JPS625543B2 - - Google Patents
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- JPS625543B2 JPS625543B2 JP10561281A JP10561281A JPS625543B2 JP S625543 B2 JPS625543 B2 JP S625543B2 JP 10561281 A JP10561281 A JP 10561281A JP 10561281 A JP10561281 A JP 10561281A JP S625543 B2 JPS625543 B2 JP S625543B2
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- transistor
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- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 13
- 230000005669 field effect Effects 0.000 claims description 9
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 15
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 4
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 4
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-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/50—Transmitters
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、レーザダイオード又は発光ダイオー
ド等の半導体発光素子駆動回路に関し、特に、駆
動速度を向上させる回路構成に関する。
ド等の半導体発光素子駆動回路に関し、特に、駆
動速度を向上させる回路構成に関する。
近年、光通信が発達するにつれて、その伝送容
量の大容量化がますます重要視されてきている。
このため、半導体発光素子であるレーザダイオー
ドおよび発光ダイオード等を高速に動作させる必
要がある。
量の大容量化がますます重要視されてきている。
このため、半導体発光素子であるレーザダイオー
ドおよび発光ダイオード等を高速に動作させる必
要がある。
従来の半導体発光素子駆動回路の代表的な構成
は、第１図に示すように、トランジスタＱのエミ
ツタに半導体発光素子LDを接続したエミツタホ
ロワ形となつている。そして、トランジスタＱの
ベースに正電位の制御パルスＰが印加され、該パ
ルスＰの前縁がトランジスタＱを順バイアスする
に十分なだけ立上ると、駆動電流Ｉが流れて半導
体発光素子LDが発光開始する。一般に、半導体
発光素子、特に半導体発光ダイオード（LED）
の光パルスの立上りは、次式で示される立上時間
trによつて決められる遅延時間を有する。
は、第１図に示すように、トランジスタＱのエミ
ツタに半導体発光素子LDを接続したエミツタホ
ロワ形となつている。そして、トランジスタＱの
ベースに正電位の制御パルスＰが印加され、該パ
ルスＰの前縁がトランジスタＱを順バイアスする
に十分なだけ立上ると、駆動電流Ｉが流れて半導
体発光素子LDが発光開始する。一般に、半導体
発光素子、特に半導体発光ダイオード（LED）
の光パルスの立上りは、次式で示される立上時間
trによつて決められる遅延時間を有する。
tr＝ln9・〔τs＋4KTCs／qI〕
ただし、Ｃs：空乏層電荷静電容量
Ｉ：印加電流
Ｔ：絶対温度（〓）
ｋ：ボルツマン定数
ｑ：電荷
τs：キヤリア寿命時間
上式中、印加電流Ｉ以外のパラメータは、半導
体発光素子の特性によつて定まるが、印加電流Ｉ
は、駆動回路によつて定まる。従つて、高速で光
パルスを立上らせるためには、印加電流Ｉを大に
する必要がある。
体発光素子の特性によつて定まるが、印加電流Ｉ
は、駆動回路によつて定まる。従つて、高速で光
パルスを立上らせるためには、印加電流Ｉを大に
する必要がある。
しかるに、第１図に示した従来の駆動回路にお
いては、第２図ａに示すような制御パルスＰを印
加すると、同図ｂに示すような駆動電流Ｉが流れ
る。この駆動電流Ｉが大きくないときは、上述の
ように半導体発光素子LDの発光強度の立上時間
が遅く、同図ｃに曲線２１で示したような光パル
スとなる。すなわち、光パルスOPの立上速度が
遅くなるという欠点がある。この立上時間を早め
るためには、印加電流Ｉを大にしなければならな
いため、高速かつ大電流容量のトランジスタが必
要となる。かかるトランジスタは、非常に高価で
