KR900000023B1

KR900000023B1 - 레이저다이오드의 구동회로

Info

Publication number: KR900000023B1
Application number: KR1019860009784A
Authority: KR
Inventors: 가츠미 나가노
Original assignee: 가부시키가이샤 도시바; 와타리 스기이치로
Priority date: 1985-11-19
Filing date: 1986-11-19
Publication date: 1990-01-18
Also published as: EP0224185A3; EP0224185A2; US4806873A; KR870005490A

Abstract

내용 없음.

Description

레이저다이오드의 구동회로

제1도는 종래 레이저다이오드 구동회로의 회로도.

제2도는 본 발명에 따른 제1실시예의 회로도.

제3도는 제1실시예에 사용되는 레이저다이오드의 순방향 전류와 광출력의 관계 및, 광출력과 포토다이오드의 광기전류의 관계를 나타낸 특성도.

제4도는 본 발명에 따른 제2실시예를 나타낸 회로도.

제5도는 본 발명에 따른 제3실시예를 나타낸 회로도.

제6도는 본 발명에 따른 제4실시예를 나타낸 회로도.

제7도는 본 발명에 따른 제5실시예를 나타낸 회로도.

제8도는 제5실시예에 사용되는 레이저다이오드의 순방향 전류와 광출력의 관계 및, 광출력과 포토다이오드의 광기전류의 관계를 나타낸 특성도.

제9도는 본 발명에 따른 제6실시예를 나타낸 회로도.

제10도는 본 발명에 따른 제7실시예를 나타낸 회로도.

제11도는 본 발명에 따른 제8실시예를 나타낸 회로도.

제12도는 본 발명에 따른 제9실시예를 나타낸 회로도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

LD : 레이저다이오드 PD : 포토다이오드

A1, A2 : OP앰프 Po : 광출력

1a, 1b : 전원선노 2 : 기준전압 설정회로

3 : 전류선도 4a, 4b : OP앰프(A1)의 입력단자

5 : 순방향 전류회로 6 : 정전류원

9 : 가변전압원

본 발명은 예컨데 광디스크장치등의 광원으로 사용되는 레이저다이오드의 구동회로에 관한 것으로, 특히 기준 전류선택방식에 의거 레이저다이오드의 광출력을 복수의 각 출력레벨에서 안정하게 제어할 수 있도록 된 레이저다이오드의 구동회로에 관한 것이다.

레이저다이오드의 광출력을 일정한 출력레벨로 제어 하는 종래의 레이저다이오드 구동회로로서는 제1도에 나타낸 것처럼 OP앰프를 이용한 것이 알려져 있는바, 이런 구동회로는 이미 레이저다이오드의 카탈로그등에 기재되어 공지화되어 있는 회로이다.

제1도에서 LD는 레이저다이오드, PD는 상기 레이저다이오드(LD)의 광출력을 모니터하기 위한 포토다이오드를 각각 나타내는 것으로서, 상기 레이저다이오드(LD)와 포토다이오드(PD)는 1개의 패키지중에 내장된 것이 이용되고 있다. 패키지중 레이저다이오드(LD)의 한쪽 출력 면은 포토다이오드(PD)로 향해 있고, 다른쪽 출력면으로 부터는 광출력(Po)이 외부로 출력되도록 되어 있다.

도면의 참조부호 Al은 레이저다이오드(LD)의 순방향 저류(If)를 제어하기 위한 OP앰프를 나타낸 것으로, 그 입력측에는 다음과 같은 입력신호 설정회로가 설치되어 있다.

즉, 전원전압(Vcc)이 공급되는 +전원선로(1a)와 -전원선로(1b)의 사이에는 2개의 저항(R1,R2)이 직렬로 접속된 기준전압 설정회로(2)와, 광기전류(Is : 光起電流)의 전류선로(3)에 저항(R3)이 접속된 광기전류 신호선로가 병렬로 접속되어 있다.

상기한 기준전압 설정회로(2)에서 기준전압(Vref)의 설정점(2a)은 OP앰프(A1)의 반전입력단자(4a)에 접속되고, 광기전류 신호선로에서 광기전류신호의 출력점(3a)은 OP앰프(A1)의 비반전입력단자(4b)에 접속되어 있는바, 여기에서 기준전압 설정회로(2)에 설정되는 기준전압(Vref)의 값은,

이다.

상기한 OP앰프(A1)는 반전입력단자(4a)에 입력되는 상기 기준전압(Vref)과 비반전입력단자(4b)에 입력되는 광기전류 신호전압(Is·R3)의 전압차가 0으로 되도록 레이저다이오드(LD)의 순방향전류(If)를 제어하는 것으로서, +전원선로(1a)와 OP앰프(A1)의 출력단자(4C)의 사이에는 레이저다이오드(LD)가 포함된 순방향 전류회로(5)가 접속되어 있다. 도면의 저항(R4)은 전류제한저항이다.

상기와 같은 회로구성에 있어서, 레이저다이오드(LD)에 순방향전류(If)가 흘러서 그 값이 어떤 ＂드레숄드 전류＂에 도달하면 레이저발진이 이루어져 레이저다이오드(LD)로부터 광출력(PO)을 얻게 되고, 포토다이오드(PD)는 이 광출력(Po)을 받아서 그것에 비례하는 광기전류(Is)를 발생시키므로, OP앰프(A1)의 비반전입력단자(4b)에는 광기전류신호전압(Is·R3)이 입력된다.

