JP2623975B2 - Light emitting element drive circuit - Google Patents
Light emitting element drive circuitInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、光通信システムあるい
は光情報処理等に用いられる光送信装置の発光素子駆動
回路に関し、特に伝送速度がGb/sを越える超高速光
通信システムに用いられる発光素子駆動回路に関するも
のである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light-emitting element driving circuit of an optical transmission apparatus used for an optical communication system or optical information processing, and more particularly, to a light-emitting element used in an ultra-high-speed optical communication system having a transmission speed exceeding Gb / s. The present invention relates to an element driving circuit.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、この種の発光素子駆動回路は、図
3または図4に示すように、例えば2つのトランジスタ
11,12のエミッタを共通に定電流源13に接続した
差動形の発光素子駆動部1を有し、その出力端子が発光
素子2のカソードに接続され、高周波信号を遮断するイ
ンダクタンス4とトランジスタ3からなる直流バイアス
回路が接続される構成となっている。この場合、発光素
子2は半導体レーザあるいは発光ダイオードが用いられ
る。2. Description of the Related Art Conventionally, as shown in FIG. 3 or FIG. 4, this type of light emitting element driving circuit has a differential light emitting structure in which, for example, the emitters of two transistors 11 and 12 are connected to a constant current source 13 in common. It has an element driving unit 1, its output terminal is connected to the cathode of the light emitting element 2, and a DC bias circuit consisting of an inductor 4 and a transistor 3 for blocking a high-frequency signal is connected. In this case, the light emitting element 2 uses a semiconductor laser or a light emitting diode.
【0003】ところで、このような発光素子駆動回路に
おいて回路本体としての発光素子駆動部1は、シリコン
あるいはガリウム砒素からなる集積回路が一般に用いら
れており、出力形式として、オープンコレクタ(シリコ
ンの集積回路)あるいはオープンドレイン(ガリウム砒
素の集積回路)の回路が一般的に用いられている。一
方、発光素子2に直流バイアス電流を供給するバイアス
回路は、同一チップ上に集積化される場合は図3に示す
ようにトランジスタ3のコレクタ,あるいはガリウム砒
素電界効果トランジスタのドレインが出力端子に接続さ
れる構成となっている。また、直流バイアス回路が集積
回路内に含まれない場合は、図4に示すように高周波信
号を遮断するインダクタンス4とバイアス用トランジス
タ3が出力端子に接続される構成となっている。なお、
図中9はバイアス用トランジスタ3とその駆動電源(図
示せず)との間に挿入された抵抗であり、14はトラン
ジスタ11のコレクタ用抵抗である。In such a light emitting element driving circuit, an integrated circuit made of silicon or gallium arsenide is generally used as the light emitting element driving section 1 as a circuit body, and an open collector (silicon integrated circuit) is used as an output form. ) Or an open drain (gallium arsenide integrated circuit) circuit is generally used. On the other hand, a bias circuit for supplying a DC bias current to the light emitting element 2 has a collector of the transistor 3 or a drain of the gallium arsenide field effect transistor connected to an output terminal as shown in FIG. It is configured to be. When the DC bias circuit is not included in the integrated circuit, an inductor 4 for blocking a high-frequency signal and a bias transistor 3 are connected to an output terminal as shown in FIG. In addition,
In the figure, 9 is a resistor inserted between the biasing transistor 3 and its driving power supply (not shown), and 14 is a collector resistor of the transistor 11.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】このように従来の発光
素子駆動回路において、その駆動部1で同一チップ内に
直流バイアス回路を内蔵する場合は、出力端子にトラン
ジスタ3が直接接続される構成となる。一般に、発光素
子2の直流バイアス電流は、動作温度の変化による発光
素子2の閾値電流の変化を考慮して最大100mA程度
まで供給する必要がある。このため、集積回路内に直流
バイアス回路を内蔵する場合は、トランジスタ3として
比較的サイズの大きなトランジスタが必要となる。この
ため、出力端子にバイアス用トランジスタ3のコレクタ
側から見たインピーダンスが発光素子駆動回路1の負荷
(トランジスタサイズが大きくなるため容量性の負荷と
なる)として発光素子2と並列に接続されることにな
る。そのため、伝送速度がGb/sを越える動作領域で
は、出力パルスの帯域を制限したり、発光素子2との接
