專利名稱：光發(fā)送電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及帶APC ( Automatic Power Control)功能的光發(fā)送電路。
背景技術(shù)：
近年來，伴隨著因特網(wǎng)的普及，對高速大容量數(shù)據(jù)通信的要求 正曰益高漲。其中，高速性優(yōu)異的光傳輸系統(tǒng)正受到關(guān)注，開發(fā)正 在積極地進(jìn)行。 一般而言，在光傳輸系統(tǒng)中所使用的光發(fā)送電路中， 采用了將激光二極管(LD)或發(fā)光二極管(LED)用作發(fā)光元件的 驅(qū)動電路。但是，激光二極管或發(fā)光二極管具有較大的溫度依存性， 溫度越高閾值電流越大，存在電流-光轉(zhuǎn)換效率變小這樣的問題。 為此，在從驅(qū)動電路經(jīng)常輸出恒定電流的情況下，產(chǎn)生了溫度導(dǎo)致 轉(zhuǎn)換后的光輸出功率發(fā)生變化，尤其是高溫時光輸出功率變小這樣 的問題。并且，在閾值電流以下的電流不發(fā)光，因此當(dāng)偏流(輸出 電流的L電平)小于激光二極管的閾值電流時，還產(chǎn)生占空因數(shù)(duty factor \劣化的問題。因此，以往作為用于經(jīng)常輸出恒定的光輸出功率，穩(wěn)定通信特 性的對策，使用了如下的2種方法使用熱敏電阻等判斷溫度，進(jìn)值的方法；利用MPD (監(jiān)視器用光敏二極管)監(jiān)視激光二極管的輸 出，進(jìn)行反饋控制使得在MPD中流過的電流經(jīng)常為固定值的方法。 在以低成本化為目標(biāo)的情況下， 一般使用前饋控制，該前饋控制能 削減MPD的成本，削減反饋系統(tǒng)電路，并且能大幅減小芯片面積。 根據(jù)某現(xiàn)有技術(shù)，由以晶體管的差動對構(gòu)成的電流驅(qū)動電路、 在激光二極管中流過DC偏流(bias current)的偏壓電路、根據(jù)環(huán)境溫度控制在偏壓電3各中流過的偏流的偏流溫度補(bǔ)償電^各、根據(jù)環(huán)境 溫度對激光二極管的驅(qū)動電流進(jìn)4亍控制的驅(qū)動電流溫度補(bǔ)償電^各、 以及減法電路來構(gòu)成帶溫度補(bǔ)償電路的激光二極管驅(qū)動電路，成為 利用內(nèi)部的熱敏電阻和二極管的溫度特性，溫度越高增幅越大偏流 和驅(qū)動電流，使得發(fā)送時的光輸出功率經(jīng)常能保持為固定值的前饋 結(jié)構(gòu)(參照專利文獻(xiàn)1 )。專利文獻(xiàn)l:日本特開平10 - 284791號公才艮 發(fā)明內(nèi)容但是近年來，制造了垂直空腔表面發(fā)射激光器(Vertical Cavity Surface Emitting Laser: VCSEL),開始實施取代激光二極管、發(fā)光 二極管而使用VCSEL的光傳輸。VCSEL是可靠性高、高速驅(qū)動、 可大規(guī)模陣列化并且由于可大量生產(chǎn)而能低成本化的發(fā)光元件之 一。但是，VCSEL也具有較大的,溫度依存性。并且，其溫度特性與 激光二極管和發(fā)光二極管不同，進(jìn)行如下那樣的特有的動作在某 閾值溫度之前光輸出功率相對于溫度而單調(diào)減少，當(dāng)超過某閾值溫 度時，光輸出功率相對于溫度而單調(diào)增加。因此，在上述現(xiàn)有技術(shù)中，由于是輸出電流相對于溫度而單調(diào) 增加的結(jié)構(gòu)，因此能補(bǔ)償激光二極管、發(fā)光二極管等發(fā)光元件的溫 度特性，但是不能補(bǔ)償VCSEL特有的溫度特性。