OP앰프(A1)는 레이저다이오드(LD)로부터 포토다이오드(PD)로의 광출력(PO)궤환작용에 의해 반전 및 비반전 입력단자(4a,4b)에 입력되는 양 전압의 차이가 0으로 되도록 레이저다이오드(LD)의 순방향전류(If)를 제어하는데, 입력단자(4a,4b)로의 양 입력전압의 차이가 0으로 되게끔 제어된다면 Is·R3=Vref가 성립되고, 광기전류(Is)의 값이,

로 되는 점에서 레이저다이오드(LD)의 광출력(PO)은 일정한 출력레벨로 제어된다.

여기에서 레이저다이오드(LD)를 예컨데 디스크장치등의 광원으로 사용할 경우에는 그 광출력을 기록레벨 및 독출레벨등에 대응되는 복수의 출력레벨에서 안정하게 제어하는 것이 필요하다.

그렇지만, 상술한 레이저다이오드의 구성회로에 있어서는 광기전류(Is)의 전류선로(3)에 저항(R3)이 접속되어 있고 레이저다이오드(LD)의 광출력(PO)은 광기전류(Is)의 값이 상기(2)식으로 나타낸 것처럼 Is=Vref/R3로 되는 점에서 일정한 출력레벨로 제어되도록 된 것이기 때문에 복수개의 각 출력레벨에 대해서는 안정하게 제어할 수 없었고, 이에 따라 광디스크장치등의 광원에는 사용될 수 없는 문제점이 있었다.

다시 말하여, 상술한 구동회로에 있어서 기준전압(Vref)은 2개의 저항(R1,R2)을 직렬로 접속시킨 기준전압 설정회로(2)에 의해 분압설정되어 있으며, 레이저다이오드(LD)의 광출력(PO)은 광기전류(Is)의 값이 상기(2)식에 나타낸 것처럼 Is=Vref/ R3으로 되는 점에서 일정한 출력레벨로 제어되도록 되어 있기 때문에 복수개의 각 출력레벨에서 안정하게 제어할 수 없었고, 따라서 광디스크장치등의 광원으로는 사용할 수 없는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위해 발명된 것으로서, 레이저다이오드의 광출력을 복수개의 필요한 각 출력레벨에서 안정하게 제어할 수 있도록 된 레이저다이오드의 구동회로를 제공하고자 함에 그 목적이 있는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 포토다이오드에서 발생하는 광기전류의 전류선로에다가 기준전류를 필요한 값으로 절환·선택할 수 있는 기준전류 선택수단을 접속시켜서, 포토다이오드의 광기전류가 선택된 기준전류와 같게 되도록 레이저다이오드 및 포토다이오드간의 궤환루우프를 OP앰프로 제어하므로써 레이저다이오드의 광출력을 복수레벨의 광기전류에 각각 대응시킨 복수개의 출력레벨에서 안정하게 제어하도록 되어 있으며, 또한 본 발명은, 기준전압을 필요한 값으로 절환·선택할 수 있는 기준전압 선택수단을 설치해서, 포토다이오드의 광기전류에 대응되는 광기전류 신호전압이 선택된 기준전압과 같게 되도록 레이저다이오드 및 포토다이오드간의 궤환루우프를 OP앰프로 제어하므로써 레이저다이오드의 광출력을 복수레벨의 광기전류에 각각 대응시킨 복수개의 출력레벨에서 안정하게 제어하도록 되어 있다.

이하 본 발명의 각 실시예를 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제2도와 제3도는 본 발명의 제1실시예에 관한 회로도로서, 제2도 이하의 도면에서 제1도에 도시된 부분과 같은 곳에는 동일부호를 기재하고 이에 대한 설명을 생략한다.

우선, 제2도에 도시된 제1실시예의 구성을 보면, 이 실시예는 광기전류(Is)의 전류선로(3)에 기준전류 선택수단(J1)이 접속되어 구성되는바, 여기에서 기준전류 선택수단(J1)은 1회로 n접점의 로터리 스위치(S1)와 n개의 기준저항[Rref1-Rref(n)]으로 구성되어 있다. 구체적으로는 상기 로터리 스위치(S1)에서의 공통접점이 광기전류(Is)의 전류선로(3)에 접속되며, n개의 각 접점과 전원선로(1b)의 사이에는 n개의 기준저항[Rref1-Rref(n)]이 접속되어 있다.

상기 구성에 있어서 레이저다이오드(LD) 및 포토다이오드(PD)간의 궤환루우프가 OP앰프(A1)에서 제어되어 평형상태에 도달한 때, 가상단락의 원리에 의해 OP앰프(A1)의 비반전입력단자(4b), 즉 로터리 스위치(S1)의 공통접점에는 기준전압(Vref)이 나타나므로 각 기준저항[Rref1-Rref(n)]은 기준전압(Vref)과 협동하여 기준전류[Iref1-Iref(n)]중 복수개의 기준전류원과 등가적으로 기능한다.

다음으로, 제3도의 a, b를 참조해서 제1실시예의 작용을 설명한다.

