(57)【要約】【課題】前段側の差動増幅回路と最終段のレーザ駆動回路との電気的な整合がとれるようにし、全体として所望の回路特性を実現でき、かつ回路特性の安定化が図れるようにした光通信用ドライバ回路の提供。【解決手段】この発明は、入力信号の差動増幅を行う２段からなる差動増幅回路１１、１２と、その差動増幅回路１２の出力信号に基づいてレーザダイオードＬＤを発光させるレーザ駆動回路３と、を備えている。差動増幅回路１１、１２およびレーザ駆動回路３は、定電流を供給する定電流源１４〜１６をそれぞれ有している。電流制御回路１７は、その各定電流源１４〜１６が供給する各電流値を任意に設定でき、この各設定電流値になるようにその各定電流源１４〜１６の供給電流を制御するようになっている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号を受けて差動増幅を行う差動対からなる第１トランジスタおよびその第１トランジスタに定電流を供給する第１定電流源を有する少なくとも１つの差動増幅回路と、
前記差動増幅回路の出力信号を受けて半導体レーザダイオードを駆動する差動対からなる第２トランジスタおよびその第２トランジスタに定電流を供給する第２定電流源を有するレーザ駆動回路と、
前記第１電流源および前記第２定電流源が供給する各電流を任意に設定でき、この設定電流値になるようにその各定電流源の供給電流を制御する電流制御回路と、
を備えていることを特徴とする光通信用ドライバ回路。
【請求項２】
前記第１定電流源は第１カレントミラー回路からなり、前記第２定電流源は第２カレントミラー回路からなることを特徴とする請求項１に記載の光通信用ドライバ回路。
【請求項３】
前記電流制御回路は、
基準電流を発生する基準電流発生回路と、
前記基準電流発生回路の発生する基準電流値を任意に設定する基準電流設定器と、
前記基準電流発生回路の発生する基準電流に基づき、その基準電流値の所定倍からなる第１電流および第２電流をそれぞれ生成する第３カレントミラー回路とを備え、
前記第３カレントミラー回路の生成する第１電流および第２電流に基づいて前記第１カレントミラー回路および前記第２カレントミラー回路をそれぞれ駆動するように構成することを特徴とする請求項２に記載の光通信用ドライバ回路。
【請求項４】
前記基準電流設定器は、外付けの可変抵抗器からなることを特徴とする請求項３に記載の光通信用ドライバ回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信に使用される光通信用ドライバ回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の光通信用ドライバ回路として、光源の駆動回路の他に、その駆動回路のバイアス電流を制御する制御回路を備えたものが知られている（例えば特許文献１参照）。
また、従来の光通信用ドライバ回路として、図３に示すようなものが知られている。
【０００３】
この光通信用ドライバ回路は、図３に示すように、入力信号の差動増幅を行う差動増幅回路１および差動増幅回路２と、その差動増幅回路２の出力信号に基づいてレーザダイオードＬＤを発光させるレーザ駆動回路３と、を備えている。
差動増幅回路１、２は、それぞれ定電流源４、５を含んでいる。定電流源４、５が差動増幅回路１、２に供給する各定電流は、抵抗Ｒ１、Ｒ２で分割される電圧で決まる値に固定されている。
【０００４】