另外，考慮到今后在手機(jī)、AV設(shè)備等民用設(shè)備用途及車內(nèi)網(wǎng)絡(luò) 等車載設(shè)備用途上使用光傳輸，則在-40 ~ 85 °C這樣的寬的溫度范 圍內(nèi)的溫度補(bǔ)償將必不可少，在那種情況下，認(rèn)為有必要對VCSEL 的特別的溫度特性整體進(jìn)行補(bǔ)償。本發(fā)明的目的在于提供一種光發(fā)送電路，該光發(fā)送電路對 VCSEL那樣的發(fā)光元件所具有的特別的溫度特性進(jìn)行補(bǔ)償，使輸出 光功率經(jīng)常保持為固定值。為了解決上述問題，本發(fā)明的光發(fā)送電路采用如下結(jié)構(gòu)，該結(jié) 構(gòu)包括在低溫時和在高溫時具有不同的溫度特性的發(fā)光元件；為ii了驅(qū)動該發(fā)光元件，其源極相互耦合、其漏極分別連接在發(fā)光元件
和電源上的差動的開關(guān)晶體管；向發(fā)光元件提供偏流的偏流源；向 發(fā)光元件流出調(diào)制電流的調(diào)制電流源；以及用于控制偏流源和調(diào)制 電流源的電流，以補(bǔ)償發(fā)光元件低溫時和高溫時這兩方的溫度特性 的溫度補(bǔ)償電流源。
根據(jù)本發(fā)明，即使是在使用如VCSEL那樣在高溫時和低溫時具 有不同的溫度特性的發(fā)光元件時，也能在全部的溫度范圍內(nèi)對發(fā)光 元件的溫度特性進(jìn)行補(bǔ)償，其結(jié)果是能夠經(jīng)常以恒定的光功率進(jìn)行 數(shù)據(jù)傳輸，因此能構(gòu)建穩(wěn)定的光通信系統(tǒng)。


圖1表示本發(fā)明的光發(fā)送電路的結(jié)構(gòu)例的電路圖。 圖2A是表示以溫度為參數(shù)的圖1中的發(fā)光元件的光功率對電流 特性的圖。
圖2B是表示圖1中的發(fā)光元件的電流對溫度特性的圖。 圖3是表示本發(fā)明的光發(fā)送電路的另一結(jié)構(gòu)例的電路圖。 圖4是表示圖1和圖3中的第一溫度補(bǔ)償電流源的結(jié)構(gòu)例的電 路圖。
圖5是表示圖1和圖3中的第二溫度補(bǔ)償電流源的結(jié)構(gòu)例的電 路圖。
圖6是表示圖4結(jié)構(gòu)的變形例的電路圖。 圖7是表示圖5結(jié)構(gòu)的變形例的電路圖。
圖8是表示圖4~圖7中的溫度依存電壓源的結(jié)構(gòu)例的電路圖。 圖9是表示圖6和圖7中的溫度依存電壓源的另一結(jié)構(gòu)例的電 路圖。
圖IO是表示圖4結(jié)構(gòu)的另一變形例的電路圖。 圖11是表示圖4結(jié)構(gòu)的又一變形例的電路圖。 圖12是表示圖l和圖3中第一溫度補(bǔ)償電流源的另一結(jié)構(gòu)例的 電路圖。圖13是表示圖12結(jié)構(gòu)的變形例的電路圖。
圖14是表示圖12結(jié)構(gòu)的另一變形例的電路圖。
圖15是表示圖1中的溫度補(bǔ)償電流源的結(jié)構(gòu)例的電路圖。
圖16是表示圖15結(jié)構(gòu)的變形例的電路圖。
圖17是表示圖15結(jié)構(gòu)的另一變形例的電路圖。
符號說明
10:發(fā)光元件(VCSEL) ; 11:偏流源；12:調(diào)制電流源；20: 溫度補(bǔ)償電流源；21:第一溫度補(bǔ)償電流源；22:第二溫度補(bǔ)償電 流源；23:恒流源；24:加法減法電3各；30:溫度依存電壓源；31: 恒流源；32、 33:電阻；34、 35:可變電阻；36、 37:比4交器；40: 溫度依存電流源；41:電阻；50、 7(h運算放大器；51、 71:電阻； 52、 72: 二極管；60:溫度依存電流源；61:恒流源；62:比較器； 81、 82、 83:恒流源；Ml ~ M62:晶體管。
具體實施例方式
下面，參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實施方式。
