JPH1126849A - 電流源および半導体レーザ駆動回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電流値が温度に対して大きな変化率をもつ電
流源、またはあるしきい値温度を境に、そのしきい値温
度を超えると電流値の温度に対する変化率が増大する電
流源を提供し、且つ、それら電流源を半導体レーザ駆動
電流源として使用することにより、広い温度範囲におい
て光出力パワーの変動が少ない半導体レーザ駆動回路を
実現する。 【解決手段】 半導体レーザ１を駆動するレーザ駆動電
流源４を、２つの電圧制御電流源41，42と制御電圧発生
源43とで構成し、電圧制御電流源41は温度に対して線形
に電流値が変化し、電圧制御電流源42はあるしきい値温
度よりも低温時にはオフ状態となり、高温時には温度に
対して線形に電流値が変化するように制御電圧発生源43
が２つの電圧制御電流源41，42に制御電圧を出力するよ
うにする。これによって、広い温度範囲において半導体
レーザの温度特性が補償でき、光出力パワーの変動が少
ない半導体レーザ駆動回路が実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光通信装置に用い
られる半導体レーザ駆動回路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光加入者通信システムの導入において
は、機器の低コスト化、低消費電力化が不可欠である。
光部品点数を削減することができればシステムの低コス
ト化に有効である。

【０００３】光送信器に用いられる半導体レーザは、光
出力パワーの温度変化が大きい。図10は、温度をパラメ
ータとした場合の半導体レーザのレーザ駆動電流Ｉd対
光出力パワーＰo特性の一例を示したものである。レー
ザ駆動電流Ｉdが一定であると、温度が上昇するに従っ
て、光出力パワーＰoが減少することがわかる。図10
を、光出力パワー一定の条件で、温度Ｔ対レーザ駆動電
流Ｉdのグラフに変換した一例が図11である。０度にお
いて、光出力パワー20mＷを得るために必要な駆動電流
Ｉdは35mＡ程度であるのに対して、80度では、その２倍
以上の95mＡ程度のレーザ駆動電流Ｉdが必要となること
がわかる。

【０００４】図12は、従来の半導体レーザ駆動回路のブ
ロック図を示す。図12に示すように半導体レーザ１と、
半導体レーザを駆動するためのレーザ駆動電流源３と、
入力データパルスの論理に応じて半導体レーザに流れる
駆動電流をオンオフするカレントスイッチ２とから構成
される。

【０００５】半導体レーザの駆動電流対光出力パワー特
性の温度変化を補償する方式として、フォトダイオード
によって光出力パワーをモニターし、光出力パワーが常
に一定になるようにレーザ駆動電流Ｉdを自動調整する
フィードバック系制御が広く用いられているが、感温素
子を用いてレーザ駆動電流Ｉdに温度特性を持たせ、図1
1に示した半導体レーザの温度対駆動電流特性にレーザ
駆動電流Ｉdを近似させることによっても、かなりの温
度補償効果が期待できる。この方式によれば、光パワー
モニター用のフォトダイオードが不要となり、光部品点
数の削減が図れる。

【０００６】図13は図12のレーザ駆動電流源３の一例を
示す回路図であり、これはダイオードの順電圧の温度変
化を用いて、温度に対して電流値を変化させるものであ
る。このレーザ駆動電流源３は電圧制御電流源311と制
御電圧発生源321とでなり、電圧制御電源311は、ベース
に制御電圧Ｖcが入力され、コレクタから電流Ｉdを引き
抜くトランジスタＴr11と、前記トランジスタＴr11のエ
ミッタとグランド間に接続される抵抗Ｒ11とから構成さ
れる。また、制御電圧発生源321は、固定電圧Ｖdd１と
グランド間に直列に接続された抵抗Ｒ12とｎ個のダイオ
ードＤ11〜Ｄ1ｎと、抵抗Ｒ13とから構成され、前記抵
抗Ｒ13の高電位側を制御電圧出力端子として、前記電圧
制御電流源31に入力するようになっている。このレーザ
駆動電流源３は温度が上昇すると、ダイオードＤ11〜Ｄ
1ｎの順電圧Ｖd、及びトランジスタＴr11のベース・エ
ミッタ間電圧Ｖbe11の値が減少し、抵抗Ｒ11の両端電圧
Ｖeが上昇することにより、温度の上昇に伴いレーザ駆
動電流Ｉdが増大し、半導体レーザの温度特性を補償す
ることができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、光加
入者装置を加入者宅近くの屋外に設置し、光加入者装置
と加入者宅間をメタリック線で接続するようなシステム
が提案されている。このシステムでは、光加入者装置に
直射日光の当たることなども考えられるため、光加入者
装置の動作環境温度範囲を広くとる必要がある。この場
合、従来の技術のような、半導体レーザの特性の温度変
動を線形近似型の電流源を用いて補償する半導体レーザ
駆動回路では、温度に対する電流の変化率を大きくとる
必要がある。