レーザ駆動回路３は、差動対のＭＯＳトランジスタＭ１、Ｍ２と、抵抗Ｒ３、Ｒ４と、定電流源６とを備えている。定電流源６がＭＯＳトランジスタＭ１、Ｍ２に供給する電流は、変調電流制御回路７により制御、すなわち調整できるようになっている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−１１７０３３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、図３に示す従来の光通信用ドライバ回路では、変調電流制御回路７が定電流源６の電流を制御できるので、レーザダイオードＬＤに流れる電流を調整することができる。
しかし、定電流源４、５が差動増幅回路１、２に供給する電流は固定されているので、差動増幅回路１、２の回路特性は固定されている。
【０００７】
このため、最終段のレーザ駆動回路３と、その前段側の差動増幅回路１、２との整合がとれない場合があり、この場合には所望の回路特性が得られなかったり、回路特性が不安定になったりするという不具合があった。
そこで、本発明の目的は、前段側の差動増幅回路と最終段のレーザ駆動回路との電気的な整合がとれるようにし、全体として所望の回路特性を実現でき、かつ回路特性の安定化が図れるようにした光通信用ドライバ回路を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決し本発明の目的を達成するために、各発明は、以下のように構成した。
すなわち、第１の発明は、入力信号を受けて差動増幅を行う差動対からなる第１トランジスタおよびその第１トランジスタに定電流を供給する第１定電流源を有する少なくとも１つの差動増幅回路と、前記差動増幅回路の出力信号を受けて半導体レーザダイオードを駆動する差動対からなる第２トランジスタおよびその第２トランジスタに定電流を供給する第２定電流源を有するレーザ駆動回路と、前記第１電流源および前記第２定電流源が供給する各電流を任意に設定でき、この設定電流値になるようにその各定電流源の供給電流を制御する電流制御回路と、を備えている。
【０００９】
第２の発明は、第１の発明の光通信用ドライバ回路において、前記第１定電流源は第１カレントミラー回路からなり、前記第２定電流源は第２カレントミラー回路からなるようにした。
第３の発明は、第２の発明の光通信用ドライバ回路において、前記電流制御回路は、基準電流を発生する基準電流発生回路と、前記基準電流発生回路の発生する基準電流値を任意に設定する基準電流設定器と、前記基準電流発生回路の発生する基準電流に基づき、その基準電流値の所定倍からなる第１電流および第２電流をそれぞれ生成する第３カレントミラー回路とを備え、前記第３カレントミラー回路の生成する第１電流および第２電流に基づいて前記第１カレントミラー回路および前記第２カレントミラー回路をそれぞれ駆動するように構成した。
【００１０】
第４の発明は、第３の発明の光通信用ドライバ回路において、前記基準電流設定器は、外付けの可変抵抗器からなるようにした。
このような構成からなる本発明によれば、前段側の差動増幅回路の出力特性と最終段のレーザ駆動回路の入力特性との電気的な整合がとることができるので、全体として所望の回路特性を実現でき、かつ回路特性の安定化を図ることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の光通信用ドライバ回路の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の実施形態の構成を示す回路図である。
この実施形態に係る光通信用ドライバ回路は、図１に示すように、入力信号の差動増幅を行う２段からなる差動増幅回路１１、１２と、その差動増幅回路１２の出力信号に基づいてレーザダイオードＬＤを発光させるレーザ駆動回路３と、を備えている。
【００１２】
さらに、差動増幅回路１１、１２およびレーザ駆動回路３は、定電流を供給する定電流源１４〜１６をそれぞれ有し、電流制御回路１７はその各定電流源１４〜１６が供給する各電流値を任意に設定でき、この設定電流値になるようにその各定電流源１４〜１６の供給電流を制御するようになっている。