제3도 a는 레이저다이오드(LD)의 순방향전류(If)와 광출력(Po)의 관계를 나타낸 특성도이고, 제3도 b는 레이저다이오드(LD)의 광출력(PO)과 포토다이오드(PD)에 생기는 광기전류(Is)의 관계를 나타낸 특성도이다.

지금 로터리 스위치(S1)가 제2도에 도시된 것처럼 기준저항(Rref2)으로 절환되어 기준전류 선택수단(J1)의 기준전류가 Iref2로 되게끔 선택되었다고 가정하자.

그러면 제3도 a에 나타낸 것처럼 레이저다이오드(LD)에 순방향전류(If)가 흘러서 그 값이 어떤 드레숄드 전류에 도달할때 레이저발진이 이루어지고, 그후 순방향 전류(If)에 비례한 광출력(Po)이 얻어진다. 포토다이오드(PD)는 상기 광출력(Po)을 받아서 그것에 비례한 광전기력(Is)을 발생시키며, OP앰프(A1)의 비반전입력 단자(4b)에는 광기전류 신호전압(Is·Rref2)이 입력된다.

한편, OP앰프(A1)의 반전입력단자(4a)에는 Vref=Iref2·Rref2가 입력되고 있으므로 OP앰프(A1)는 레이저다이오드(LD) 및 포토다이오드(PD)간의 궤환루우프를 제어해서 Is·Rref2와 Iref2·Rref2의 양입력전압간 차이가 0, 바꿔말해 광기전류(Is)가 선택되어진 기준전류(Iref2)와 같게 되도록 레이저다이오드(LD)의 순방향 전류(If)를 제어한다.

궤환루우프가 평형을 이룬 싯점에서 광기전류(Is2)는 Is2=Iref2가 되고, 순방향전류는 이런 광기전류(Is2)에 상당하는 일정한 출력레벨(Po2)로 안정하게 제어된다.

즉, 로터리 스위치(S1)로 일반적인 기준전류 Iref(k)를 선택한다면, 상기한 바와 마찬가지로 OP앰프(A1)의 제어작용에 의해 레이저다이오드(LD)의 순방향전류는 If(k)로 제어되어 광출력은 이에 대응되는 출력레벨인 Po(k)로 안정하게 제어된다.

상기한 바와 같이 해서 레이저다이오드(LD)의 광출력은 임의의 출력레벨에서 각각 안정하게 제어되어 진다.

제4도에는 본 발명의 제2실시예가 도시되어 있는 바, 이 실시예는 기준전류 선택수단(J2)에 n개의 기준전류원(6a-6n)을 병설하여서 된 것이다.

상기 각 기준전류원(6a-6n)에서의 기준전류치는 Iref=Vref/Rref(k)의 관계에 있다.

따라서 본 실시예에 있어서의 기준전류 선택수단(J2)은 제1실시예의 기준전류 선택수단(J1)과 등가이고, OP앰프(A1)에는 광기전류(Is)와 선택되어진 기준전류 Iref(k)의 차이전류인 Is-Iref(k)에 대응되는 신호를 입력 시켜서 이것이 0, 즉 광기전류(Is)가 선택되어진 기준전류 Iref(k)와 같게 되도록 레이저다이오드(LD)의 순방향 전류(If)를 제어하고, 광출력은 이에 대응하는 출력레벨인 Po(k)로 안정하게 제어된다.

제5도에는 본 발명의 제3실시예가 도시되어 있는 바, 이 실시예에는 기준전류 선택수단(J3)을 n조의 차동트랜지스터쌍(Q1,Q2,Q3,Q4,…)을 사용한 스위치회로(S2)와 n개의 트랜지스터(Qs1-Qsn), n개의 저항(Rs1-Rsn), 다이오드(D) 및 제너다이오드(ZD)를 사용한 n개의 기준전류원으로 구성한 것이다.

도면의 미설명부호 7은 기준전류선택 논리회로의 드레숄드전압(Vth)의 입력단자, 8a-8n은 제어입력전압(V1-Vn)의 입력단자이다.

상기 구조에서 각 기준전류원을 구성하고 있는 트랜지스터(Qs1-Qsn)는 그 베이스-에미터간 전압이 다이오드(D)의 순방향전압과 같은 것으로 선택되어 있기 때문에, 각 기준전류 Iref(k)는 제너다이오드(ZD)의 제너전압을 Vz로 할때 다음식으로 규정된다.

즉,

가 된다. 여기에서 스위치회로(S2)의 동작을 살펴보면, 차동트랜지스터쌍(Q1)(Q2)에서의 제어전압 입력단자(8a)에 V1〉Vth인 제어전압(V1)이 부여된다면 트랜지스터(Q2)가 ON으로 되어 Iref1의 기준전류가 선택된다.

이하, 마찬가지로 해서 드레숄드전압(Vth)보다도 높은 제어전압 V(k)가 부여된 차동트랜지스터쌍만이 열려져서 그에 대응되는 기준전류 Iref(k)가 선택된다. 여기에서 구동회로의 동작은 제1실시예의 경우와 동일하다.

제6도에는 본 발명의 제4실시예가 도시되어 있는 바, 이 실시예에는 기준전류 선택수단(J4)을 OP앰프(A2)가 포함된 전압전류 변환회로로 구성해서 기준전류(Iref)를 아날로그적으로 절환·선택하도록 되어 있다. 여기에서 상기 기준전류 선택수단(J4)은 OP앰프(A2)이외에 에미터폴로우접속 출력트랜지스터(Q9)와 에미터 출력저항(Rs) 및 가변전압원(9)으로 구성되어 있다.