【０００８】図14は、図11の温度対レーザ駆動電流特性
を線形近似した場合の傾きを示す図であり、これは半導
体レーザの光出力パワーの最小値を20mＷとする場合に
必要となる駆動電流の変化率を、使用温度範囲を変えて
算出したものである。使用する温度Ｔの範囲が０度〜65
度の場合の変化率は0.47mＡ／℃であるのに対して、−2
0度〜85度の場合の変化率は0.7mＡ／℃必要である。

【０００９】しかしながら、前述した従来の電流源で
は、Ｖdd１が＋3.3Ｖ程度の低電圧であり、且つＶdd１
の変動による光出力パワーの変動を小さく抑える必要が
ある場合には、十分に大きな電流変化率を得ることがで
きないという課題がある。前記図13のレーザ駆動電流源
３の回路において、レーザ駆動電流Ｉdは、(数１)によ
り与えられる。

【００１０】

【数１】

【００１１】抵抗値の温度変動を無視すると、レーザ駆
動電流Ｉdの温度に対する変化率は(数２)により与えら
れる。

【００１２】

【数２】

【００１３】図13において、固定電圧Ｖdd１の変動は、
そのまま抵抗Ｒ11の両端電圧Ｖeの変動となるため、Ｖd
d１の変動によるレーザ駆動電流Ｉdの変動を小さく抑え
るためには、Ｖeの設定値をできるだけ大きくする必要
があるが、＋3.3Ｖ程度の低電圧で回路を駆動すること
を考えると、Ｖeの設定値は最大でも＋0.5Ｖ程度までし
か上げることができない。また、使用するダイオードの
個数は３個が限度である。Ｖdd１を＋3.3Ｖ、室温にお
けるＶeを＋0.5Ｖ、ダイオードの個数を３個(ｎ＝３)と
し、室温におけるレーザ駆動電流Ｉdを図14のＡ点から6
5mＡ、室温におけるベース・エミッタ間電圧Ｖbe11を＋
0.7Ｖ、室温における順電圧Ｖdを＋0.6Ｖ、ｄＶd／ｄＴ
＝ｄＶbe11／ｄＴという条件において上記ｄＩd／ｄＴ
を算出すると、(数３)のとおりとなる。

【００１４】

【数３】

【００１５】ここで、ｄＶd／ｄＴはダイオードに流れ
る電流が一定であれば−２mＶ程度であるため、ｄＩd／
ｄＴ＝0.68mＡ／℃となり、先程の0.7mＡ／℃にほぼ近
い値となるが、実際には、図13のレーザ駆動電流源回路
ではダイオードＤ11〜Ｄ1ｎに流れる電流値が温度の上
昇に伴い増加するため、0.68mＡ／℃よりもｄＩd／ｄＴ
は小さくなり、0.7mＡ／℃との差が大きくなる。

【００１６】また、従来のような線形近似型のレーザ駆
動電流源を半導体レーザ駆動電流源に使用した場合、図
14からわかるように、−20度〜85度のような広い動作範
囲では、近似が荒くなり、光出力パワーの一定値からの
ズレが大きくなってしまうという課題もある。

【００１７】本発明は上記従来の課題を解決し、電流値
が温度に対して大きな変化率をもつ電流源、またはある
しきい値温度を境に、そのしきい値温度を超えると電流
値の温度に対する変化率が増大する電流源を提供し、且
つ、それら電流源を半導体レーザ駆動電流源として使用
することにより、広い温度範囲において光出力パワーの
変動が少ない半導体レーザ駆動回路を実現することを目
的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、電流源の基本構成は、ベースに制御電圧が
入力され、コレクタから電流を引き抜くトランジスタ
と、前記トランジスタのエミッタとグランドの間に接続
された抵抗とからなる電圧制御電流源と、固定の入力電
位が与えられ、抵抗によってバイアスされたエミッタホ
ロワ回路において、トランジスタのエミッタとバイアス
抵抗の間にダイオードを挿入した制御電圧発生源とから
なり、前記制御電圧発生源のバイアス抵抗の高電位側を
前記電圧制御電流源のトランジスタのベースに接続した
ものである。