圖1表示本發(fā)明的光發(fā)送電路的結(jié)構(gòu)例。圖2A和圖2B表示圖 1中的發(fā)光元件10的溫度特性。T表示溫度，P表示光功率，I表示 電流。
圖1的光發(fā)送電路包括在低溫時和在高溫時具有不同的溫度 特性的發(fā)光元件(作為一例，為VCSEL) 10;為了驅(qū)動該發(fā)光元件 10，源極相互耦合，漏極分別與發(fā)光元件10和電源連接，各柵極被 輸入差動的輸入信號IN1、 IN2的差動的開關(guān)晶體管Ml、 M2;為了 在發(fā)光元件10中流過偏流而與一方的開關(guān)晶體管Ml的漏極連接的 偏流源11;為了在發(fā)光元件10中流過調(diào)制電流而與差動的開關(guān)晶體 管Ml、 M2的源極連接的調(diào)制電流源12;為了補(bǔ)償發(fā)光元件10的 ^^顯時和高溫時兩方的溫度特性而控制偏流源11和調(diào)制電流源12 的電流的溫度補(bǔ)償電流源20。溫度補(bǔ)償電流源20只要是能夠補(bǔ)償發(fā)光元件10的高溫時和低溫時兩方的溫度特性的結(jié)構(gòu)，可以由一個電路構(gòu)成，也可以組合兩 個以上的電^各，還可以是其他任何的結(jié)構(gòu)，但是，在此尤其i兌明設(shè)置用于補(bǔ)償發(fā)光元件10的高溫特性的第一溫度補(bǔ)償電流源21和用 于補(bǔ)償發(fā)光元件10的低溫特性的第二溫度補(bǔ)償電流源22,使用組合 了這兩個電流源21、 22的結(jié)構(gòu)。在本光發(fā)送電路中，在輸入信號IN1為L電平、輸入信號IN2 為H電平時， 一方的開關(guān)晶體管Ml截止，另一方的開關(guān)晶體管M2 導(dǎo)通，因此^義由偏流源11所^殳定的偏流-波輸入到發(fā)光元件10。4妾著， 在輸入信號IN1為H電平、輸入信號IN2為L電平時， 一放的開關(guān) 晶體管Ml導(dǎo)通，另一方的開關(guān)晶體管M2截止，因此對由偏流源 11所設(shè)定的偏流和由調(diào)制電流源12所設(shè)定的調(diào)制電流源進(jìn)4亍加法 運算，并輸出到發(fā)光元件IO。這樣，通過使差動的開關(guān)晶體管Ml、 M2導(dǎo)通、截止，來將與輸入信號IN1、 IN2相對應(yīng)的電流輸出到發(fā) 光元件10。在發(fā)光元件10中，依存于被輸入的電流而進(jìn)行電流 - 光 轉(zhuǎn)換，進(jìn)行光輸出。對于為了通信穩(wěn)定化而經(jīng)常輸出恒定的光功率，需要依賴溫度 來變更偏流和調(diào)制電流。但是，如圖2A所示，VCSEL的溫度特性 具有以下那樣的特別情況溫度越高其閾值越大，并且轉(zhuǎn)換效率(電 流-光轉(zhuǎn)換效率)越小，在成為低溫的情況下也是閣值變大，并且 轉(zhuǎn)換效率(電流-光轉(zhuǎn)換效率)變小。為此，為了使用VCSEL并且 經(jīng)常輸出恒定的光功率，需要檢測成為基準(zhǔn)的閾值溫度，根據(jù)該閾 值溫度在高溫的情況和低溫的情況這兩種情況下使電流增加。為此，在本發(fā)明中如圖1所示，是針對動作不同的高溫特性和 低溫特性分別進(jìn)行溫度補(bǔ)償?shù)慕Y(jié)構(gòu)，因此也能對VCSEL那樣的特別 的溫度特性進(jìn)行補(bǔ)償。具體而言，為了進(jìn)行發(fā)光元件10的高溫特性的補(bǔ)償，設(shè)置第一 溫度補(bǔ)償電流源21,該第一溫度補(bǔ)償電流源21在溫度為第一閾值以 下的情況下僅提供恒定的電流，當(dāng)超過第一閾值時，提供溫度越高增幅越大的電流。另外，為了進(jìn)行發(fā)光元件10的低溫特性的補(bǔ)償，