상기한 출력트랜지스터(Q9)의 에미터와 저항(Rs)의 접속점에는 OP앰프(A2)의 가상단락원리에 의해 가변전압원(9)으로 부터의 아날로그 제어전압(Ec)과 동일한 전압이 생긴다.

따라서 기준전류(Iref)는,

의 식으로 규정되는 전류값으로 선택된다.

상기(4)식에 의거 기준전류(Iref)는 아날로그 제어전압(Ec)의 전압값에 따라 아날로그적으로 절환·선택되므로 레이저다이오드(LD)의 광출력(Po)의 출력레벨은 아날로그적으로 가변제어된다.

이상에서 설명한 것처럼, 본 발명에 따르면 포토다이오드에서 발생하는 광기전류의 전류선로에 기준전류를 소정치로 절환·선택할 수 있는 기준전류 선택수단을 접속시켜서 포토다이오드의 광기전류가 선택되어진 기준 전류치와 같게 되도록 레이저다이오드의 순방향전류를 OP앰프로 제어하게 되므로, 레이저다이오드의 광출력을 복수레벨로 광기전류에 각각 대응시킨 복수개의 출력레벨에서 안정하게 제어할 수 있는 효과를 얻게 된다.

다음으로, 본 발명의 제5실시예를 제7도 및 제8도에 의거 상세히 설명한다.

우선, 그 구성에 있어 제5실시예는 OP앰프(A)의 반전 입력단자(4a)에 기준전압 선택수단(B1)이 접속되어 있는바, 이 기준전압 선택수다(B1)은 +전원선로(1a)와 -전원선로(1b)의 사이에 (n+1)개의 저항[R1…R(n+1)]을 직렬접속시켜서 된 분압회로 1회로와 n접점의 로터리 스위치(s)로 구성되는데, 이러한 구성에서 로터리스위치(s)의 공통접점은 OP앰프(A)의 반전입력단자(4a)에 접속되고 n개의 각 접점은 분압회로의 각 저항[R1…R(n+1)]간의 접속점에 접속되어 있다.

여기에서 전압전압(Vcc)은 (n+1)개의 저항[R1…R(n+1)]에서 분압되어 n개의 기준전압[Vref1…VrrF(n)]이 설정된다. 여기서 k번째의 분압점에 걸리는 기준전압 Vref(k)는,

(여기에서 R=R1+R2+…R(n)+R(n+1)로 된다)가 된다. 도면의 참조부호 Rref는 전압변환저항이다.

다음으로 상기한 구성으로된 제5실시예의 동작을 제8도 a, b에 의거 상세히 설명한다.

제8도 a는 레이저다이오드(LD)의 순방향전류(IF)와 광출력(Po)의 관계를 나타낸 특성도이고, 제8도 b는 레이저다이오드(LD)의 광출력(Po)과 포토다이오드(PD)에 생기는 광기전류(Is)의 관계를 나타낸 도면이다.

지금 로터리 스위치(S)가 도시된 것처럼 기준전압(Vref2)에 절환되어 기준전압 선택수단(B1)에 기준전압(Vref2)이 선택되어 있다고 하자. 그러면 제8도 a에 나타냈듯이 레이저다이오드(LD)에 순방향전류(If)가 흘러서 그 값이 어떤 드레숄드 전류에 도달하면 레이저발진이 이루어지고, 그후 순방향전류(If)에 비례한 광출력(Po)이 얻어진다. 그리고 포토다이오드(PD)는 상기 광출력(Po)을 받아서 이에 비례하는 광기전류(Is)를 발생시키고, OP앰프(A)의 비반전입력단자(4b)에는 광기전류(Is·Rref)이 입력된다.

상기 OP앰프(A)의 반전입력단자(4a)에는 선택되어진 기준전압(Vref2)이 입력되고 있으므로 OP앰프(A)는 레이저다이오드(LD) 및 포토다이오드(PD)간의 궤환루우프를 제어해서 광기전류 신호전압(Is·Rref)과 그 기준전압(Vref2)의 차이가 0으로, 바꿔 말해 광기전류 신호전압(Is·Rref)이 선택되어진 기준전압(Vref2)과 같게 되도록 레이저다이오드(LD)의 순방향전류(If)를 제어한다.

궤환루우프가 평형을 이루는 시점에서 광기전류는,

로 되고, 순방향전류는 이 광기전류(Is2)에 대응되는 값인 If2로 제어된다. 이리하여 레이저다이오드(LD)의 광출력(Po)는 순방향전류(If2)에 상당하는 일정한 출력레벨(Po2)에서 안정하게 제어된다.

즉, 일반적으로 로터리 스위치(s)를 조작해서 기준전압[Vref(k)]을 선택하면 상기한 바와 같은 OP앰프(A)의 제어작용등에 의해 레이저다이오드(LD)의 순방향전류는 If(k)로 제어되어, 광출력은 이에 대응되는 출력레벨[Po(k)]에서 안정하게 제어된다.

상기와 같이, 레이저다이오드(LD)의 광출력은 임의의 출력레벨에서 각각 안정하게 제어된다.