【００１９】また半導体レーザ駆動回路の基本構成は、
半導体レーザと、半導体レーザを駆動するための電流源
と、入力データパルスの論理に応じて半導体レーザに流
れる駆動電流をオンオフするカレントスイッチからな
り、レーザ駆動用の電流源に前記電流源を使用したもの
である。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１記載の発明は、
ベースに制御電圧が入力され、コレクタから電流を引き
抜くトランジスタと、前記トランジスタのエミッタとグ
ランドの間に接続された抵抗とからなる電圧制御電流源
と、固定の入力電位が与えられ、抵抗によってバイアス
されたエミッタホロワ回路において、トランジスタのエ
ミッタとバイアス抵抗の間にダイオードを挿入した制御
電圧発生源とからなり、前記制御電圧発生源のバイアス
抵抗の高電位側を前記電圧制御電流源のトランジスタの
ベースに接続した電流源であり、従来の半導体レーザ駆
動電流源と比較して、温度に対する電流値の変化率を大
きくできるという作用を有する。

【００２１】また、本発明の請求項２記載の発明は、半
導体レーザと、半導体レーザを駆動するための電流源
と、入力データパルスの論理に応じて半導体レーザに流
れる駆動電流をオンオフするカレントスイッチとからな
る半導体レーザ駆動回路において、前記レーザ駆動用の
電流源に請求項１記載の電流源を使用した半導体レーザ
駆動回路であり、従来の半導体レーザ駆動電流源を用い
た半導体レーザ駆動回路と比較して、より広い温度範囲
において光出力パワーの変動を小さく抑えることができ
るという作用を有する。

【００２２】また、本発明の請求項３記載の発明は、ベ
ースに制御電圧が入力され、コレクタから電流を引き抜
くトランジスタと、前記トランジスタのエミッタとグラ
ンドの間に接続された抵抗とからなる電圧制御電流源
と、固定の入力電位が与えられ、定電流源によってバイ
アスされたエミッタホロワ回路において、トランジスタ
のエミッタとバイアス用定電流源の間にダイオードを挿
入した制御電圧発生源とからなり、前記制御電圧発生源
の定電流源の高電位側を前記電圧制御電流源のトランジ
スタのベースに接続した電流源であり、請求項１記載の
電流源と比較して、温度に対する電流値の変化率を更に
大きくできるという作用を有する。

【００２３】また、本発明の請求項４記載の発明は、半
導体レーザと、半導体レーザを駆動するための電流源
と、入力データパルスの論理に応じて半導体レーザに流
れる駆動電流をオンオフするカレントスイッチとからな
る半導体レーザ駆動回路において、前記レーザ駆動用の
電流源に請求項３記載の電流源を使用した半導体レーザ
駆動回路であり、請求項１記載の電流源を用いた請求項
２記載の半導体レーザ駆動回路と比較して、より広い温
度範囲において光出力パワーの変動を小さく抑えること
ができるという作用を有する。

【００２４】また、本発明の請求項５記載の発明は、半
導体レーザと、半導体レーザを駆動するための２つの電
流源と、入力データパルスの論理に応じて半導体レーザ
に流れる駆動電流をオンオフするカレントスイッチとか
らなる半導体レーザ駆動回路において、前記レーザ駆動
用の２つの電流源に、請求項１または３記載の電流源と
を任意の２つの組み合わせで使用した半導体レーザ駆動
回路であり、一方の電流源を、あるしきい値温度よりも
低温時にはオフ状態となり、高温時には温度に対して線
形に電流値が変化するようにしたことにより、請求項２
または４記載の半導体レーザ駆動回路と比較して、更に
光出力パワーの変動の少ない半導体レーザ駆動回路を実
現できるという作用を有する。