設(shè)置第二溫度補(bǔ)償電流源22,該第二溫度補(bǔ)償電流源22在溫度為第 二閾值以上的情況下僅提供恒定的電流，當(dāng)?shù)陀诘诙撝禃r，提供 溫度越低增幅越大的電流。而且，對第一溫度補(bǔ)償電流源21的輸出 電流Ioutl和第二溫度補(bǔ)償電流源22的輸出電流Iout2進(jìn)行加法運算 來使用。
通過采用本電路，能得到與特性完全不同的高溫區(qū)域和低溫區(qū) 域的兩方的溫度特性相對應(yīng)的電流輸出，因此能使用該電流來控制 偏流源11和調(diào)制電流源12，其結(jié)果能補(bǔ)償如VCSEL那樣的高溫區(qū) 域和低溫區(qū)域的溫度-電流特性的斜率不同的發(fā)光元件IO的溫度特 性。尤其是根振VCSEL還存在高溫區(qū)域和低溫區(qū)域的溫度-電流特 性的斜率完全不同的情況。在那樣的情況下也能如上述那樣分別進(jìn) 行控制，因此能針對各個特性進(jìn)行精度更好的控制。
在此，閾值溫度是根據(jù)發(fā)光元件10的使用頻度最高的溫度而設(shè) 計的，通常設(shè)定在常溫附近即可。在本發(fā)明中，對于閾值溫度的檢 測，可以根據(jù)各發(fā)光元件10的特性而將二極管、溫度傳感器設(shè)置在 內(nèi)部，在內(nèi)部電路進(jìn)行檢測，也可以使用熱敏電阻等在外部進(jìn)行檢 測。在以低成本化為目的的情況下，優(yōu)選為內(nèi)置的結(jié)構(gòu)。
另外，在本發(fā)明中，^使用了兩個溫度補(bǔ)償電流源21、 22, ^f旦根 據(jù)發(fā)光元件.IO的特性，也可以使用一個或三個以上的電流源。通過 與其他的電流源進(jìn)行加減法運算，可以生成精度更高的電流。只要 是能夠進(jìn)行發(fā)光元件IO的補(bǔ)償?shù)慕Y(jié)構(gòu)，可以不論第一溫度補(bǔ)償電流 源21和第二溫度補(bǔ)償電流源22的特性以及加減法運算方法。
另外，作為發(fā)光元件10的一例示出了 VCSEL，但只要是高溫時 和低溫時的特性不同的發(fā)光元件，本發(fā)明也能適用于任何發(fā)光元件。
圖3示出本發(fā)明的光發(fā)送電路的另一結(jié)構(gòu)例。圖3的光發(fā)送電 路與圖1的基本結(jié)構(gòu)相同，僅溫度補(bǔ)償電流源20的結(jié)構(gòu)不同。為此， 僅說明溫度補(bǔ)償電流源20。
圖3中的溫度補(bǔ)償電流源20具有如下結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括輸出電流Ioutl以補(bǔ)償發(fā)光元件10的高溫特性的第 一溫度補(bǔ)償電流源21; 輸出電流Iout2以補(bǔ)償發(fā)光元件10的低溫特性的第二溫度補(bǔ)償電流 源22;經(jīng)常專命出恒定的基準(zhǔn)電流Ic的恒流源23;對這三個電流lout 1 、 Iout2、 Ic進(jìn)行加減法運算的加減法運算電路24。
在本發(fā)明中，為了進(jìn)行發(fā)光元件IO的高溫特性的補(bǔ)償，設(shè)置第 一溫度補(bǔ)償電流源21,該第一溫度補(bǔ)償電流源21當(dāng)溫度為第一閾值 以下時不提供電流，當(dāng)溫度高于第一閾值時，提供溫度越高增幅越 大的電流。另外，為了進(jìn)行發(fā)光元件10的低溫特性的補(bǔ)償，設(shè)置第 二溫度補(bǔ)償電流源22，該第二溫度補(bǔ)償電流源22當(dāng)溫度在第二閾值 以上時不提供電流，當(dāng)溫度低于第二閾值時，提供溫度越低增幅越 大的電流。而且，設(shè)置經(jīng)常提供恒定電流的恒流源23。并且，通過 對這兩個溫度補(bǔ)償電流源21、 22的輸出和恒流源23的辜命出進(jìn)4亍加 法運算來使用，從而能夠得到與特性完全不同的高溫區(qū)域和低溫區(qū) 域這兩方的溫度特性相對應(yīng)的電流輸出。尤其是根據(jù)VCSEL還存在 高溫區(qū)域和低溫區(qū)域的溫度-電流特性的斜率完全不同的情況。因 此，通過如上述那樣分別進(jìn)行控制，能夠精度更高地對各個特性進(jìn) 行控制。