제9도에는 본 발명의 제6실시예가 도시되어 있는 바, 이 실시예는 기준전압 선택수단(B2)에 있어서의 절환수단을 실시예의 로터리 스위치 대신 n개의 온/오프 스위치[S1-S(n)]를 이용한 것으로서, 이 n개의 온/오프 스위치중 1개를 선택해서 닫으므로써 소정의 기준전압이 선택된다. 이하, 구동회로의 작동은 제5실시예와 마찬가지이다.

제10도에는 본 발명의 제7실시예가 도시되어 있는데, 이 실시예는 n개의 OP앰프(A1-An)를 사용해서 이들 OP앰프(A1-An)중 1개를 선택작동시킴으로써 등가적으로 소정의 기준전압이 선택되도록 한 것이다.

한편, 기준전압 선택수단(B3)으로서는 제5실시예의 것과 마찬가지로(n+1)개의 저항[R1…R(n+1)]을 직렬 접속시킨 분압회로와 1회로 n접점형 로터리 스위치(s)가 사용되고 있다. 그러나 이 실시예에서는 로터리 스위치(s)의 위치가 제5실시예와 비교해 다음의 사항에서 다르게 되어 있다.

즉, 로터리 스위치(s)의 공통점과 -전원선로(1b)의 사이에 OP앰프(A1-An)에 대해 공통의 정전류원(6)이 접속되어 있고, 또한 로터리 스위치(s)에서 n개의 각접점은 대응되는 OP앰프(A1-An)의 정전류단자에 각각 접속되어 있다.

그리고 OP앰프(A1)의 반전입력단자에는 기준전압(Vref1)의 분압점이 접속되 있고 OP앰프(A2)의 반전입력단자에는 기준전압(Vref2)이 접속되어 있다. 이하 마찬가지로 다른 OP앰프의 반전입력단자에는 기준전압[Vref3…Vrdf(n-1),Vref(n)]의 분압점이 순차적으로 접속되어 있다.

한편, 각 OP앰프(A1-An)의 비반전입력단자는 광기전류신호전압(Is·Rref)의 출력점(3a)에 공통접속되어 있고, 그 출력단자는 레이저다이오드(LD)의 순방향 전류회로(5)에 공통으로 접속되어 있다.

상기 구조의 동작은 다음과 같이 실시된다.

지금 로터리 스위치(s)가 도시됐듯이 두번째의 OP앰프(A2)에 절환되 있다고 한다면, OP앰프(A2)에 정전류(Io)가 흘러 선택적인 작동상태로 설정된다. 그리고 이 OP앰프(A2)의 반전입력단자에는 기준전압(Vref2)이 입력되고 있으므로, 등가적으로 기준전압 선택수단(B3)으로부터 기준전압(Vref2)이 선택된 것으로 된다.

이후 구동회로는 상술한 제5실시예의 경우와 마찬가지로 작용해서 레이저다이오드(LD) 및 포토다이오드(PD)간의 궤환루우프가 평형상태로 제어된 싯점에서 포토다이오드(PD)의 광기전류는 기준전압(Vref2)에 대응되는 값인 Is2로 되고, 레이저다이오드(LD)의 광출력(Po)은 상기 광기전류(Is2)에 상당하는 일정한 출력레벨(Po2)에서 안정하게 제어된다.

일반적으로 로터리 스위치(s)를 조작해서 OP앰프[A(k)]를 선택한다면, 등가적으로 기준전압[Vref(k)]이 선택되어 상기한 것과 동일한 작용에 의해 레이저다이오드(LD)의 광출력(Po)은 광기전류[Is(k)]에 대응되는 출력레벨[Po(k)]에서 안정하게 제어된다.

제11도에는 본 발명의 제8실시예가 도시되어 있는 바, 이 실시예는 기준전압 선택수단(B4)이 2개의 저항(R1,R2)을 직렬접속시킨 제1의 분압회로(7)와 다른 2개의 저항(R6,R7)을 직렬접속시킨 제2의 분압회로(8) 및 절환선택용인 2개의 트랜지스터소자(Q1,Q2)로 구성되어 있다. 또한, 상술한 제5실시예(제7도)와 제6실시예(제9도) 및 제7실시예(제10도)에 있어서는 OP앰프로 레이저 다이오드를 직접 구동시키고 있음에 반해, 이 실시예에서는 구동전류의 전류용량을 크게하기 위해 OP앰프와 레이저다이오드(LD)간의 구동용 트랜지스터(Qf)를 설치하고 있다.

한편, 제1의 부압회로(7)의 분압점(7a)에는 기준전압(Vref1)이 설정되고, 제2의 분압회로(8)의 분압점(8a)에는 기준전압(Vref2)이 설정되는 바, 참조부호 9a, 9b는 각 트랜지스터소자(Q1,Q2)의 제어전압 입력단자를 나타낸다.

OP앰프는 A1, A2 2개가 사용되는데, 그 정전류단자는 각 트랜지스터 소자(Q1,Q2)를 통해서 공통의 정전류원(6)에 접속되어 있다.