【００２５】また、本発明の請求項６記載の発明は、請
求項３記載の制御電圧発生源において、エミッタホロワ
回路のバイアス用定電流源の高電位側に抵抗を挿入し、
前記抵抗の両端を制御電圧出力端子とした制御電圧発生
源と、ベースに制御電圧が入力され、コレクタから電流
を引き抜くトランジスタと、前記トランジスタのエミッ
タとグランドの間に接続された抵抗とからなる２つの電
圧制御電流源から構成され、前記２つの電圧制御電流源
のトランジスタのベースを前記制御電圧発生源の２つの
制御電圧出力端子に接続した電流源であり、一方の電圧
制御電流源は温度に対して線形に電流値が変化し、もう
一方の電圧制御電流源は、あるしきい値温度よりも低温
時にはオフ状態となり、高温時には温度に対して線形に
電流値が変化するようにしたことにより、回路全体の特
性としては、しきい値温度を境に、その温度を超えると
電流の温度に対する変化率が増大する電流源を実現でき
るという作用を有する。

【００２６】また、本発明の請求項７記載の発明は、半
導体レーザと、半導体レーザを駆動するための電流源
と、入力データパルスの論理に応じて半導体レーザに流
れる駆動電流をオンオフするカレントスイッチとからな
る半導体レーザ駆動回路において、前記レーザ駆動用の
電流源に請求項６記載の電流源を使用した半導体レーザ
駆動回路であり、請求項５記載の半導体レーザ駆動回路
よりも少ない部品点数と消費電力で請求項５記載の半導
体レーザ駆動回路と同様の効果を実現できるという作用
を有する。

【００２７】以下、本発明の各実施の形態について、図
を用いて説明する。

【００２８】（実施の形態１）図１は本発明の実施の形
態１における線形近似型レーザ駆動電流源の回路図であ
る。図１において、電圧制御電流源312は、制御電圧Ｖc
によってレーザ駆動電流Ｉdを変化させるもので、ベー
スに制御電圧Ｖcが入力され、コレクタから電流Ｉdを引
き抜くトランジスタＴr21と、そのトランジスタＴr21の
エミッタとグランド間に接続される抵抗Ｒ21とから構成
される。

【００２９】また、制御電圧発生源322は、電圧制御電
流源312のレーザ駆動電流Ｉdの制御電圧Ｖcを発生する
回路であり、トランジスタＴr22のベースを入力端子と
して、この入力端子に抵抗Ｒ23と抵抗Ｒ24の分圧回路に
よって固定電位が与えられ、バイアス抵抗Ｒ22によって
バイアスされたエミッタホロワ回路が基本構成となって
おり、トランジスタＴr22のエミッタとバイアス抵抗Ｒ2
2の間にダイオードＤ21〜Ｄ2ｎを挿入して、バイアス抵
抗Ｒ22の高電位側を前記電圧制御電流源312の制御電圧
Ｖcの出力端子とした構成になっている。

【００３０】以上のように構成されたレーザ駆動電流源
について、その動作を説明する。温度が上昇すると、ダ
イオードＤ21〜Ｄ2ｎの順電圧Ｖd、及びトランジスタＴ
r21のベース・エミッタ間電圧Ｖbe21、トランジスタＴr
22のベース・エミッタ間電圧Ｖbe22の値が減少し、抵抗
Ｒ21の両端電圧Ｖeが上昇する。

【００３１】図１の回路において、レーザ駆動電流Ｉd
は、(数４)により与えられる。

【００３２】

【数４】

【００３３】よって、抵抗値の温度変動を無視すると、
レーザ駆動電流Ｉdの温度に対する変化率は(数５)によ
り与えられる。

【００３４】

【数５】

【００３５】固定電圧Ｖddを＋3.3Ｖ、室温における抵
抗Ｒ21の両端電圧Ｖeを＋0.5Ｖ、ダイオードの個数を２
個(ｎ＝２）とし、室温におけるレーザ駆動電流Ｉdを65
mＡ、室温におけるＶbe21、Ｖbe22を＋0.7Ｖ、室温にお
ける順電圧Ｖdを＋0.6Ｖ、ｄＶd／ｄＴ＝ｄＶbe21／ｄ
Ｔ＝ｄＶbe22／ｄＴという条件において上記ｄＩd／ｄ
Ｔを算出すると、(数６)のとおりとなる。

【００３６】

【数６】

【００３７】よって、本発明の実施の形態１によれば、
図13に示した従来の電流源の(数３)と上記(数６)を比較
してみればわかるように、温度に対する電流の変化率を
大きくすることができる。