更具體來說，在高溫時，對來自第一溫度補(bǔ)償電流源21的電流 Ioutl和來自恒流源23的電流Ic進(jìn)4于加法運算，溫度越高增幅越大 在發(fā)光元件10中流過的電流。而在低溫時，對來自第二溫度補(bǔ)償電 流源22的電流Iout2和來自恒流源23的電流Ic進(jìn)4亍加法運算，溫 度越低增幅越大在發(fā)光元件10中流過的電流。在閱值溫度時，僅輸 出來自恒流源23的穩(wěn)、定的電流Ic。
在此，只要是能夠進(jìn)行發(fā)光元件10的補(bǔ)償?shù)慕Y(jié)構(gòu)，可以不論第 一度補(bǔ)償電流源21和第二溫度補(bǔ)償電流源22的特性以及加減法運 算方法。加減法運算電流24可以進(jìn)行模擬運算，也可以進(jìn)行邏輯運 算，另外，也可以為僅進(jìn)行加法運算的功能，只要是能進(jìn)行用于得 到所希望的結(jié)果的計算的結(jié)構(gòu)，可以是任何結(jié)構(gòu)。
另外，在本說明中，使用兩個溫度補(bǔ)償電流源21、 22, i^旦根據(jù)
16發(fā)光元件1 0的特性，也可以使用 一個或三個以上的溫度補(bǔ)償電流源。 另外，雖然使用了一個恒流源23,但為了提高溫度依存性的精度， 也可以^_用兩個以上的恒流源。對于基準(zhǔn)溫度的檢測，可以將二極管、溫度傳感器設(shè)置在內(nèi)部， 在電路內(nèi)部進(jìn)行一企測，也可以卩吏用熱專文電阻等在外部進(jìn)4亍檢測。在 以低成本為目的情況下，優(yōu)選為內(nèi)置的方式。如上所述，通過采用圖3的結(jié)構(gòu)，能夠另外設(shè)定經(jīng)常流過的恒定電流值，因此易于設(shè)定在閾值溫度附近的輸出電流，能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn) 定的特性，并且與圖1的情況相同，能夠分別設(shè)定低溫時、高溫時 各自的溫度依存性，因此能進(jìn)行高精度的溫度補(bǔ)償。圖4示出了圖1和圖3中的.繁一溫度補(bǔ)償電流源21的結(jié)構(gòu)例。 圖4的電路由如下部分構(gòu)成恒流源31;各源極與該恒流源31連接 的差動的開關(guān)晶體管Mll、 M12;各漏極和柵極與差動的開關(guān)晶體 管Mll、 M12的各漏極連接、各源極連接在電源上的電流源晶體管 M13、 M14;柵極與一方的電流源晶體管M13的柵極連接、漏極與 電源連^l妻的電流輸出晶體管M15。在此，在一方的開關(guān)晶體管M12的斥冊極上輸入預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn) 電壓Vrefl (與閾值溫度相對應(yīng))，在另一方的開關(guān)晶體管Mil的 柵極上輸入由溫度依存電壓源30輸出的依存于溫度的電壓(例如， 具有溫度越高增幅越大的正溫度特性的電壓)Vinl。在此，當(dāng)具有 溫度依存性的電壓Vinl為基準(zhǔn)電壓Vrefl以下時，在一方的電流源 晶體管M13中不流過電流，因此不從電流輸出晶體管M15的漏極輸 出電流。而當(dāng)具有溫度依存性的電壓Vinl高于基準(zhǔn)電壓Vrefl時， 在該電流源晶體管M]3中流過依存于電壓Vinl的電流，因此，經(jīng) 電流鏡(current mirror)傳輸后的電流,人電流輸出晶體管Ml 5的漏 極輸出。