JPS5928078B2 - Laser diode drive circuit - Google Patents
Laser diode drive circuitInfo
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- JPS5928078B2 JPS5928078B2 JP5252280A JP5252280A JPS5928078B2 JP S5928078 B2 JPS5928078 B2 JP S5928078B2 JP 5252280 A JP5252280 A JP 5252280A JP 5252280 A JP5252280 A JP 5252280A JP S5928078 B2 JPS5928078 B2 JP S5928078B2
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- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
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Description
【発明の詳細な説明】
この発明はレーザダイオードの光出力の安定化と歪補償
の機能を有する駆動回路に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a drive circuit having functions of stabilizing the optical output of a laser diode and compensating for distortion.
従来この種の駆動回路として第1図に示すものがあつた
。A conventional drive circuit of this type is shown in FIG.
図において、1はトランジスタ、2はトランジスタ、3
は抵抗、4は抵抗、5はトランジスタ1のベースのバイ
アス設定用抵抗、6はレーザダイオード、Tは信号入力
端子、8は抵抗、9は結合コンデンサ、10はレーザダ
イオード6からの光出力の一部を受光するホトダイオー
ドである。次に動作について説明する。In the figure, 1 is a transistor, 2 is a transistor, 3
is a resistor, 4 is a resistor, 5 is a bias setting resistor for the base of transistor 1, 6 is a laser diode, T is a signal input terminal, 8 is a resistor, 9 is a coupling capacitor, 10 is one of the optical outputs from laser diode 6 This is a photodiode that receives light. Next, the operation will be explained.
レーザダイオード6からの光出力の一部をホトダイオー
ド10で受光して、トランジスタ1のベースヘ電流帰還
をかけるわけであるが、レーザダイオード6からの光出
力のうち、直流光成分で光出力安定化を行い、交流(信
号)光成分で歪補償を行つている。直流光成分について
計算を行うと、ある温度Toで光出PL設定しておいて
温度がToから△△T変化した場合、光出力の変化をΔ
PLとすれば光出力の変化する割合いは、ΔPLΔTd
ltれ
(1)
PLβIR−IthdT
で表わされる。A part of the optical output from the laser diode 6 is received by the photodiode 10 and current feedback is applied to the base of the transistor 1. Of the optical output from the laser diode 6, the DC optical component is used to stabilize the optical output. The distortion is compensated using the alternating current (signal) light component. When calculating the DC light component, if the light output PL is set at a certain temperature To and the temperature changes by △△T from To, the change in light output is calculated by Δ
If PL is the rate of change in optical output, then ΔPLΔTd
It is represented by (1) PLβIR-IthdT.
ただし、βはトランジスタ1とトランジスタ2の直流電
流増幅率β1、β。の積(β=β、・β。)であり、I
Rは抵抗5に流れる電流、Ithはレーザダイオードの
閾値電流、dlth/dTはIthの温度変化率である
。式(1)より、光出力PLはIthおよびβが温度変
化により変動してもβ1R>1th
であれば、安定化されることがわかる。However, β is the DC current amplification factor β1 and β of transistor 1 and transistor 2. is the product of (β=β,・β.), and I
R is the current flowing through the resistor 5, Ith is the threshold current of the laser diode, and dlth/dT is the temperature change rate of Ith. From equation (1), it can be seen that even if Ith and β fluctuate due to temperature changes, if β1R>1th, the optical output PL is stabilized.
次に交流光成分について計算を行う。Next, calculations are performed on the AC light component.
第1図の回路図で入力端子Tからの信号Vsとレーザダ
イオード6からの光出力信号Psの関係を求める。The relationship between the signal Vs from the input terminal T and the optical output signal Ps from the laser diode 6 is determined using the circuit diagram shown in FIG.
トランジスタ1のベース入力信号電流をib、トランジ
スタ1及びトランジスタ2の電流増幅率をそれぞれβ、
、β2とし、レーヂダイオード6の数分量子効率をnL
とすれば▲ v 為工 LJrlr乙 墓 V
〜二!となる。The base input signal current of transistor 1 is ib, the current amplification factors of transistor 1 and transistor 2 are respectively β,
, β2, and the fractional quantum efficiency of the Lage diode 6 is nL.
Then ▲ v Tameko LJrlr Oto Tomb V
~two! becomes.
Psの一部αPs(α〈1)を感度Np(A/W)のホ
トダイオード10で受光すると、ホトダイイオード10
に流れる信号電流1pはとなる。When a part of Ps αPs (α<1) is received by the photodiode 10 with sensitivity Np (A/W), the photodiode 10
The signal current 1p flowing in is as follows.
ベース入力信号電流1bはIpと信号Vsによる電流の
和である。ダーリントントランジスタ回路の入力インピ
ーダンスをZiとすると、となる。▲VO@!具
式(2)〜(4)より
が得られる。Base input signal current 1b is the sum of currents due to Ip and signal Vs. If the input impedance of the Darlington transistor circuit is Zi, then the following equation is obtained. ▲VO@! Formulas (2) to (4) are obtained.