続部に寄生するインダクタンスと合わさって波形にリン
ギングを発生させる等の問題があり、Gb/s帯での安
定動作を実現する上で大きな障害となっていた。As described above, in the conventional light emitting element driving circuit, when the driving section 1 incorporates a DC bias circuit in the same chip, the transistor 3 is directly connected to the output terminal. Become. Generally, the DC bias current of the light emitting element 2 needs to be supplied up to about 100 mA in consideration of a change in the threshold current of the light emitting element 2 due to a change in the operating temperature. Therefore, when a DC bias circuit is built in the integrated circuit, a relatively large transistor is required as the transistor 3. For this reason, the impedance seen from the collector side of the bias transistor 3 is connected to the output terminal in parallel with the light emitting element 2 as a load of the light emitting element drive circuit 1 (which becomes a capacitive load because the transistor size increases). become. Therefore, in the operation region where the transmission speed exceeds Gb / s, there are problems such as limiting the band of the output pulse and generating ringing in the waveform in combination with the parasitic inductance at the connection with the light emitting element 2. This has been a major obstacle in achieving stable operation in the / s band.
【0005】従来は、この問題を解決する1つの方法と
して、図4に示すように直流バイアス回路を発光素子駆
動部1つまり回路本体1の外につけ、出力端子との接続
をインダクタンス4を介して行う方法がとられている
が、かかる方法では、発光素子駆動部1の出力端子と発
光素子2との間に上記直流バイアス回路の部品を実装す
る必要があるため、発光素子駆動回路と発光素子2の間
の接続長が長くなり、Gb/s帯の動作に対して充分な
性能を得るのが困難であった。本発明は以上の点に鑑
み、上記した従来の問題点を解消した発光素子駆動回路
を提供することを目的とする。Conventionally, as one method for solving this problem, as shown in FIG. 4, a DC bias circuit is provided outside the light emitting element driving section 1, that is, the circuit main body 1, and the connection with the output terminal is made via the inductance 4. In this method, the components of the DC bias circuit need to be mounted between the output terminal of the light emitting element driving unit 1 and the light emitting element 2, so that the light emitting element driving circuit and the light emitting element 2, the connection length becomes long, and it is difficult to obtain sufficient performance for operation in the Gb / s band. In view of the above, it is an object of the present invention to provide a light emitting element driving circuit that solves the above-mentioned conventional problems.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明の発光素子駆動回路は、発光素子にパルス電流を
供給する発光素子駆動部とこの発光素子駆動部の出力端
子に接続された所定の特性インピーダンスのマイクロス
トリップ線路を有し、そのマイクロストリップ線路の一
端に高周波信号を遮断するインダクタンスと直列に接続
したトランジスタよりなる直流バイアス回路を有し、さ
らにマイクロストリップ線路とインダクタンスの接続部
に終端抵抗とコンデンサを直列にした回路を有してい
る。In order to achieve the above object, a light emitting element driving circuit according to the present invention comprises a light emitting element driving section for supplying a pulse current to the light emitting element and a predetermined circuit connected to an output terminal of the light emitting element driving section. It has a microstrip line with characteristic impedance of, and has a DC bias circuit consisting of a transistor connected in series with an inductance that blocks high-frequency signals at one end of the microstrip line, and a termination at the connection between the microstrip line and the inductance. It has a circuit in which a resistor and a capacitor are connected in series.