【００３８】（実施の形態２）図２は本発明の実施の形
態２における半導体レーザ駆動回路の回路図であり、半
導体レーザ１と、半導体レーザを駆動するためのレーザ
駆動電流源３と、入力データパルスの論理に応じて半導
体レーザに流れる駆動電流をオンオフするカレントスイ
ッチ２とから構成される。半導体レーザ駆動電流源３は
図１に示した実施の形態１の電流源と同様の構成であ
る。温度が上昇し、半導体レーザの特性が変化しても、
レーザ駆動電流Ｉdがそれを補償するように追従して変
化する。

【００３９】本発明の実施の形態２によれば、前記図13
に示した従来の電流源を用いる場合と比較して、温度に
対するレーザ駆動電流Ｉdの変化率が大きくできるた
め、より広い温度範囲において半導体レーザの特性温度
変化を補償することが可能である。

【００４０】（実施の形態３）図３は本発明の実施の形
態３における線形近似型レーザ駆動電流源の回路図であ
る。図３において、電圧制御電流源313は、制御電圧Ｖc
によってレーザ駆動電流Ｉdを変化させるもので、ベー
スに制御電圧Ｖcが入力され、コレクタからレーザ駆動
電流Ｉdを引き抜くトランジスタＴr31と、そのトランジ
スタＴr31のエミッタとグランド間に接続される抵抗Ｒ3
1とから構成される。

【００４１】また、制御電圧発生源323は、電圧制御電
流源313のレーザ駆動電流Ｉdの制御電圧Ｖcを発生する
回路であり、トランジスタＴr32のベースを入力端子と
して、この入力端子に抵抗Ｒ32と抵抗Ｒ33の分圧回路に
よって固定電位が与えられ、抵抗Ｒ34とトランジスタＴ
r33，Ｔr34から構成される定電流源によってバイアスさ
れたエミッタホロワ回路が基本構成となっており、トラ
ンジスタＴr32のエミッタとバイアス電流源の間にダイ
オードＤ31〜Ｄ3ｎを挿入して、バイアス電流源の高電
位側を前記電圧制御電流源313の制御電圧Ｖcの出力端子
とした構成になっている。

【００４２】以上のように構成されたレーザ駆動電流源
では、温度が上昇すると、ダイオードＤ31〜Ｄ3ｎの順
電圧Ｖd、及びトランジスタＴr31のベース・エミッタ間
電圧Ｖbe31、トランジスタＴr32のベース・エミッタ間
電圧Ｖbe32の値が減少し、抵抗Ｒ31の両端電圧Ｖeが上
昇することにより、レーザ駆動電流Ｉdが増加する。

【００４３】図８は本発明の実施の形態３における温度
をパラメータとしたダイオードの順電圧対順電流特性の
一例を示す。順電流(縦軸)が１mＡで固定され、温度が2
5℃から100℃に上昇した場合には、状態は図中ａ点から
ｂ点に移動し、順電圧Ｖ(横軸)の変化は約0.15Ｖ得られ
るが、電流が１mＡから２mＡに変化すると、状態は図中
ａ点からｃ点に移動するため、順電圧Ｖの変化は約0.10
Ｖ程度しか得られない。図１に示した本発明の実施の形
態１の電流源では、温度が上昇するとダイオードＤ21〜
Ｄ2ｎに流れる電流の量が上昇してしまうのに対して、
図３の実施の形態３のレーザ駆動電流源では、ダイオー
ドＤ31〜Ｄ3ｎに流れる電流の量がほぼ一定に保たれる
ため、実施の形態３のレーザ駆動電流源では、実施の形
態１のレーザ駆動電流源よりも更に温度に対する電流値
の変化率を大きくすることができる。

【００４４】（実施の形態４）図４は本発明の実施の形
態４における半導体レーザ駆動回路の回路図であり、半
導体レーザ１と、半導体レーザを駆動するためのレーザ
駆動電流源３と、入力データパルスの論理に応じて半導
体レーザに流れる駆動電流をオンオフするカレントスイ
ッチ２とから構成される。半導体レーザ駆動電流源３は
図３に示した実施の形態３の電流源と同様の構成であ
る。温度が上昇し、半導体レーザの特性が変化しても、
レーザ駆動電流Ｉdがそれを補償するように追従して変
化する。