あるばかりでなく、トランジスタの熱放散のため
に冷却装置を用意する必要があり、駆動回路の小
型化の支障となつている。また、入力パルスＰが
オフになるとトランジスタＱはオフするが、オン
期間中に半導体発光素子LDの接合コンデンサに
蓄積された電荷が直ちに放電することができない
ため、電流Ｉも若干の遅れを伴う（第２図ｂの曲
線２０参照）と共に、光パルスOPの後縁は、同
図ｃに曲線２４で示すように前記コンデンサの放
電時間に依存して比較的低速度で低下する。光パ
ルスOPの立下りが遅れると、次の光パルスの前
縁２５に悪影響を及ぼす。このため、伝送速度を
増加させると、光パルス間での符号間干渉が増大
して伝送品質の劣化を生じ、高速化が困難であ
る。
いては、第２図ａに示すような制御パルスＰを印
加すると、同図ｂに示すような駆動電流Ｉが流れ
る。この駆動電流Ｉが大きくないときは、上述の
ように半導体発光素子LDの発光強度の立上時間
が遅く、同図ｃに曲線２１で示したような光パル
スとなる。すなわち、光パルスOPの立上速度が
遅くなるという欠点がある。この立上時間を早め
るためには、印加電流Ｉを大にしなければならな
いため、高速かつ大電流容量のトランジスタが必
要となる。かかるトランジスタは、非常に高価で
あるばかりでなく、トランジスタの熱放散のため
に冷却装置を用意する必要があり、駆動回路の小
型化の支障となつている。また、入力パルスＰが
オフになるとトランジスタＱはオフするが、オン
期間中に半導体発光素子LDの接合コンデンサに
蓄積された電荷が直ちに放電することができない
ため、電流Ｉも若干の遅れを伴う（第２図ｂの曲
線２０参照）と共に、光パルスOPの後縁は、同
図ｃに曲線２４で示すように前記コンデンサの放
電時間に依存して比較的低速度で低下する。光パ
ルスOPの立下りが遅れると、次の光パルスの前
縁２５に悪影響を及ぼす。このため、伝送速度を
増加させると、光パルス間での符号間干渉が増大
して伝送品質の劣化を生じ、高速化が困難であ
る。
本発明の目的は、上述の従来の欠点を解決し、
高速で光パルスを発生させることができる半導体
発光素子駆動回路を提供することにある。
高速で光パルスを発生させることができる半導体
発光素子駆動回路を提供することにある。
本発明の駆動回路は、スイツチング機能を有す
る一の導電型の第１のトランジスタと、該第１の
トランジスタと反対の導電型の第２のトランジス
タと、前記第１のトランジスタの電源側に接続さ
れた立上時間加速用のコンデンサとを備え、前記
第１と第２のトランジスタには、それぞれ反対極
性の電源を接続し他の電極は共通に接続して半導
体発光素子に接続し各制御入力には直接又はダイ
オードを介して制御パルスを入力させるようにし
たことを特徴とする。
る一の導電型の第１のトランジスタと、該第１の
トランジスタと反対の導電型の第２のトランジス
タと、前記第１のトランジスタの電源側に接続さ
れた立上時間加速用のコンデンサとを備え、前記
第１と第２のトランジスタには、それぞれ反対極
性の電源を接続し他の電極は共通に接続して半導
体発光素子に接続し各制御入力には直接又はダイ
オードを介して制御パルスを入力させるようにし
たことを特徴とする。
なお上述の第１および第２のトランジスタは、
NPNトランジスタとPNPトランジスタを用いて
もよく、あるいはＮチヤンネル電界効果トランジ
スタとＰチヤンネル電界効果トランジスタを用い
てもよいことは勿論である。
NPNトランジスタとPNPトランジスタを用いて
もよく、あるいはＮチヤンネル電界効果トランジ
スタとＰチヤンネル電界効果トランジスタを用い
てもよいことは勿論である。
次に、本発明について、図面を参照して詳細に
説明する。
説明する。
第３図は、本発明の一実施例を示す回路図であ
る。すなわち、正電源＋Ｖと負電源−Ｖとの間
に、NPNトランジスタQ1のコレクタ，同エミツ
タ，PNPトランジスタQ2のエミツタ，同コレク
タを直列に接続し、トランジスタQ1およびQ2の
エミツタどうしの接続点とアース間に半導体発光
素子LDを接続する。いわゆる相補型エミツタホ
ロワ形式の接続である。トランジスタQ1，Q2の
ベースは共通に接続して制御パルスＰの入力端子
とする。そして、トランジスタQ1のコレクタ
は、立上時間加速用のコンデンサＣにより接地さ
れた構成である。
る。すなわち、正電源＋Ｖと負電源−Ｖとの間
に、NPNトランジスタQ1のコレクタ，同エミツ
タ，PNPトランジスタQ2のエミツタ，同コレク
タを直列に接続し、トランジスタQ1およびQ2の
エミツタどうしの接続点とアース間に半導体発光
素子LDを接続する。いわゆる相補型エミツタホ
ロワ形式の接続である。トランジスタQ1，Q2の
ベースは共通に接続して制御パルスＰの入力端子
とする。そして、トランジスタQ1のコレクタ
は、立上時間加速用のコンデンサＣにより接地さ
れた構成である。
次に、本実施例の動作について説明する。第４