또한, 상기 OP앰프(A1,A2)는 각각 트랜지스터쌍으로 이루어진 차동증폭회로만을 포함하게끔 간단하게 도시되어 있지만, 사실은 제10도중의 OP앰프(A1,A2)에 해당되는 것이 사용된다. 여기서 OP앰프(A1)의 반전입력단자에는 기준전압(Vref1)의 분압점(7a)이 접속되고 다른 OP앰프(A2)의 반전입력단자에는 기준전압(Vref2)의 분압점(8a)이 접속되어 있다.

한편, 레이저다이오드(LD)의 순방향 전류회로(5)에는 레이저다이오드(LD)의 구동전류를 크게하기 위해 구동용 트랜지스커(Qf)가 접속되어 있다.

상기 양 OP앰프(A1,A2)의 출력단자(10a,10b)는 구동용 트랜지스터(Qf)의 베이스에 공통으로 접속되어 있는데. 저항(R5)은 구동용 트랜지스터(Qf)의 바이어스설정용 저항이다. 이리하여 레이저다이오드(LD)의 순방향전류(If)는 OP앰프(A1) 또는 (A2)의 출력전압에 의해 구동용 트랜지스터(Qf)를 통해 간접적으로 제어된다.

상기한 구조의 회로동작을 설명하면 다음과 같다.

제어전압 입력단자(9a)에 V1〉V2인 제어전압(V1)이 인가되면 트랜지스터(Q1)가 ON으로 되어 OP앰프(A1)에 정전류(Io)가 흘러서 작동상태로 설정된다. 이 OP앰프(A1)측의 작동에 의해 등가적으로 기준전압(Vref1)이 선택되어 레이저다이오드(LD) 및 포토다이오드(PD)간의 궤환루우프는 광기전류 신호전압(Is·Rref)이 선택되어진 기준전압(Vref1)과 같게 되도록 OP앰프(A1)에 의해서 구동용 트랜지스터(Qf)를 통해 간접적으로 제어된다.

이후 평형상태에 도달하면 포토다이오드(PD)의 광기 전류는 기준전압(Vref1)에 대응되는 값인 Is1으로 되고, 레이저다이오드(LD)의 순방향전류는 If1으로 제어되어 그 광출력(Po)은 순방향전류(If1)에 대응되는 일정한 출력레벨(Po1)에서 안정하게 제어된다. 상기한 것과 역으로 제어전압 입력단자(9b)에 V1〈V2인 제어전압(V2)이 인가되면, OP앰프(A2)가 동작해서 등가적으로 기준전압(Vref2)이 선택된다.

이하 상술한 것과 같은 작용에 의해 레이저다이오드(LD)의 광출력은 다른 일정한 출력레벨(Po2)에서 안정하게 제어된다.

제12도에는 본 발명의 제9실시예가 도시되어 있는 바, 이 실시예는 제8실시예를 확장시킨 것에 해당된다.

기준전압 선택수단(B5)는 (n+1)개의 저항[R1…R(n+1)]을 직렬접속시킨 분압회로와 (n+1)개의 차동용 트랜지스터(Q0-Qn)를 이용한 스위치회로로 구성되어 있다.

참조부호 9는 기준전압 선택논리회로의 드레숄드전압(Vth)의 입력단자, 9a-9n은 각각 제어전압(V1-Vn)의 입력단자이다.

상기한 기준전압 선택수단(B5)에는 제5실시예등의 것과 마찬가지로 기준전압[Vref1…Vref(n)]이 설정되어 있고, 이에 대응해서 OP앰프는 A1-An의 n개가 설치되어 있으며, 각 OP앰프(A1-An)의 반전입력단자에 각 기준전압[Vref1…Vref(n)]이 입력되고 있다.

한편, OP앰프(A1-An)의 각 비반전입력단자는 광기전류 신호전압(Is·Rref)의 출력점(3a)에 공통으로 접속되며, 각 정전류단자는 차동용 트랜지스터(Q1-Qn)를 통해 공통의 정전류원(6)에 접속되어 있다. 그리고 각 OP앰프(A1-An)의 출력단자 (10a-10n)는 상기 제8실시예의 것과 마찬가지로 구동용 트랜지스터(Qf)의 베이스에 공통으로 접속되어 있다.

상기한 차동용 트랜지스터(Q1-Qn)로 구성된 스위치회로의 작용을 설명하면 다음과 같다.

드레숄드전압(Vth)보다도 높은 제어전압[V(k)]이 부여된 트랜지스터[Q(k)]만이 ON으로 되면 이에 대응되는 OP앰프[A(k)]가 작동상태로 설정된다. 이리하여 이 OP앰프[A(k)]에 입력되어 있는 기준전압[Vref(k)]이 등가적으로 선택된다.

그후 구동회로는 제8실시예와 마찬가지로 작용해서 포토다이오드(PD)의 광기전류는 기준전압[Vref(k)]에 대응되는 값인 Is(k)로 제어되고, 레이저다이오드(LD)의 순방향전류는 If(k)로 제어되어 그 광출력(Po)은 순방향전류[If(k)]에 대응되는 일정한 출력레벨[Po(k)]에서 안정하게 제어된다.

이상에서 설명한 본 발명의 각 실시예에 따르면, 기준 전압을 소정치로 절환·선택할 수 있는 기준전압 선택수단을 설치해서 포토다이오드의 광기전류에 대응되는 광기 전류신호전압이 선택된 기준전압과 같아지도록 레이저다이오드의 순방향전류를 OP앰프로 제어하게 되므로, 레이저다이오드의 광출력을 복수레벨의 광기전류에 각각 대응시킨 복수개의 출력레벨에서 안정하게 제어할 수 있는 효과를 거둘 수 있다.