【００４５】本発明の実施の形態４によれば、図１に示
した実施の形態１のレーザ駆動電流源を用いた実施の形
態２の半導体レーザ駆動回路と比較して、温度に対する
レーザ駆動電流Ｉdの変化率が大きいため、更に広い温
度範囲において半導体レーザの特性温度変化を補償する
ことが可能である。

【００４６】（実施の形態５）図５は本発明の実施の形
態５における半導体レーザ駆動回路の回路図であり、半
導体レーザ１と、半導体レーザを駆動するための２つの
レーザ駆動電流源３a，３bと、入力データパルスの論理
に応じて半導体レーザに流れる駆動電流をオンオフする
カレントスイッチ２とから構成される。

【００４７】２つのレーザ駆動電流源３a，３bに、図１
記載の本発明の実施の形態１の電流源と図３記載の本発
明の実施の形態３の電流源を任意の組み合わせで使用
し、一方の電流源の制御電圧Ｖcを、ある一定の温度以
下では電圧制御電流源に使われているトランジスタがカ
ットオフするようにしたことによって、トータルのレー
ザ駆動電流Ｉdを設定温度を境にして、その設定温度を
超えると温度に対する電流値の変化率が増大するように
構成している。これにより、電流源を１つだけ用いた線
形近似型の半導体レーザ駆動回路と比較して、更に光出
力パワーの変動の少ない半導体レーザ駆動回路を実現す
ることができる。

【００４８】図９はレーザ駆動電流Ｉdの温度変化特性
の一例を示すグラフ図である。図９の例では、一方の電
流源によって一定傾斜の電流Ｉaが与えられ、もう一方
の電流源が50℃をしきい値温度として、50℃を超える
と、一定傾斜の電流Ｉbが与えられている。よって、ト
ータルのレーザ駆動電流Ｉdが50℃を境にして、50℃を
超えると温度に対する電流値の変化率が増大することに
なる。従って、図中に実線で示した半導体レーザの温度
特性を単純な線形近似する場合と比較して、より正確に
近似することが可能となり、図２記載の本発明の実施の
形態２の半導体レーザ駆動回路や図４記載の本発明の実
施の形態４の半導体レーザ駆動回路よりも、更に光出力
パワーの変動を小さく抑えることが可能となる。

【００４９】（実施の形態６）図６は本発明の実施の形
態６における区間線形近似型レーザ駆動電流源の回路図
である。図６において、電圧制御電流源41は、制御電圧
Ｖc１によって電流Ｉaを変化させるもので、ベースに制
御電圧Ｖc１が入力され、コレクタから電流Ｉaを引き抜
くトランジスタＴr41と、そのトランジスタＴr41のエミ
ッタとグランド間に接続される抵抗Ｒ41とから構成され
る。

【００５０】また、電圧制御電流源42は、制御電圧Ｖc
２によって電流Ｉbを変化させるもので、ベースに制御
電圧Ｖc２が入力され、コレクタから電流Ｉbを引き抜く
トランジスタＴr42と、そのトランジスタＴr42のエミッ
タとグランド間に接続される抵抗Ｒ42とから構成され
る。

【００５１】また、制御電圧発生源43は、２つの電圧制
御電流源41，42の電流Ｉa，Ｉbの制御電圧Ｖc１，Ｖc２
を発生する回路であり、トランジスタＴr43のベースを
入力端子として、この入力端子に抵抗Ｒ44と抵抗Ｒ45の
分圧回路によって固定電位が与えられ、抵抗Ｒ46とトラ
ンジスタＴr44，Ｔr45から構成される定電流源によって
バイアスされたエミッタホロワ回路が基本構成となって
おり、トランジスタＴr43のエミッタとバイアス電流源
の間にダイオードＤ41〜Ｄ4ｎと抵抗Ｒ43を挿入して、
抵抗Ｒ43の高電位側を電圧制御電流源41の制御電圧Ｖc
１の出力端子とし、抵抗Ｒ43の低電位側を電圧制御電流
源42の制御電圧Ｖc２の出力端子とした構成になってい
る。