另外，在此能夠通過改變電流鏡的電流傳輸比率 (mirrorratio)來容易地設(shè)定電流的變化量。通過采用以上結(jié)構(gòu)，能 夠?qū)崿F(xiàn)僅在為預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)電壓Vrefl (與閾值溫度相對應(yīng))以上 時，流過依存于溫度的電流Ioutl的結(jié)構(gòu)。17圖5示出了圖1和圖3中的第二溫度補(bǔ)償電流源22的結(jié)構(gòu)例。 圖5的電路由如下部分構(gòu)成恒流源31;各源極與該恒流源31連接 的差動的開關(guān)晶體管Mll、 M12;各漏極和柵極與差動的開關(guān)晶體 管Mll、 M12的各漏極連接、各源極與電源連接的電流源晶體管 M13、 M14;柵極與一方的電流源晶體管M14的柵極連接、漏極與 電源連接的電流輸出晶體管M16。在此，在一方的開關(guān)晶體管M12的柵極上輸入預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn) 電壓Vref2 (與閾值溫度相對應(yīng))，在另一方的開關(guān)晶體管Mil的 柵極上輸入由溫度依存電壓源30輸出的依存于溫度的電壓(例如， 具有溫度越高增幅越大的正的溫度特性的電壓)Vinl。在此，當(dāng)具 有溫度依存性的電壓Vinl高于基準(zhǔn)電壓Vref2時.，在一方的電流源 晶體管M14中不流過電流，因此不從電流輸出晶體管M16的漏極輸 出電流。而當(dāng)具有溫度依存性的電壓Vinl為基準(zhǔn)電壓Vref2以下時， 在該電流源晶體管M14中流過依存于電壓Vinl的電流，因此，進(jìn) 行了電流鏡的電流3皮/人電流輸出晶體管M16的漏極輸出。另外在此， 能夠通過改變電流鏡的電流傳輸比率來容易地設(shè)定電流的變化量。 通過采用以上結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)僅在為預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)電壓Vref2 (與 閾值溫度相對應(yīng))以下時，流過依存于溫度的電流1out2的結(jié)構(gòu)。圖6示出圖4的結(jié)構(gòu)的變形例。在圖6所示的第一溫度補(bǔ)償電 流源21中，通過溫度依存電壓源30,輸出具有溫度越高越減小的負(fù) 的溫度特性的電壓Vin2。圖7示出圖5的結(jié)構(gòu)的變形例。在圖7所示的第二溫度補(bǔ)償電 流源22中，也是與圖6的情況相同，通過溫度依存電壓源30,輸出 具有溫度越高越減小的負(fù)的溫度特性的電壓Vin2。另外，在圖4 圖7中，差動的開關(guān)晶體管Mll、 M12使用N 溝道結(jié)構(gòu)的晶體管來進(jìn)行說明，但也可以為如下電^各結(jié)構(gòu)使用P 溝道結(jié)構(gòu)的晶體管作為差動的晶體管Mll、 M12,并〗吏其他的電路 反相。并且，也可以為如下結(jié)構(gòu)以圖4~圖7的電^各結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，附18加多個電流源，對依存于溫度的電流和恒流源進(jìn)行加減法運算，進(jìn) 行變更絕對值、變更溫度依存性等的精度高的溫度補(bǔ)償。另外，電流源電^各也可以為共陰共4冊(cascode)結(jié)構(gòu)。圖8示出了圖4 圖7中的溫度依存電壓源30的結(jié)構(gòu)例。本電 ^各采用將輸出依存于溫度的電流Itmp的溫度依存電流源40和電阻 41串聯(lián)連接的結(jié)構(gòu)。利用筒單的結(jié)構(gòu)，從溫度依存電流源40和電阻 41的連接部輸出與電流Itmp成比例的依存于溫度的電壓，作為電壓 Vinl或Vin2。