Claims

레이저다이오드(LD)로부터 출력되는 출력을 모니터해서 그 광출력의 레벨에 대응되는 광기전류를 발생시키는 광기 전류 발생수단(PD)과, 각기 다른 기준전류치에 설정된 복수개의 기준전류원을 절환시켜서 소정의 기준전류를 선택하는 기준전류 선택수단(J1,J2,J3,J4) 및, 상기 광기전류에 대응되는 신호를 입력해서 그 광기전류가 선택되어진 기준전류와 같게 하도록 상기 레이저다이오드(LD)의 순방향전류(If)를 제어하는 증폭수단을 구비하여서 된 것을 특징으로 하는 레이저다이오드의 구동회로.
제1항에 있어서, 증폭수단은 OP앰프(A1)로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 레이저다이오드의 구동회로.
제1항에 있어서, 기준전류 선택수단(J1)은 OP앰프(A1)의 제1입력단자 및 광기전류 발생수단(PD)에 접속된 다극스위치(S1)와 이 다극스위치(S1)에 접속된 복수의 기준저항(Rref∼Rref(n))을 구비하고 있고, 상기 OP앰프(A1)의 제2입력단자는 기준전압(Vref)에 접속되며, 상기 OP앰프(A1)의 출력단자는 저항(R)을 통해 레이저다이오드(LD)에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 레이저다이오드의 구동회로.
제1항에 있어서, 기준전류 선택수단(I2)은 OP앰프(A1)의 제1입력단자 및 광기전류 발생수단(PD)에 접속된 다극스위치(S1)와 이 다극스위치(S1)에 접속된 복수의 기준전류원(6a∼6n)을 구비하고 있고, 상기 OP앰프(A1)의 제2입력단자는 분압저항(R2)에 접속되며, 상기 OP앰프(A1)이 출력단자는 레이저다이오드(LD)에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 레이저다이오드의 구동회로.
제1항에 있어서, 증폭수단은 OP앰프(A1)로 구성되고, 기준전류 선택수단(J3)은 상기 OP앰프(A1)의 제1입력단자 및 광기전류 발생수단(PD)에 접속된 복수의 차동트랜지스터쌍(Q1,Q2,Q3,Q4,Q5,Q6,Q7,Q8)과 이 차동트랜지스터쌍에 접속된 제2트랜지스터(QS2,…QSn)를 구비하고 있으며, 상기 복수의 제2트랜지스터의 각 베이스는 제너다이오(ZD)에 직렬로 접속된 다이오드(D)에 접속되어 있고 그 에미터는 제1저항(RS1,…RS(n))을 매개하여 상기 제너다이오드(ZD)에 접속되며, 상기 OP앰프(A1)의 출력단자는 저항(R4)를 통해 레이저다이오드(LD)에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 레이저다이오드의 구동회로.
제1항에 있어서, 증폭수단은 제1 OP앰프(A1)로 구성되고, 기준전류 선택수단(J4)은 상기 제1 OP앰프(A1)의 제1입력단자 및 광기전류 발생수단(PD)에 콜렉터가 접속된 트랜지스터(Q9)와 이 트랜지스터(Q9)의 에미터에 접속된 제1저항(Rs), 상기 트랜지스터(Q9)의 베이스에 그 출력단자가 접속된 제2 OP앰프(A2) 및 이 제2 OP앰프(A2)의 제1입력 단자에 접속된 가변전압원(9)을 구비하고 있으며, 상기 제2 OP앰프(A2)의 제2입력단자는 상기 트랜지스터(Q9)와 제1저항(Rs)간에 접속되고, 제1 OP앰프(A1)의 제2입력단자는 분압저항(R2)을 통해 상기 가변전압원(9) 및 제1저항(Rs)에 접속되며, 상기 제1 OP앰프(A1)의 출력단자는 제3저항(R4)을 통해 레이저다이오드(LD)에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 레이저다이오드의 구동회로.
레이저다이오드(LD)로부터 출력되는 광출력을 모니터해서 이 광출력의 레벨에 대응되는 광기전류를 발생시키는 광기전류 발생수단(PD)과, 상기 광기전류에 대응되는 광기전류 신호전압을 발생시키는 전압변환저항(Rref), 각각 다른 기준전압치로 설정된 복수개의 기준전압원을 절환시켜서 소정의 기준전압을 선택하는 기준전압 선택수단(B1,B2,B3,B4,B5) 및, 상기 광기준전류 신호전압 및 선택되어진 상기 기준전압을 입력해서 해당 광기전류 신호전압이 선택되어진 기준 전압과 같게 되도록 상기 레이저다이오드(LD)의 순방향 전류를 제어하는 증폭수단등을 구비하여서 된 것을 특징으로 하는 레이저다이오드의 구동회로.
제7항에 있어서, 증폭수단은 OP앰프(A)로 구성되고, 상기 OP앰프(A)의 제1입력단자는 광기전류 발생수단(PD) 및 전압 변환저항(Rref)에 접속되며, 기준전압 선택수단(B1)은 OP앰프(A)의 제2입력단자에 접속된 다극스위치(S)와 전압변환저항(Rref)에 접속된 복수의 분압저항(R1,…R(n+1))을 구비하여서 된 것이고, 상기 복수의 분압저항은 각각 직렬로 접속되어 각 접속점이 상기 다극스위치(S)의 접점에 접속되고, 상기 OP앰프(A)의 출력단자는 저항(R4)을 통해 레이저다이오드(LD)에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 레이저다이오드 구동회로.