【００５２】以上のように構成された電流源では、温度
が上昇すると、ダイオードＤ41〜Ｄ4ｎの順電圧Ｖd、及
びトランジスタＴr41，Ｔr42のベース・エミッタ間電圧
Ｖbe41，Ｖbe42、トランジスタＴr43のベース・エミッ
タ間電圧Ｖbe43の値が減少し、抵抗Ｒ41，Ｒ42の両端電
圧Ｖe１、Ｖe２が上昇する。電圧制御電流源42の制御電
圧Ｖc２を、ある一定の温度以下ではトランジスタＴr42
がカットオフするようにしたことによって、トータルの
レーザ駆動電流Ｉdを設定温度を境にして、その設定温
度を超えると温度に対する電流値の変化率が増大するよ
うにできる。

【００５３】本発明の実施の形態６の電流源によれば、
実施の形態５で２つの電流源を用いて実現していた図９
のレーザ駆動電流Ｉdような特性を持った電流源が、よ
り少ない部品点数と消費電力により実現することが可能
である。

【００５４】（実施の形態７）図７は本発明の実施の形
態７における半導体レーザ駆動回路の回路図であり、半
導体レーザ１と、半導体レーザを駆動するための電流源
４と、入力データパルスの論理に応じて半導体レーザに
流れる駆動電流をオンオフするカレントスイッチ２とか
ら構成される。半導体レーザ駆動電流源４は図６に示し
た実施の形態６の電流源と同様の構成である。温度が上
昇し、半導体レーザの特性が変化しても、駆動電流Ｉd
がそれを補償するように追従して変化する。

【００５５】本発明の実施の形態７によれば、図５記載
の実施の形態５の半導体レーザ駆動回路と同様に、図２
記載の本発明の実施の形態２の半導体レーザ駆動回路や
図４記載の本発明の実施の形態４の半導体レーザ駆動回
路よりも半導体レーザの温度特性をより正確に補償する
ことが可能となり、実施の形態２や実施の形態４の半導
体レーザ駆動回路よりも、更に光出力パワーの変動を小
さく抑えることが可能である。また、本発明の実施の形
態５と比較して、同様の特性をより少ない部品点数と消
費電力により実現することが可能である。

【００５６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、温
度に対する電流値の変化率を大きくできる電流源を実現
し、この電流源を半導体レーザ駆動電流源として用いる
ことにより、半導体レーザ駆動回路を広い温度範囲にお
いて使用可能にできるという効果が得られる。

【００５７】また更に、あるしきい値温度を境に、しき
い値温度を超えると温度に対する電流値の変化率が増大
するような電流源を実現し、この電流源を半導体レーザ
駆動電流源として用いることにより、線形近似型の半導
体レーザ駆動回路よりも更に光出力パワーの変動の少な
い半導体レーザ駆動回路を実現できるという効果を有す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１における線形近似型レー
ザ駆動電流源の回路図である。