在圖8中，溫度依存電流源40與電源連接，但也可 以為反相并進(jìn)行接地連接的結(jié)構(gòu)。圖9示出了圖6和圖7中的溫度依存電壓源30的另一結(jié)構(gòu)例。 本電路由如下部分構(gòu)成電流源晶體管M21;輸入由帶隙基準(zhǔn)(band gap reference)電路等穩(wěn)定的電壓源生成的基準(zhǔn)電壓Vref3和電流源 晶體管M21的源才及電壓，輸出連接在電流源晶體管M21的柵極上的 運算》丈大器50; —端連接在電流源晶體管M21的源極上的電阻51; 連接在該電阻51的另一端和地線之間的二極管52。在此，利用高溫 時兩端的電壓減小這樣的二極管52的特性，減小在二極管52上的 電壓降。并且，從二極管52和電阻51的連接端輸出的電壓Vin2依 存于溫度，輸出溫度越高其值越小的電壓。在本結(jié)構(gòu)中，與圖8的 情況不同，不需要設(shè)置溫度依存電流源40,使用二極管52的溫度特 性就能生成依存于溫度的電壓Vin2?？梢圆捎脠D9的結(jié)構(gòu)作為圖8中的溫度依存電流源40。也即是， 在運算放大器50的輸入上使電流源晶體管M21的源極電壓經(jīng)常與 基準(zhǔn)電壓Vref3相等，另一方面，利用高溫時兩端的電壓減小的二極 管52的特性，減小在二極管52上的電壓降，因此電阻51上的電壓 變大。其結(jié)果是在電阻52中流過的電流Itmp ^f衣存于溫度，溫度越 高其值越大。這樣在圖8中利用從圖9中的電流源晶體管M21提供 纟會電阻51的電流Itmp。圖IO表示圖4的結(jié)構(gòu)的另一變形例。本電路基本上與圖4的結(jié) 構(gòu)相同，為在差動的開關(guān)晶體管Mll、 M12的各源極和恒流源31之間分別附加了電阻32、 33的結(jié)構(gòu)。圖5~圖7也能進(jìn)行同樣的變 形。通過采用本結(jié)構(gòu)，能夠減緩第一溫度補(bǔ)償電流源21和第二溫度 補(bǔ)償電流源22的溫度依存性(溫度-電流系數(shù))的特性曲線的斜率。 因此，能夠利用插入電阻32、 33這樣的簡單的方法，進(jìn)行用于實現(xiàn) 所希望的溫度特性的調(diào)整。圖11示出了圖4的結(jié)構(gòu)的又一變形例。本電路基本上與圖10 的結(jié)構(gòu)相同，結(jié)構(gòu)為使用可變電阻34、 35而取代具有固定值的電 阻32、 33,依存于溫度對電阻值進(jìn)行控制來變更溫度依存性(溫度 -電流系數(shù))的特性曲線。在此，可以由依存于溫度的電壓Vinl控 制可變電阻34、 35,也可以由其他依存于溫度而輸出的信號來進(jìn)行 控制，還可以使用依存于溫度而被輸出的信號、預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)值 以及比較器，僅在取得某范圍內(nèi)的值的情況下進(jìn)行控制。另外，根 據(jù)特性來1階段或2階段以上地進(jìn)行控制即可。通過采用本結(jié)構(gòu)， 能實現(xiàn)與發(fā)光元件10的溫度相對應(yīng)的精度更高的特性。圖12示出圖1和圖3中的第一溫度補(bǔ)償電流源21的另一結(jié)構(gòu) 例。本結(jié)構(gòu)包括依存于溫度而輸出電流的溫度依存電流源60;漏 極和柵極連4妄在溫度依存電流源60上、源極與電源連接的電流4竟晶 體管31;連接在電流鏡晶體管M31的漏極和電源之間的恒流源61。 溫度依存電流源60與圖9的溫度依存電壓源30相同，由電流源晶 體管M41、運算放大器70、電阻71以及二極管72構(gòu)成。在電阻71 中流過的電流Itmp依存于溫度，溫度越高其值越大。也即是，電流 Itmp具有正的溫度特性。