差動増幅回路１１は、入力信号を差動増幅するように構成されている。定電流源１４は、図２に示すように、ＭＯＳトランジスタＭ３１とＭＯＳトランジスタ（図示せず）からなるカレントミラー回路から構成されている。
【００１３】
差動増幅回路１２は、差動増幅回路１１の出力信号を差動増幅するように構成されている。定電流源１５は、図２に示すように、ＭＯＳトランジスタＭ３２とＭＯＳトランジスタ（図示せず）からなるカレントミラー回路から構成されている。
レーザ駆動回路１３は、図１に示すように、差動対のＭＯＳトランジスタＭ１１、Ｍ１２と、抵抗Ｒ１１、Ｒ１２と、半導体レーザダイオードＬＤと、定電流源１６とを備え、差動増幅回路１２の出力信号に応じて半導体レーザダイオードＬＤに駆動電流を流し、この駆動電流により半導体レーザダイオードＬＤを発光させるようになっている。定電流源１６は、図２に示すように、ＭＯＳトランジスタＭ３３とＭＯＳトランジスタ（図示せず）からなるカレントミラー回路から構成されている。
【００１４】
次に、図１に示す電流制御回路１７の具体的な構成について、図２を参照して説明する。
電流制御回路１７は、図２に示すように、基準電流Ｉを発生する基準電流発生回路２１と、基準電流発生回路２１が発生する基準電流Ｉの電流値を任意に設定する基準電流設定器２２、基準電流発生回路２１の発生する基準電流Ｉに基づいてそのｋ倍、ｎ倍、およびｍ倍の各電流ｋＩ、ｎＩ、ｍＩをそれぞれ生成するカレントミラー回路２３と、を備えている。
【００１５】
基準電流発生回路２１は、差動増幅器２４と、Ｐ型のＭＯＳトランジスタＭ２１、Ｍ２２と、Ｎ型のＭＯＳトランジスタＭ２３〜Ｍ２６とから構成される。
差動増幅器２４は、ＭＯＳトランジスタＭ２３のソースの電圧を基準電圧Ｖ１と比較し、その比較結果に応じた出力電圧をＭＯＳトランジスタＭ２３、Ｍ２４の各ゲートにそれぞれ供給するようになっている。ＭＯＳトランジスタＭ２３のドレインは、ＭＯＳトランジスタＭ２１を介して電源に接続されている。ＭＯＳトランジスタＭ２１とＭＯＳトランジスタＭ２２は、カレントミラー回路を形成している。
【００１６】
ＭＯＳトランジスタＭ２２、ＭＯＳトランジスタＭ２４、およびＭＯＳトランジスタＭ２５は、電源とグランドとの間に直列に接続されている。また、ＭＯＳトランジスタＭ２５とＭＯＳトランジスタＭ２６は、カレントミラー回路を形成している。
基準電流設定器２２は、図２に示すように、外付けの可変抵抗器ＶＲからなる。この可変抵抗器ＶＲは、その一端側の端子がＭＯＳトランジスタＭ２３のソースに接続され、その他端側の端子がグランドに接続されている。
【００１７】
カレントミラー回路２３は、Ｐ型のＭＯＳトランジスタＭ２７〜Ｍ３０からなり、ＭＯＳトランジスタＭ２７には、基準電流発生回路２１で発生させた基準電流Ｉと同一の電流Ｉが流れるようになっている。そして、ＭＯＳトランジスタＭ２８、Ｍ２９、Ｍ３０には、その基準電流Ｉをｋ倍、ｎ倍、およびｍ倍した各電流ｋＩ、ｎＩ、ｍＩがそれぞれ流れるようになっている。
【００１８】
このために、ＭＯＳトランジスタＭ２８、Ｍ２９、Ｍ３０の各トランジスタサイズは、ＭＯＳトランジスタＭ２７のトランジスタサイズのｋ倍、ｎ倍、およびｍ倍になっている。
ここで、ＭＯＳトランジスタＭ２８に流れる電流ｋＩは、図１の定電流源１４に供給されるようになっている。定電流源１４は、図２に示すＭＯＳトランジスタＭ３１とＭＯＳトランジスタ（図示せず）からなり、この両トランジスタがカレントミラー回路を形成している。この両トランジスタのサイズ比はｔ倍になっているので、差動増幅回路１１には、（ｋＩ×ｔ）の大きさの電流を供給することができる。