【図２】本発明の実施の形態２における半導体レーザ駆
動回路の回路図である。

【図３】本発明の実施の形態３における線形近似型レー
ザ駆動電流源の回路図である。

【図４】本発明の実施の形態４における半導体レーザ駆
動回路の回路図である。

【図５】本発明の実施の形態５における半導体レーザ駆
動回路の回路図である。

【図６】本発明の実施の形態６における区間線形近似型
レーザ駆動電流源の回路図である。

【図７】本発明の実施の形態７における半導体レーザ駆
動回路の回路図である。

【図８】本発明の実施の形態３における温度をパラメー
タとしたダイオードの順電圧対順電流特性の一例図であ
る。

【図９】本発明の実施の形態５における温度対レーザ駆
動電流の特性の一例を示すグラフである。

【図１０】温度をパラメータとした半導体レーザの駆動
電流対光出力パワー特性の一例図である。

【図１１】光出力パワーをパラメータとした半導体レー
ザの温度対駆動電流特性の一例図である。

【図１２】従来の半導体レーザ駆動回路のブロック図で
ある。

【図１３】図12のレーザ駆動電流源の一例を示す回路図
である。

【図１４】図11の温度対レーザ駆動電流特性を線形近似
した場合の傾きを示す図である。

【符号の説明】

１…半導体レーザ、 ２…カレントスイッチ、 ３，３
a，３b，４…レーザ駆動電流源、 31，311〜313，41，
42…電圧制御電流源、 32，321〜323，43…制御電圧発
生源、 Ｄ11〜Ｄ1ｎ，Ｄ21〜Ｄ2ｎ，Ｄ31〜Ｄ3ｎ，Ｄ4
1〜Ｄ4ｎ…ダイオード、 Ｉa，Ｉb，Ｉd…レーザ駆動
電流、 Ｐo…光出力パワー、 Ｒ11〜Ｒ13，Ｒ21〜Ｒ2
4，Ｒ31〜Ｒ34，Ｒ41〜Ｒ46…抵抗、 Ｔ…温度、 Ｔr
11，Ｔr21，Ｔr22，Ｔr31〜Ｔr34，Ｔr41〜Ｔr45…トラ
ンジスタ、 Ｖbe11，Ｖbe21，Ｖbe22，Ｖbe31，Ｖbe3
2，Ｖbe41〜Ｖbe43…ベース・エミッタ間電圧、 Ｖc，
Ｖc１，Ｖc２…電流制御電圧、 Ｖd…ダイオード順電
圧、 Ｖdd１，Ｖdd２…固定電圧源、 Ｖe，Ｖe１，Ｖ
e２…抵抗端子間電圧。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ベースに制御電圧が入力され、コレクタ
   から電流を引き抜くトランジスタと、前記トランジスタ
   のエミッタとグランドの間に接続された抵抗とからなる
   電圧制御電流源と、固定の入力電位が与えられ、抵抗に
   よってバイアスされたエミッタホロワ回路において、ト
   ランジスタのエミッタとバイアス抵抗の間にダイオード
   を挿入した制御電圧発生源とからなり、前記制御電圧発
   生源のバイアス抵抗の高電位側を前記電圧制御電流源の
   トランジスタのベースに接続したことを特徴とする電流
   源。
2. 【請求項２】 半導体レーザと、半導体レーザを駆動す
   るための電流源と、入力データパルスの論理に応じて半
   導体レーザに流れる駆動電流をオンオフするカレントス
   イッチとからなる半導体レーザ駆動回路において、前記
   レーザ駆動用の電流源に請求項１記載の電流源を使用し
   たことを特徴とする半導体レーザ駆動回路。
3. 【請求項３】 ベースに制御電圧が入力され、コレクタ
   から電流を引き抜くトランジスタと、前記トランジスタ
   のエミッタとグランドの間に接続された抵抗とからなる
   電圧制御電流源と、固定の入力電位が与えられ、定電流
   源によってバイアスされたエミッタホロワ回路におい
   て、トランジスタのエミッタとバイアス用定電流源の間
   にダイオードを挿入した制御電圧発生源とからなり、前
   記制御電圧発生源の定電流源の高電位側を前記電圧制御
   電流源のトランジスタのベースに接続したことを特徴と
   する電流源。
4. 【請求項４】半導体レーザと、半導体レーザを駆動する
   ための電流源と、入力データパルスの論理に応じて半導
   体レーザに流れる駆動電流をオンオフするカレントスイ
   ッチとからなる半導体レーザ駆動回路において、前記レ
   ーザ駆動用の電流源に請求項３記載の電流源を使用した
   ことを特徴とする半導体レーザ駆動回路。
5. 【請求項５】 半導体レーザと、前記半導体レーザを駆
   動するための２つの電流源と、入力データパルスの論理
   に応じて半導体レーザに流れる駆動電流をオンオフする
   カレントスイッチとからなる半導体レーザ駆動回路にお
   いて、前記レーザ駆動用の２つの電流源に、請求項１ま
   たは３記載の電流源を任意の２つの組み合わせで使用し
   たことを特徴とする半導体レーザ駆動回路。
6. 【請求項６】 請求項３記載の制御電圧発生源におい
   て、エミッタホロワ回路のバイアス用定電流源の高電位
   側に抵抗を挿入し、前記抵抗の両端を制御電圧出力端子
   とした制御電圧発生源と、ベースに制御電圧が入力さ
   れ、コレクタから電流を引き抜くトランジスタと、前記
   トランジスタのエミッタとグランドの間に接続された抵
   抗とからなる２つの電圧制御電流源とから構成され、前
   記２つの電圧制御電流源のトランジスタのベースを前記
   制御電圧発生源の２つの制御電圧出力端子に接続したこ
   とを特徴とする電流源。
7. 【請求項７】 半導体レーザと、半導体レーザを駆動す
   るための電流源と、入力データパルスの論理に応じて半
   導体レーザに流れる駆動電流をオンオフするカレントス
   イッチとからなる半導体レーザ駆動回路において、前記
   レーザ駆動用の電流源に請求項６記載の電流源を使用し
   たことを特徴とする半導体レーザ駆動回路。