【0007】[0007]
【作用】本発明によれば、発光素子駆動部の出力端子に
マイクロストリップ線路を接続することによって、発光
素子の直流バイアス回路を発光素子から離れた位置に実
装でき、発光素子とその駆動回路の接続長が長くとれ
る。また、終端抵抗の一端をコンデンサで基準電位に接
地することにより、バイアス用トランジスタに流れる直
流バイアス電流に対して分流損をなくすことができる。According to the present invention, by connecting the microstrip line to the output terminal of the light emitting element driving section, the DC bias circuit of the light emitting element can be mounted at a position distant from the light emitting element. Long connection length. Further, by shunting one end of the terminating resistor to the reference potential with a capacitor, it is possible to eliminate a shunt loss for a DC bias current flowing through the bias transistor.
【0008】[0008]
【実施例】以下、本発明について図面に示す実施例によ
って説明する。図1は、本発明の一実施例による発光素
子駆動回路と発光素子を接続した状態を示す回路図であ
る。ここで、符号7で示す本実施例の発光素子駆動回路
は、例えば2つのトランジスタ11,12のエミッタを
定電流源13に接続した従来例と同様の発光素子駆動部
1を有し、その出力端子が発光素子2のカソードに接続
され、同じく発光素子駆動部1の出力端子と発光素子2
の接続点に所定の特性インピーダンスを有するマイクロ
ストリップ線路6が接続される。そしてマイクロストリ
ップ線路6の他端は終端抵抗5とコンデンサ8で基準電
位に接地され、マイクロストリップ線路6と終端抵抗5
の接続点にインダクタンス4とトランジスタ3からなる
直流バイアス回路が接続される構成となっている。な
お、図中同一符号は同一または相当部分を示している。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the embodiments shown in the drawings. FIG. 1 is a circuit diagram showing a state in which a light emitting device driving circuit and a light emitting device according to one embodiment of the present invention are connected. Here, the light emitting element driving circuit of the present embodiment denoted by reference numeral 7 has the same light emitting element driving section 1 as the conventional example in which the emitters of the two transistors 11 and 12 are connected to the constant current source 13, for example. The terminal is connected to the cathode of the light emitting element 2, and the output terminal of the light emitting element driving unit 1 and the light emitting element 2
Is connected to a microstrip line 6 having a predetermined characteristic impedance. The other end of the microstrip line 6 is grounded to a reference potential by the terminating resistor 5 and the capacitor 8, and the microstrip line 6 and the terminating resistor 5
Is connected to a DC bias circuit composed of an inductance 4 and a transistor 3. The same reference numerals in the drawings indicate the same or corresponding parts.
【0009】上記実施例の構成において、発光素子駆動
回路7から出力されたパルス電流21(図2(a)参照)
は、その出力端子に接続された発光素子2に供給され光
信号に変換される。一方、パルス電流の一部は、マイク
ロストリップ線路6に分流される。この分流したパルス
電流は、マイクロストリップ線路6を伝搬した後、終端
抵抗5とマイクロストリップ線路6の特性インピーダン
スの比率で決まる量が、反射波22として逆相で再度発
光素子駆動回路7の出力端子にもどる(図2(b)参
照)。そのため、この反射波と元のパルス電流が合流さ
れ、図2(c)に示すようなパルスの立ち上がり、立ち下
がり部分にオーバーシュート,アンダーシュートを持つ
パルス電流波形23に波形変換される。In the configuration of the above embodiment, the pulse current 21 output from the light emitting element drive circuit 7 (see FIG. 2A)
Is supplied to the light emitting element 2 connected to the output terminal and is converted into an optical signal. On the other hand, part of the pulse current is split into the microstrip line 6. After the divided pulse current propagates through the microstrip line 6, an amount determined by the ratio of the characteristic impedance of the terminating resistor 5 to the microstrip line 6 is reflected as a reflected wave 22 in the opposite phase and again at the output terminal of the light emitting element drive circuit 7. Return (see FIG. 2 (b)). Therefore, the reflected wave and the original pulse current are merged and converted into a pulse current waveform 23 having overshoot and undershoot at the rising and falling portions of the pulse as shown in FIG.