図ａに示すような制御パルスＰを印加すると、ト
ランジスタQ1がオンし、電源＋Ｖから電流I1が流
入し、同時にコンデンサＣに充電されていた電荷
によつて電流Ｉcが流入する。従つて半導体発光
素子LDに流れる電流はI1とＩcの和になり第４図
ｂに曲線４１で示すような過渡電流が流れる。す
なわち、電源＋ＶとトランジスタQ1のコレクタ
間に存在する低抗，インダクタンス等によつて制
限されかつ遅れを伴う電流I1のみでなく、コンデ
ンサＣに充電されていた電荷により直接流入する
電流Ｉcが流れるため瞬間的に大電流が流れるこ
とになる。立上り電流が大であると、前述したよ
うに、光パルスOPの立上り時間trが小となる。
従つて、第４図ｃに示す光パルスOPの波形は、
立上り部分４５が急峻になつている。過渡状態の
後は、第４図ｂの曲線４２で示すように電源＋Ｖ
とトランジスタQ1のコレクタ間の配線抵抗等に
よつて制限された電流Ｉが流れる。従つてトラン
ジスタQ1は比較的低電力のものでよいから、駆
動回路の小型化，経済化が可能である。
図ａに示すような制御パルスＰを印加すると、ト
ランジスタQ1がオンし、電源＋Ｖから電流I1が流
入し、同時にコンデンサＣに充電されていた電荷
によつて電流Ｉcが流入する。従つて半導体発光
素子LDに流れる電流はI1とＩcの和になり第４図
ｂに曲線４１で示すような過渡電流が流れる。す
なわち、電源＋ＶとトランジスタQ1のコレクタ
間に存在する低抗，インダクタンス等によつて制
限されかつ遅れを伴う電流I1のみでなく、コンデ
ンサＣに充電されていた電荷により直接流入する
電流Ｉcが流れるため瞬間的に大電流が流れるこ
とになる。立上り電流が大であると、前述したよ
うに、光パルスOPの立上り時間trが小となる。
従つて、第４図ｃに示す光パルスOPの波形は、
立上り部分４５が急峻になつている。過渡状態の
後は、第４図ｂの曲線４２で示すように電源＋Ｖ
とトランジスタQ1のコレクタ間の配線抵抗等に
よつて制限された電流Ｉが流れる。従つてトラン
ジスタQ1は比較的低電力のものでよいから、駆
動回路の小型化，経済化が可能である。
次に、制御パルスＰがオフすると、NPNトラ
ンジスタQ1はオフとなる。一方、PNPトランジ
スタQ2のエミツタは、半導体発光素子LDの接合
コンデンサに蓄えられた電荷により正電位である
ため、PNPトランジスタQ2は順方向にバイアス
されてオン状態となる。従つて、半導体発光素子
LDの蓄積電荷は第３図に電流Ｉpffで示したよう
に流れて負電源−Ｖ側に引抜かれる。この過渡電
流Ｉpffは、第４図ｂの曲線４３で示すように、
瞬時に流れて蓄積電荷を高速度で除去する。従つ
て光パルスOPの後縁は、第４図ｃの曲線４６で
示すように高速で立下る。以上のように、本実施
例では、制御パルスのオン、オフに従つて、光パ
ルスOPは高速に立上り又は立下るから、高速駆
動が可能となる効果がある。
ンジスタQ1はオフとなる。一方、PNPトランジ
スタQ2のエミツタは、半導体発光素子LDの接合
コンデンサに蓄えられた電荷により正電位である
ため、PNPトランジスタQ2は順方向にバイアス
されてオン状態となる。従つて、半導体発光素子
LDの蓄積電荷は第３図に電流Ｉpffで示したよう
に流れて負電源−Ｖ側に引抜かれる。この過渡電
流Ｉpffは、第４図ｂの曲線４３で示すように、
瞬時に流れて蓄積電荷を高速度で除去する。従つ
て光パルスOPの後縁は、第４図ｃの曲線４６で
示すように高速で立下る。以上のように、本実施
例では、制御パルスのオン、オフに従つて、光パ
ルスOPは高速に立上り又は立下るから、高速駆
動が可能となる効果がある。
第５図は、トランジスタQ1およびQ2を能動領
域で動作させるために抵抗R1，R2，ダイオード
D1，D2等のバイアス回路をベース端子に接続し
たこと以外は上述の実施例と同様である。この場
合は、トランジスタQ1，Q2を能動領域で動作さ
せているため、より高速動作が可能となる。
域で動作させるために抵抗R1，R2，ダイオード
D1，D2等のバイアス回路をベース端子に接続し
たこと以外は上述の実施例と同様である。この場
合は、トランジスタQ1，Q2を能動領域で動作さ
せているため、より高速動作が可能となる。
第６図は、相補型電界効果トランジスタを使用
した実施例を示す回路図である。すなわち、Ｎチ
ヤンネル電界効果トランジスタQ3のドレインに
正電源＋Ｖを接続し、Ｐチヤンネル電界効果トラ
ンジスタQ4のドレインに負電源−Ｖを接続し、
両トランジスタのソースを共通に接続して半導体
発光素子LDを駆動する。そして、両トランジス
タのゲートを共通に接続して制御パルスＰを入力
させる。また、トランジスタQ3のドレインには
立上時間加速用のコンデンサＣが接続されてい
る。この場合も前述と同様に、オン時にはコンデ
ンサＣの放電電流によつて駆動電流Ｉを瞬時に大
にし、オフ時には、トランジスタQ4のオンによ
り蓄積電荷の引抜き電流Ｉpffが流れるため、光