제7항에 있어서, 증폭수단은 OP앰프(A)로 구성되고, 상기 OP앰프(A)의 제1입력단자는 광기전류 발생수단(PD) 및 전압 변환저항(Rref)에 접속되며, 기준전압 선택수단(B2)은 OP앰프(A)의 제2입력단자에 접속된 복수의 스위치(S1,…,S(n))와 상기 전압변환저항(Rref)에 접속된 복수의 분압저항(R1,…R(n+1))을 구비하여서 된 것이고, 상기 복수의 분압저항은 각각 직렬로 접속되어 각 접속점이 상기 다수의 스위치에 접속되며, 상기 OP앰프(A)의 출력단자는 저항(R4)을 통해 레이저다이오드(LD)에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 레이저다이오드 구동회로.
제7항에 있어서, 증폭수단은 복수의 OP앰프(A1,…An)로 구성되고, 상기 OP앰프의 제1입력단자는 전압변환저항(Rref)에 접속되며, 기준전압 선택수단(B3)은 각 OP앰프의 정전류단자에 접속된 다극스위치(S)와 이 다극스위치(S)에 접속된 정전류원(6) 및, 서로 직렬로 접속된 복수의 분압저항(R7,…R(n+1))을 구비하여서 된 것이고, 상기 각 분압저항의 접속점은 각 OP앰프의 제2입력단자에 접속되며, 각 OP앰프의 출력단자는 저항(R4)을 통해 레이저다이오드(LD)에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 레이저다이오드 구동회로.
제7항에 있어서, 증폭수단은 제1, 제2 OP앰프(A1,A2)로 구성되고, 각 OP앰프(A1,A2)의 출력단자는 구동용 트랜지스터(Qf)의 베이스에 접속되며, 구동용 트랜지스터(Qf)의 콜렉터는 레이저다이오드(LD)에 접속되고, 기준전압 선택수단(B4)은 각 OP앰프(A1,A2)의 제2입력단자에 접속된 분압저항(R2,R7)과 각 OP앰프(A1,A2)의 정전류단자에 콜렉터가 접속된 절환선택용 트랜지스터쌍(Q1,Q2) 및 이 트랜지스터쌍(Q1,Q2)의 에미터 접속된 정전류원(6)을 구비하여서 된 것이고, 전압변환저항(Rref)은 상기 제1, 제2 OP앰프(A1,A2)의 제1입력단자와 광기전류 발생수단(PD)에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 레이저다이오드의 구동회로.
제11항에 있어서, 각 OP앰프(A1,A1)는 트랜지스터쌍으로 구성되고, 이들 트랜지스터의 한쪽 콜렉터는 전원에 접속됨과 아울러 다른쪽의 콜렉터는 구동용 트랜지스터(Qf)의 베이스에 접속되는 한편, 그 에미터는 절환선택용 트랜지스터(Q1,Q2)의 콜렉터에 접속되며, 또한 상기 트랜지스터쌍의 한쪽 베이스는 분압저항(R2,R7)에 접속되고 다른쪽 베이스는 전압변환저항(Rref)과 광기전류 발생수단(PD)에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 레이저다이오드의 구동회로.
제7항에 있어서, 증폭기 수단은 복수의 OP앰프로 구성되고, 상기 각 OP앰프의 출력단자는 구동용 트랜지스터 (Qf)의 베이스에 접속되며, 상기 구동용 트랜지스터(Qf)의 콜렉터는 레이저다이오드(LD)에 접속되고, 기준전압 발생수단(B5)은 서로 직렬로 접속된 복수의 차동용 트랜지스터로 구성된 다수의 OP앰프(A1,…,An)와 각 차동용 트랜지스터의 에미터에 접속된 정전류원(6)을 구비하여서 된 것이고, 전압변환저항(Rref)은 광기전류 발생수단(PD)에 접속되며, 다수의 분압저항(R1,…,R(n+1))의 각 접속점은 각 OP앰프(A1,…,An)의 제2입력단자에 접속되고, 각 OP앰프의 제1입력단자는 상기 전압변환저항(Rref)과 광기전류 발생수단(PD)간에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 레이저다이오드 구동회로.
제13항에 있어서, 각 OP앰프(A1,…,An)는 트랜지스터의 쌍으로 구성되고, 상기 각 트랜지스터쌍의 한쪽 콜렉터는 전원에 접속됨과 아울러 다른쪽 콜렉터는 구동용 트랜지스터(Qf)의 베이스에 접속되는 한편 그 에미터는 각 차동용 트랜지스터의 콜렉터에 접속되고, 분압저항(R1,…,R(n+1))의 각 접속점은 각 트랜지스터쌍의 한쪽 베이스에 접속되며 다른쪽 베이스는 전압변환저항(Rref)과 광기전류 발생수단(PD)간에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 레이저다이오드의 구동회로.