Rg〉Zi 八 八 に選べば となる。Rg〉Zi eight eight If you choose becomes.
上式は電子回路の負帰還増幅器でよく知られている入出
力関係を表わす式になつており、αNpが帰還率を表し
ている。歪はにおさえられる。The above equation is a well-known equation representing the input/output relationship of negative feedback amplifiers in electronic circuits, and αNp represents the feedback ratio. Distortion can be suppressed.
しかし、ダーリントン接続されたトランジスタ 冫では
3d0遮断周波数Fcは′−11−t
で表わされる。However, for a Darlington-connected transistor, the 3d0 cutoff frequency Fc is expressed as '-11-t.
FTは利得帯域幅積である。このため、FTの小さいト
ランジスタを用いた 5時、あるいはβ1,β2が大き
い条件で使用した場合にはFcは非常に小さくなり、高
周波信号でレーザダイオード6を駆動できなくなる。従
来のレーザダイオードの駆動回路は以上のように構成さ
れているので、高周波信号でレーザダ 5イオードを駆
動できない欠点があつた。FT is the gain-bandwidth product. Therefore, when a transistor with a small FT is used or when used under conditions where β1 and β2 are large, Fc becomes extremely small, making it impossible to drive the laser diode 6 with a high frequency signal. Since the conventional laser diode drive circuit is constructed as described above, it has the disadvantage that the laser diode cannot be driven by a high frequency signal.
この発明は上記のような従来のものの欠点を除去するた
めになされたもので、ダーリントン接続されたトランジ
スタの交流信号に対する電流増幅率を下げることにより
、3dB遮断周波数を上げ 4て高周波波信号でもレー
ザダイオードを駆動できる駆動回路を提供することを目
的としている。This invention was made to eliminate the drawbacks of the conventional ones as described above. By lowering the current amplification factor for AC signals of Darlington-connected transistors, the cutoff frequency was increased by 3 dB. The purpose is to provide a drive circuit that can drive a diode.
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第2
図において、第1図と同一符号のものは同2又は相当部
品を示す。11はコンデンサ、12は抵抗である。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. Second
In the figures, the same reference numerals as in FIG. 1 indicate the same or equivalent parts. 11 is a capacitor, and 12 is a resistor.
コンデンサ11と抵抗12により帰還をかけている。ま
た、13はダイオードである。次に動作を説明する。Feedback is provided by a capacitor 11 and a resistor 12. Further, 13 is a diode. Next, the operation will be explained.
第2図において、コンデンサ11と抵抗12による帰還
回路では、交流信号に対しては帰還がかかるが、直流成
分はコンデンサ11により遮断されているので帰還はか
からない。In FIG. 2, a feedback circuit including a capacitor 11 and a resistor 12 applies feedback to an AC signal, but since the DC component is blocked by the capacitor 11, no feedback is applied.
このため、コンデンサ11と抵抗12をつけたことによ
つて直流電流増幅率は何ら影響を受けず、式(1)で表
わされる光出力の安定化が行われる。一方、交流信号に
対する電流増幅率βfは、抵抗4の値をRcとし、抵抗
12をRfとすれば、NI
で近似できる。Therefore, the direct current amplification factor is not affected by the addition of the capacitor 11 and the resistor 12, and the optical output expressed by equation (1) is stabilized. On the other hand, the current amplification factor βf for an AC signal can be approximated by NI, where the value of the resistor 4 is Rc and the value of the resistor 12 is Rf.
このため、Rc,Rfを適当に選べとなり、交流信号に
対する電流増幅率βfを帰還がない時の電流増幅率(β
1・β2)より小さくすることができる。このため、3
dB遮断周波数Fcはとなり、帰還をかけることにより
、駆動回路の広帯域化が可能となる。次に、ダイオード
13の機能は電源を切つた時にホトダイオード10に流
れる順方向電流によるホトダイオード10の破損防止で
ある。For this reason, Rc and Rf can be selected appropriately, and the current amplification factor βf for the AC signal can be changed to the current amplification factor when there is no feedback (β
1.β2). For this reason, 3
The dB cutoff frequency Fc is as follows, and by applying feedback, it becomes possible to widen the band of the drive circuit. Next, the function of the diode 13 is to prevent damage to the photodiode 10 due to forward current flowing through the photodiode 10 when the power is turned off.