【００１９】
また、ＭＯＳトランジスタＭ２９に流れる電流ｎＩは、図１の定電流源１５に供給されるようになっている。定電流源１５は、図２に示すＭＯＳトランジスタＭ３２とＭＯＳトランジスタ（図示せず）からなり、この両トランジスタがカレントミラー回路を形成している。この両トランジスタのサイズ比はｕ倍になっているので、差動増幅回路１２には、（ｎＩ×ｕ）の大きさの電流を供給することができる。
【００２０】
さらに、ＭＯＳトランジスタＭ３０に流れる電流ｍＩは、図１の定電流源１６に供給されるようになっている。定電流源１６は、図２に示すＭＯＳトランジスタＭ３３とＭＯＳトランジスタ（図示せず）からなり、この両トランジスタがカレントミラー回路を形成している。この両トランジスタのサイズ比はｓ倍になっているので、ＭＯＳトランジスタＭ１１、Ｍ１２には、（ｍＩ×ｓ）の大きさの電流を供給することができる。
【００２１】
次に、このような構成からなる実施形態の動作の一例について、図面を参照して説明する。
いま、差動増幅回路１１に差動形態の入力信号が入力されると、この入力信号は２段の差動増幅回路１１、１２でそれぞれ差動増幅される。差動増幅回路１２の出力信号がレーザ駆動回路１３に入力されると、レーザ駆動回路１３はその入力信号に応じて半導体レーザダイオードＬＤに駆動電流を流し、この駆動電流により半導体レーザダイオードＬＤが発光する。
【００２２】
一方、図２に示す基準電流発生回路２１は、以下のようにして基準電流Ｉを発生させる。
すなわち、差動増幅器２４は、ＭＯＳトランジスタＭ２３のソースと可変抵抗器ＶＲの共通接続点の電位Ｖｏｕｔを基準電圧Ｖ１と比較し、その電位Ｖｏｕｔが基準電圧Ｖ１と一致するようにＭＯＳトランジスタＭ２３のオン抵抗を制御する。このため、ＭＯＳトランジスタＭ２３に流れる電流Ｉは、可変抵抗器ＶＲの抵抗値をＲとすると、次の（１）式のようになる。
【００２３】
Ｉ＝（Ｖ１／Ｒ）・・・・（１）
この（１）式の電流が基準電流Ｉとなり、この基準電流ＩがＭＯＳトランジスタＭ２３に直列に接続されるＭＯＳトランジスタＭ２１にも流れる。また、ＭＯＳトランジスタＭ２１とＭＯＳトランジスタＭ２２はカレントミラー回路を構成するので、その基準電流ＩがＭＯＳトランジスタＭ２２に流れる。さらに、基準電流ＩはＭＯＳトランジスタＭ２５にも流れ、ＭＯＳトランジスタＭ２５とＭＯＳトランジスタＭ２６はカレントミラー回路を構成するので、その基準電流ＩはＭＯＳトランジスタＭ２６にも流れる。
【００２４】
ＭＯＳトランジスタＭ２６とＭＯＳトランジスタＭ２７とは直列に接続されるので、ＭＯＳトランジスタＭ２７に基準電流Ｉが流れる。
ここで、ＭＯＳトランジスタＭ２７は、ＭＯＳトランジスタＭ２８〜Ｍ３０とカレントミラー回路を構成し、ＭＯＳトランジスタＭ２８〜Ｍ３０の各トランジスタサイズは、ＭＯＳトランジスタＭ２７のトランジスタサイズのｋ倍、ｎ倍、およびｍ倍になっている。このため、ＭＯＳトランジスタＭ２８、Ｍ２９、Ｍ３０には、その基準電流Ｉをｋ倍、ｎ倍、およびｍ倍した各電流ｋＩ、ｎＩ、ｍＩがそれぞれ流れる。
【００２５】
ＭＯＳトランジスタＭ２８に流れる電流ｋＩは、図１の定電流源１４に供給されるが、この定電流源１４は、図２に示すＭＯＳトランジスタＭ３１とＭＯＳトランジスタ（図示せず）からなり、この両トランジスタがカレントミラー回路を形成している。そして、この両トランジスタのサイズ比はｔ倍になっているので、差動増幅回路１１には、大きさが（ｋＩ×ｔ）の電流が供給される。
【００２６】
また、ＭＯＳトランジスタＭ２９に流れる電流ｎＩは、図１の定電流源１５に供給されるが、定電流源１５は、図２に示すＭＯＳトランジスタＭ３２とＭＯＳトランジスタ（図示せず）からなり、この両トランジスタがカレントミラー回路を形成している。そして、この両トランジスタのサイズ比はｕ倍になっているので、差動増幅回路１２には、大きさが（ｎＩ×ｕ）の電流が供給される。