パルスOPの立上り、立下り時間は小となり高速
駆動が可能である。
した実施例を示す回路図である。すなわち、Ｎチ
ヤンネル電界効果トランジスタQ3のドレインに
正電源＋Ｖを接続し、Ｐチヤンネル電界効果トラ
ンジスタQ4のドレインに負電源−Ｖを接続し、
両トランジスタのソースを共通に接続して半導体
発光素子LDを駆動する。そして、両トランジス
タのゲートを共通に接続して制御パルスＰを入力
させる。また、トランジスタQ3のドレインには
立上時間加速用のコンデンサＣが接続されてい
る。この場合も前述と同様に、オン時にはコンデ
ンサＣの放電電流によつて駆動電流Ｉを瞬時に大
にし、オフ時には、トランジスタQ4のオンによ
り蓄積電荷の引抜き電流Ｉpffが流れるため、光
パルスOPの立上り、立下り時間は小となり高速
駆動が可能である。
第７図は、立上時間加速用のコンデンサとし
て、中心導体C1と外部導体C2から成る終端開放
の同軸ケーブルを使用した実施例を示す。すなわ
ち、中心導体C1をトランジスタQ1のコレクタに
接続し、外部導体C2はアースに接続されてい
る。また、第８図は容量性スタブをストリツプラ
インSTによつて実現した実施例を示す。いずれ
の場合においてもトランジスタQ1のコレクタは
大地に対して容量性のスタブに接続されているた
め、第３図に示した実施例と同様な動作により同
様な効果を奏する。
て、中心導体C1と外部導体C2から成る終端開放
の同軸ケーブルを使用した実施例を示す。すなわ
ち、中心導体C1をトランジスタQ1のコレクタに
接続し、外部導体C2はアースに接続されてい
る。また、第８図は容量性スタブをストリツプラ
インSTによつて実現した実施例を示す。いずれ
の場合においてもトランジスタQ1のコレクタは
大地に対して容量性のスタブに接続されているた
め、第３図に示した実施例と同様な動作により同
様な効果を奏する。
以上のように、本発明においては、制御パルス
のオン時には立上時間加速用のコンデンサにより
高速かつ瞬時的大電流により駆動し、制御パルス
オフ時には反対導電型の第２のトランジスタスイ
ツチによつて半導体発光素子の蓄積電荷を急速に
引抜くように構成されているから、半導体発光素
子の高速駆動が可能になる効果がある。また、そ
のためにトランジスタスイツチング素子の電力容
量を増加させる必要はないから、小型かつ安価に
提供することができる。
のオン時には立上時間加速用のコンデンサにより
高速かつ瞬時的大電流により駆動し、制御パルス
オフ時には反対導電型の第２のトランジスタスイ
ツチによつて半導体発光素子の蓄積電荷を急速に
引抜くように構成されているから、半導体発光素
子の高速駆動が可能になる効果がある。また、そ
のためにトランジスタスイツチング素子の電力容
量を増加させる必要はないから、小型かつ安価に
提供することができる。
第１図は従来の半導体発光素子駆動回路の一例
を示す回路図、第２図は上記従来例の駆動電流お
よび光パルスの波形を示す波形図、第３図は本発
明の一実施例を示す回路図、第４図は上記実施例
の駆動電流および光パルスを示す波形図、第５図
はトランジスタスイツチを能動領域で動作させた
場合の実施例を示す回路図、第６図は電界効果ト
ランジスタを使用した場合の実施例を示す回路
図、第７図および第８図は立上時間加速用のコン
デンサの代りに終端開放の同軸ケーブルおよびス
トリツプラインを用いた実施例を示す回路図であ
る。 図において、Ｐ…制御パルス、Ｉ…駆動電流、
OP…光パルス、Ｃ…立上時間加速用コンデン
サ、Q1…NPNトランジスタ、Q2…PNPトランジ
スタ、Q3…Ｎチヤンネル電界効果トランジス
タ、Q4…Ｐチヤンネル電界効果トランジスタ、
LD…半導体発光素子。
を示す回路図、第２図は上記従来例の駆動電流お
よび光パルスの波形を示す波形図、第３図は本発
明の一実施例を示す回路図、第４図は上記実施例
の駆動電流および光パルスを示す波形図、第５図
はトランジスタスイツチを能動領域で動作させた
場合の実施例を示す回路図、第６図は電界効果ト
ランジスタを使用した場合の実施例を示す回路
図、第７図および第８図は立上時間加速用のコン
デンサの代りに終端開放の同軸ケーブルおよびス
トリツプラインを用いた実施例を示す回路図であ
る。 図において、Ｐ…制御パルス、Ｉ…駆動電流、
OP…光パルス、Ｃ…立上時間加速用コンデン
サ、Q1…NPNトランジスタ、Q2…PNPトランジ
スタ、Q3…Ｎチヤンネル電界効果トランジス
タ、Q4…Ｐチヤンネル電界効果トランジスタ、
LD…半導体発光素子。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 一の導電型のトランジスタと、反対導電型の
トランジスタとを備え、 この二つのトランジスタの各エミツタまたはソ
ース電極が相互に接続され、 この二つのトランジスタのコレクタまたはドレ
イン電極はそれぞれ反対極性の電源に接続され、 相互に接続された前記エミツタまたはソース電