つまり、ダイオード13がない場合を考えると回路動作
時にはトランジスタ1及びトランジスタ2のバイアス条
件より抵抗12と接続しているコンデンサ端子は抵抗4
と接続している端子よりも低電位となつている。このた
め、電源を切つた時、コンデンサ11は充電している電
荷を放電するわけであるが、この場合その放電電流はホ
トダイオード10から抵抗12の方向に流れるのでホト
ダイオード12に対しては順方向電流となる。コンデン
サ11の容量が大きい場合にはこの順方向電流はホトダ
イオード10の定格電流より大ぎくなりホトダイオード
10を破損する。ダイオード13を接続すれば、ホトダ
イオード10にとつてこのような順方向電流はダイオー
ド13に対しては逆方向電流となるので、この順方向電
流は流れなくなり、ホトダイオード10を破損しないで
すむ。回路動作時には、ホトダイオード10には逆方向
電流が流れており、この電流はダイオード13に対して
は順方向電流であるため、ダイオード13を接続したこ
とによる影響は何もない。なお、上記実施例では2個の
NPNトランジスタがダーリントン接続された場合につ
いて説明したが、トランジスタは何個でもよく、また、
NPNトランジスタだけでなく、第2図で接地端子をプ
ラス電源に接続し、マイナス電源を接地すればPNPト
ランジスタも可能である。In other words, considering the case where there is no diode 13, the capacitor terminal connected to resistor 12 is connected to resistor 4 due to the bias conditions of transistors 1 and 2 during circuit operation.
The potential is lower than that of the terminal connected to. Therefore, when the power is turned off, the capacitor 11 discharges the stored charge, but in this case, the discharge current flows from the photodiode 10 to the resistor 12, so there is no forward current for the photodiode 12. becomes. If the capacitance of the capacitor 11 is large, this forward current will become larger than the rated current of the photodiode 10 and damage the photodiode 10. If the diode 13 is connected, such a forward current for the photodiode 10 becomes a reverse current for the diode 13, so this forward current will no longer flow and the photodiode 10 will not be damaged. During circuit operation, a reverse current flows through the photodiode 10, and since this current is a forward current with respect to the diode 13, the connection of the diode 13 has no effect. In the above embodiment, the case where two NPN transistors are connected in Darlington is explained, but any number of transistors may be used.
In addition to NPN transistors, PNP transistors are also possible by connecting the ground terminal to the positive power source and grounding the negative power source as shown in FIG.
以上のように、この発明によれば、ダーリントン接続さ
れたトランジスタに帰還をかけるように構成したので、
光出力安定化機能を有する広帯域のレーザダイオードの
歪補償が行える効果がある。As described above, according to the present invention, since feedback is applied to the Darlington-connected transistors,
This has the effect of compensating for distortion in a broadband laser diode that has an optical output stabilization function.
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のレーザダイオードの駆動回路を示す構成
図、第2図はこの発明の一実施例によるレーザダイオー
ドの駆動回路を示す構成図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing a conventional laser diode drive circuit, and FIG. 2 is a block diagram showing a laser diode drive circuit according to an embodiment of the present invention.
Claims (1)
の信号を増幅する複数個のトランジスタより成るダーリ
ントン接続の増幅回路と、この増幅回路の終段トランジ
スタのコレクタ回路に接続され前記入力端子からの信号
に応じ発光するレーザダイオードと、このレーザダイオ
ードの発光信号の一部を受光し前記増幅回路の初段トラ
ンジスタのベースバイアスを制御するホトダイオードと
、前記増幅回路の前記終段トランジスタのコレクタ回路
から前記初段トランジスタのベース回路に接続された抵
抗とコンデンサの直列回路より成る帰還回路とより構成
されるレーザダイオードの駆動回路。1. An input terminal for inputting a drive signal, a Darlington-connected amplifier circuit consisting of a plurality of transistors for amplifying the signal from this input terminal, and an amplifier circuit connected to the collector circuit of the final stage transistor of this amplifier circuit for inputting the signal from the input terminal. a laser diode that emits light in response to a signal; a photodiode that receives a portion of the light emitted signal from the laser diode to control the base bias of the first stage transistor of the amplifier circuit; A laser diode drive circuit consisting of a feedback circuit consisting of a series circuit of a resistor and a capacitor connected to the base circuit of a transistor.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5252280A JPS5928078B2 (en) | 1980-04-18 | 1980-04-18 | Laser diode drive circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5252280A JPS5928078B2 (en) | 1980-04-18 | 1980-04-18 | Laser diode drive circuit |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56148879A JPS56148879A (en) | 1981-11-18 |
| JPS5928078B2 true JPS5928078B2 (en) | 1984-07-10 |
Family
ID=12917069
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5252280A Expired JPS5928078B2 (en) | 1980-04-18 | 1980-04-18 | Laser diode drive circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5928078B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60247982A (en) * | 1984-05-23 | 1985-12-07 | Nec Corp | Driving circuit for semiconductor laser |
| US5268786A (en) * | 1991-03-15 | 1993-12-07 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Optical fiber amplifier and its amplification method |
-
1980
- 1980-04-18 JP JP5252280A patent/JPS5928078B2/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56148879A (en) | 1981-11-18 |
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