にあることを示している。
第６図は、本発明による第３の実施例の回路図である。
本実施例の光制御回路は、レーザ・ダイオードＬＤと電
界効果トランジスタＱ１，Ｑ２と定電流源ＩＳ１，Ｉ
Ｓ２と電圧源ＶＧ（符号ＶＧは電圧源の電圧値をも表す
ものとする）と共鳴トンネルダイオードＲＤとからな
る。レーザ・ダイオードＬＤは電界効果トランジスタＱ
１を介して定電流源ＩＳ１に接続され、電界効果トラン
ジスタＱ２はレーザ・ダイオードＬＤおよび電界効果ト
ランジスタＱ１と並列に接続され、ゲートは電圧源ＶＧ
に接続されている。電界効果トランジスタＱ１およびＱ
２のソースはレーザ・ダイオードＬＤを介して、および
直接に接地電位にそれぞれ接続され、電界効果トランジ
スタＱ１およびＱ２のドレインは電流源ＩＳ１にそれぞ
れ接続されている。電界効果トランジスタＱ１のゲート
は共鳴トンネルダイオードＲＤを介して接地電位に接続
されると共に、共鳴トンネルダイオードＲＤと電界効果
トランジスタＱ１のゲートの結節点は定電流源ＩＳ２お
よび入力端子ＩＩＮに接続されている。
本実施例の光制御回路は、レーザ・ダイオードＬＤと電
界効果トランジスタＱ１，Ｑ２と定電流源ＩＳ１，Ｉ
Ｓ２と電圧源ＶＧ（符号ＶＧは電圧源の電圧値をも表す
ものとする）と共鳴トンネルダイオードＲＤとからな
る。レーザ・ダイオードＬＤは電界効果トランジスタＱ
１を介して定電流源ＩＳ１に接続され、電界効果トラン
ジスタＱ２はレーザ・ダイオードＬＤおよび電界効果ト
ランジスタＱ１と並列に接続され、ゲートは電圧源ＶＧ
に接続されている。電界効果トランジスタＱ１およびＱ
２のソースはレーザ・ダイオードＬＤを介して、および
直接に接地電位にそれぞれ接続され、電界効果トランジ
スタＱ１およびＱ２のドレインは電流源ＩＳ１にそれぞ
れ接続されている。電界効果トランジスタＱ１のゲート
は共鳴トンネルダイオードＲＤを介して接地電位に接続
されると共に、共鳴トンネルダイオードＲＤと電界効果
トランジスタＱ１のゲートの結節点は定電流源ＩＳ２お
よび入力端子ＩＩＮに接続されている。
以上のような構成の光制御回路において、レーザ・ダイ
オードＬＤを流れる電流は、電界効果トランジスタＱ１
が“開”であるか、“閉”であるかによって決まるが、
その電流量を、電界効果トランジスタＱ２のゲート電位
ＶＧによって制御できる。したがって、ＶＧを調節する
ことで、電界効果トランジスタＱ１が“開”の時、レー
ザ・ダイオードＬＤに発光しきい値以上の電流を流し、
電界効果トランジスタＱ１が“閉”の時、レーザ・ダイ
オードＬＤを発光させないように制御することが容易に
できる。
オードＬＤを流れる電流は、電界効果トランジスタＱ１
が“開”であるか、“閉”であるかによって決まるが、
その電流量を、電界効果トランジスタＱ２のゲート電位
ＶＧによって制御できる。したがって、ＶＧを調節する
ことで、電界効果トランジスタＱ１が“開”の時、レー
ザ・ダイオードＬＤに発光しきい値以上の電流を流し、
電界効果トランジスタＱ１が“閉”の時、レーザ・ダイ
オードＬＤを発光させないように制御することが容易に
できる。
以上の詳細な説明から明らかなように、本発明によれ
ば、記憶機能を有する超高速光制御回路をきわめて簡潔
な回路構成によって実現でき、今後の通信・情報技術に
寄与するところがきわめて大である。
ば、記憶機能を有する超高速光制御回路をきわめて簡潔
な回路構成によって実現でき、今後の通信・情報技術に
寄与するところがきわめて大である。
第１図は、本発明による光制御回路の第１の実施例の回
路図、 第２図は、共鳴トンネルダイオードの電流−電圧特性、 第３図は、第１の実施例の入出力特性図、 第４図は、第２の実施例の回路図、 第５図は、第２の実施例の入出力特性図、 第６図は、第３の実施例の回路図、 第７図は、従来の光制御回路の回路図である。 ＬＤ・・・・・・・・レーザ・ダイオード ＲＤ・・・・・・・・共鳴トンネルダイオード Ｑ，Ｑ１，Ｑ２・・・電界効果トランジスタ ＰＤ１，ＰＤ２・・・フォト・ダイオード ＩＳ，ＩＳ１，ＩＳ２・・定電流源 ＶＤＤ，ＶＧ・・・・・電圧源
路図、 第２図は、共鳴トンネルダイオードの電流−電圧特性、 第３図は、第１の実施例の入出力特性図、 第４図は、第２の実施例の回路図、 第５図は、第２の実施例の入出力特性図、 第６図は、第３の実施例の回路図、 第７図は、従来の光制御回路の回路図である。 ＬＤ・・・・・・・・レーザ・ダイオード ＲＤ・・・・・・・・共鳴トンネルダイオード Ｑ，Ｑ１，Ｑ２・・・電界効果トランジスタ ＰＤ１，ＰＤ２・・・フォト・ダイオード ＩＳ，ＩＳ１，ＩＳ２・・定電流源 ＶＤＤ，ＶＧ・・・・・電圧源
Claims (2)
- 【請求項１】発光素子と、前記発光素子に直列に接続さ
れ、前記発光素子に流れる電流の断続を制御するスイッ
チング素子とを有する光制御回路であって、 前記スイッチング素子を駆動する駆動回路が、定電流源
と共鳴トンネルダイオードとの直列回路よりなり、前記
定電流源と前記共鳴トンネルダイオードとの結節点が前
記スイッチング素子と光制御回路の入力端子とに接続さ
れていることを特徴とする光制御回路。 - 【請求項２】特許請求の範囲第１項に記載の光制御回路
において、 前記発光素子がレーザ・ダイオードであり、前記スイッ
チング素子が電界効果トランジスタであることを特徴と
する光制御回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62032403A JPH061895B2 (ja) | 1987-02-17 | 1987-02-17 | 光制御回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62032403A JPH061895B2 (ja) | 1987-02-17 | 1987-02-17 | 光制御回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63200118A JPS63200118A (ja) | 1988-08-18 |
| JPH061895B2 true JPH061895B2 (ja) | 1994-01-05 |
Family
ID=12357989
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62032403A Expired - Lifetime JPH061895B2 (ja) | 1987-02-17 | 1987-02-17 | 光制御回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH061895B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2522688Y2 (ja) * | 1989-10-31 | 1997-01-16 | 横河電機株式会社 | トリガー回路 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS622580A (ja) * | 1985-06-27 | 1987-01-08 | Fujitsu Ltd | レ−ザダイオ−ド駆動回路 |
-
1987
- 1987-02-17 JP JP62032403A patent/JPH061895B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63200118A (ja) | 1988-08-18 |
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