【００２７】
さらに、ＭＯＳトランジスタＭ３０に流れる電流ｍＩは、図１の定電流源１６に供給されるが、定電流源１６は、図２に示すＭＯＳトランジスタＭ３３とＭＯＳトランジスタ（図示せず）からなり、この両トランジスタがカレントミラー回路を形成している。そして、この両トランジスタのサイズ比はｓ倍になっているので、ＭＯＳトランジスタＭ１１、Ｍ１２には、（ｍＩ×ｓ）の大きさの電流が供給される。
【００２８】
このような動作により、レーザ駆動回路１３の定電流源１６がＭＯＳトランジスタＭ１１、Ｍ１２に供給する電流（ｍＩ×ｓ）は、次の（２）式で表すことができる。
ｍＩ×ｓ＝ｍ×ｓ×（Ｖ１／Ｒ）・・・・（２）
この定電流源１６の供給する電流（ｍＩ×ｓ）に基づいて、半導体レーザダイオードＬＤが駆動される電流が決まることになる。
【００２９】
また、定電流源１４が差動増幅回路１１に供給する電流（ｋＩ×ｔ）と、定電流源１５が差動増幅回路１２に供給する電流（ｎＩ×ｕ）とは、次の（３）（４）式でそれぞれ表すことができる。
ｋＩ×ｔ＝ｋ×ｔ×（Ｖ１／Ｒ）・・・・（３）
ｎＩ×ｕ＝ｎ×ｕ×（Ｖ１／Ｒ）・・・・（４）
この定電流源１４、１５の供給する電流（ｋＩ×ｔ）、（ｎＩ×ｕ）に基づいて、差動増幅回路１１、１２の各電圧利得が決まることになる。
【００３０】
ここで、（２）〜（４）に示す電流（ｍＩ×ｓ）、（ｋＩ×ｔ）、（ｎＩ×ｕ）は、外付けの可変抵抗器ＶＲの抵抗値Ｒを可変することで変えることができるので、その値を任意に設定できる。
以上説明したように、この実施形態では、差動増幅回路１１、１２の各電圧利得を可変できるとともに、その各電圧利得を任意の値に設定することができるようにした。このため、例えば設計段階において、差動増幅回路１１、１２とレーザ駆動回路１３の回路特性の整合をとることができ、全体として回路特性の安定化を実現できる。
【００３１】
また、従来は、半導体レーザダイオードに所望の駆動電流を流す場合に、レーザ駆動回路を構成するＭＯＳトランジスタのサイズを大きくしていた。しかし、この実施形態によれば、前段側の差動増幅回路の電圧利得を大きくすることができるので、レーザ駆動回路のＭＯＳトランジスタのサイズを小さくでき、この結果、充放電による無駄は消費電力を削減できる上に、光通信分野において必要とされる応答速度の向上を図ることができる。
【００３２】
なお、上記の実施形態では、差動増幅回路を２段の構成としたが、これを１段または３段にしても良い。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、前段側の差動増幅回路の出力特性と最終段のレーザ駆動回路の入力特性との電気的な整合がとることができる。このてため、全体として所望の回路特性を実現でき、かつ回路特性の安定化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の構成を示す回路図である。
【図２】図１の電流制御回路の具体的な回路構成する示す回路図である。
【図３】従来回路の構成を示す回路図である。
【符号の説明】
Ｍ１１、Ｍ１２はＭＯＳトランジスタ、Ｍ２１〜Ｍ３３はＭＯＳトランジスタ、ＬＤは半導体レーザダイオード、ＶＲは可変抵抗器、１１、１２は差動増幅回路、１３はレーザ駆動回路、１４〜１６は定電流源、１７は電流制御回路、２１は基準電流発生回路、２２は基準電流設定器、２３はカレントミラー回路である。
【図１】
2004297412.tif 000003
【図２】
2004297412.tif 000004
【図３】
2004297412.tif 000005