極には、一端が共通電位に接続された半導体発光
素子の他端が接続され、 この発光素子の発光を制御するパルスを前記二
つのトランジスタの制御電極に同位相で与える回
路を備え、 前記二つのトランジスタのうち前記発光素子の
発光時に導通状態となる方のコレクタまたはドレ
イン電極と共通電位との間に、、立上時間加速用
のコンデンサが接続された ことを特徴とする半導体発光素子高速駆動回
路。 ２ 二つのトランジスタがともにバイポーラトラ
ンジスタである特許請求の範囲第１項に記載の半
導体発光素子高速駆動回路。 ３ 二つのトランジスタがともに電界効果トラン
ジスタである特許請求の範囲第１項に記載の半導
体発光素子高速駆動回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56105612A JPS587941A (ja) | 1981-07-08 | 1981-07-08 | 半導体発光素子高速駆動回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56105612A JPS587941A (ja) | 1981-07-08 | 1981-07-08 | 半導体発光素子高速駆動回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS587941A JPS587941A (ja) | 1983-01-17 |
| JPS625543B2 true JPS625543B2 (ja) | 1987-02-05 |
Family
ID=14412317
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56105612A Granted JPS587941A (ja) | 1981-07-08 | 1981-07-08 | 半導体発光素子高速駆動回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS587941A (ja) |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2537782A1 (fr) * | 1982-12-14 | 1984-06-15 | Thomson Csf | Dispositif a diode emettrice de lumiere amenage pour supprimer les effets de constante de temps thermique |
| JPS61230438A (ja) * | 1985-04-03 | 1986-10-14 | Mitsubishi Electric Corp | 光送信器 |
| JPS61288530A (ja) * | 1985-06-15 | 1986-12-18 | Kyosan Electric Mfg Co Ltd | 光デ−タ伝送装置のフエ−ルセ−フ駆動回路 |
| JP2771163B2 (ja) * | 1987-06-27 | 1998-07-02 | 日本電気 株式会社 | Ｌｅｄ駆動回路 |
| US4818896A (en) * | 1987-08-28 | 1989-04-04 | Hewlett-Packard Company | Optical transmitter driver with current peaking |
| JP2564862B2 (ja) * | 1987-11-25 | 1996-12-18 | 日本電気株式会社 | Ｌｅｄ駆動回路 |
| JPH02110855U (ja) * | 1989-02-23 | 1990-09-05 | ||
| JPH0814552B2 (ja) * | 1989-09-14 | 1996-02-14 | 日本特殊陶業株式会社 | 触媒装置の機能状態検出センサ |
| EP0472318A3 (en) * | 1990-08-06 | 1994-08-10 | At & T Corp | Led pulse shaping circuit |
| JPH1069661A (ja) * | 1996-08-27 | 1998-03-10 | Mitsumi Electric Co Ltd | 書込み形光ディスクドライブのレーザ制御回路 |
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-
1981
- 1981-07-08 JP JP56105612A patent/JPS587941A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS587941A (ja) | 1983-01-17 |
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