【0010】一般に、発光素子2はパルス電流の立ち下
がりに対して、発光素子内部に蓄積されるキャリアが放
出されるまで発光を続けるため、スソ引き状の応答を示
す傾向がある。このため、パルス電流にアンダーシュー
トを持たせて発光素子内部の蓄積キャリアを強制的に放
出させるような方法を講ずる必要がある。本実施例で
は、図2(c)に示す如くパルス電流にアンダーシュート
を付加することが可能となり、光波形の応答を改善する
効果がある。In general, the light emitting element 2 continues to emit light in response to the fall of the pulse current until the carriers accumulated inside the light emitting element are released, so that the light emitting element 2 tends to exhibit a swell-like response. For this reason, it is necessary to take a method of forcibly releasing the accumulated carriers in the light emitting element by giving the pulse current an undershoot. In the present embodiment, it is possible to add an undershoot to the pulse current as shown in FIG. 2C, which has the effect of improving the response of the optical waveform.
【0011】本実施例では、発光素子駆動回路7として
シリコンの集積回路を用いた。また、直流バイアス回路
を接続するマイクロストリップ線路6は、上記集積回路
を搭載するセラミックパッケージ上に配線パターンの一
部として形成した。このように、セラミックパッケージ
の配線パターンの一部としてマイクロストリップ線路を
形成することにより、発光素子2の直流バイアス回路を
その発光素子2から離れた位置に実装することが可能と
なり、発光素子2と発光素子駆動回路7の接続長を長く
することなく、直流バイアスを供給することが可能とな
る。In this embodiment, a silicon integrated circuit is used as the light emitting element driving circuit 7. The microstrip line 6 for connecting the DC bias circuit was formed as a part of a wiring pattern on a ceramic package on which the integrated circuit was mounted. As described above, by forming the microstrip line as a part of the wiring pattern of the ceramic package, the DC bias circuit of the light emitting element 2 can be mounted at a position away from the light emitting element 2, and the light emitting element 2 It is possible to supply a DC bias without increasing the connection length of the light emitting element drive circuit 7.
【0012】また、本実施例では、パルス電流の分流損
を極力抑えるためマイクロストリップ線路6の特性イン
ピーダンスを発光素子2の微分抵抗の10倍程度の値に
選定し、また終端抵抗5の値を反射率10%になるよう
に選定した。このようにすることにより、立ち上がりの
応答特性が良好な光波形を得ることが可能になる。In this embodiment, the characteristic impedance of the microstrip line 6 is selected to be about 10 times the differential resistance of the light emitting element 2 and the value of the terminating resistance 5 is set to minimize the shunt loss of the pulse current. It was selected to have a reflectance of 10%. By doing so, it becomes possible to obtain an optical waveform having a good rising response characteristic.
【0013】また、本実施例では終端抵抗5の一端をコ
ンデンサ8で基準電位に接地する構成としているため、
トランジスタ4に流れる直流バイアス電流に対しては分
流損をなくする構成とすることが可能となる。In this embodiment, since one end of the terminating resistor 5 is grounded to the reference potential by the capacitor 8,
It is possible to adopt a configuration in which a shunt loss is eliminated for a DC bias current flowing through the transistor 4.
【0014】[0014]
【発明の効果】以上説明したように本発明は、発光素子
駆動部の出力端子に所定の特性インピーダンスを持った
マイクロストリップ線路を接続し、このマイクロストリ
ップ線路の他端に、終端抵抗とコンデンサの直列回路お
よびインダクタンスとトランジスタからなる直流バイア
ス回路を接続する構成とすることによって、直流バイア
ス電流の分流損なしに、発光素子のパルス応答特性を改
善できる。これによりGb/s帯で安定に動作する発光
素子駆動回路を提供できる効果がある。As described above, according to the present invention, a microstrip line having a predetermined characteristic impedance is connected to the output terminal of the light emitting element driving section, and the other end of the microstrip line is connected to a terminating resistor and a capacitor. By connecting the series circuit and the DC bias circuit including the inductance and the transistor, the pulse response characteristics of the light emitting element can be improved without shunt loss of the DC bias current. This has the effect of providing a light emitting element drive circuit that operates stably in the Gb / s band.
【図1】本発明の一実施例による発光素子駆動回路を示
す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram illustrating a light emitting device driving circuit according to an embodiment of the present invention.
【図2】本実施例の発光素子駆動回路の動作概要を示す
説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing an operation outline of the light emitting element drive circuit of the present embodiment.
【図3】従来例の発光素子駆動回路を示す回路図であ
る。FIG. 3 is a circuit diagram showing a conventional light emitting element drive circuit.
【図4】従来例の別の発光素子駆動回路を示す回路図で
ある。FIG. 4 is a circuit diagram showing another light emitting element drive circuit of a conventional example.
1 発光素子駆動部 2 発光素子 3 トランジスタ 4 インダクタンス 5 終端抵抗 6 マイクロストリップ線路 8 コンデンサ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light emitting element drive part 2 Light emitting element 3 Transistor 4 Inductance 5 Termination resistance 6 Microstrip line 8 Capacitor
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H04B 10/26 10/28 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Agency reference number FI Technical display location H04B 10/26 10/28
Claims (3)
子駆動回路において、該発光素子駆動部の出力端子に所
定の特性インピーダンスを有するマイクロストリップ線
路を接続し、このマイクロストリップ線路の一端に高周
波信号を遮断するインダクタンスと前記発光素子に直流
バイアス電流を供給するトランジスタとを直列に接続
し、前記マイクロストリップ線路とインダクタンスの接
続部に終端抵抗とコンデンサの直列回路を接続してなる
発光素子駆動回路。In a light emitting element driving circuit for supplying a pulse current to a light emitting element, a microstrip line having a predetermined characteristic impedance is connected to an output terminal of the light emitting element driving section, and a high-frequency signal is connected to one end of the microstrip line. A light emitting element drive circuit comprising: an inductance for cutting off a current, and a transistor for supplying a DC bias current to the light emitting element connected in series, and a series circuit of a terminating resistor and a capacitor connected to a connection between the microstrip line and the inductance.
シリコンあるいはガリウム砒素の集積回路からなり、オ
ープンコレクタあるいはオープンドレインで出力するこ
とを特徴とする発光素子駆動回路。2. The light-emitting element driving circuit according to claim 1, wherein the light-emitting element driving circuit comprises an integrated circuit of silicon or gallium arsenide, and outputs the output with an open collector or an open drain.
線路はセラミック部材よりなり、前記集積回路を搭載す
るパッケージの配線パターンの一部として形成してなる
ことを特徴とする発光素子駆動回路。3. The light emitting element drive circuit according to claim 1, wherein the microstrip line is made of a ceramic member and is formed as a part of a wiring pattern of a package on which the integrated circuit is mounted.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP41165190A JP2623975B2 (en) | 1990-12-19 | 1990-12-19 | Light emitting element drive circuit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP41165190A JP2623975B2 (en) | 1990-12-19 | 1990-12-19 | Light emitting element drive circuit |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04219985A JPH04219985A (en) | 1992-08-11 |
JP2623975B2 true JP2623975B2 (en) | 1997-06-25 |
Family
ID=18520620
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP41165190A Expired - Lifetime JP2623975B2 (en) | 1990-12-19 | 1990-12-19 | Light emitting element drive circuit |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2623975B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE69525865T2 (en) * | 1994-04-22 | 2002-09-19 | Canon K.K., Tokio/Tokyo | Driver circuit for a light emitting diode |
-
1990
- 1990-12-19 JP JP41165190A patent/JP2623975B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH04219985A (en) | 1992-08-11 |
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