在本結(jié)構(gòu)中，當(dāng)溫度4交低，在溫度依存電流源60中流過的電流 Itmp比在恒流源61中流過的電流Ict小時，在電流鏡晶體管M31中 不流過電流。而當(dāng)溫度變高，在溫度依存電流源60中流過的電流Itmp 比在恒流源61中流過的電流Ict大時，在電流^:晶體管M31中流過 電流Im，,人電流鏡晶體管M31的漏極輸出依存于溫度的電壓VI。 根據(jù)該電壓VI，從4冊極連接在電流鏡晶體管M31的柵極上、源極連 接在電源上的電流輸出晶體管的漏極輸出電流即可。通過采用本結(jié)構(gòu)，能以較少的構(gòu)成要素來實現(xiàn)以在恒流源61中 流過的電流為基準(zhǔn)的依存于溫度的電流輸出。另外，尤其是能通過 電流自身的減法運算進(jìn)行設(shè)定，因此容易進(jìn)行所希望的電流值的設(shè) 定。圖13示出了圖12的結(jié)構(gòu)的變形例。本結(jié)構(gòu)包括輸出依存于 溫度的電流的溫度依存電流源60;漏極和柵極與溫度依存電流源60 連接、源極與電源連接的電流鏡晶體管M31;漏極與電流鏡晶體管 M31的漏極連接、源極與電源連接的限制(killer)晶體管M32;輸 入預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)電壓Vref4和依存于溫度的電壓Vin3、輸出連接 在限制晶體管M32的柵極上的比較器62。在本結(jié)構(gòu)中，在比較器62進(jìn)行電壓Vin3和基準(zhǔn)電壓Vref4的比 較，在電壓Vin3大于基準(zhǔn)電壓Vref4的情況下，控制限制晶體管 M32的棚j及電壓Vg而導(dǎo)通該限制晶體管M32,電流4竟晶體管M31 的柵極與電流短路，使之不流過電流。另一方面，當(dāng)電壓Vin3低于 基準(zhǔn)電壓Vref4的情況下，通過使限制晶體管M32截止，從電流鏡 晶體管M31的漏極輸出依存于溫度的電壓V2。根據(jù)該電壓V2，從 4冊極連接在電流鏡晶體管M31的柵極上、源極連接在電源上的電流 輸出晶體管的漏極輸出電流即可。通過采用本結(jié)構(gòu)，就能以與圖12相同的較少的構(gòu)成要素，實現(xiàn) 基于基準(zhǔn)電壓Vref4而依存于溫度的電流專俞出。圖14示出了圖12結(jié)構(gòu)的另一變形例。本結(jié)構(gòu)包括輸出依存 于溫度的電流的溫度依存電流源60;漏極和柵4及與溫度依存電流源 60連接、源極與電源連接的電流鏡晶體管M31;漏極與電流鏡晶體 管M31的漏極連接的開關(guān)晶體管M33;輸入預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)電壓 Vref4和依存于溫度的電壓Vin3、輸出連接在開關(guān)晶體管M33的柵 極上的比較器62。在本結(jié)構(gòu)中，在比較器62進(jìn)行電壓Vin3和基準(zhǔn)電壓Vref4的比 較，在電壓Vin3大于基準(zhǔn)電壓Vref4的情況下，控制開關(guān)晶體管 M33的柵極電壓Vg而使該開關(guān)晶體管M33截止，從而使電流鏡晶體管M31的柵極開路，在該電流鏡晶體管M31中不流過電流。另一 方面，當(dāng)電壓Vin3低于基準(zhǔn)電壓Vref4的情況下，使開關(guān)晶體管 M33導(dǎo)通，將電流4免晶體管M31的柵極連4妄在依存于溫度的電壓 V3的輸出上。根據(jù)該電壓V3，從柵極連接在開關(guān)晶體管M33的源 極上、源極連接在電源上的電流輸出晶體管的漏極輸出電流即可。通過采用本結(jié)構(gòu)，能以與圖12相同的較少的構(gòu)成要素，實現(xiàn)根 據(jù)基準(zhǔn)電壓Vref4來依存于溫度的電流輸出。在此，在圖13和圖14的結(jié)構(gòu)中，對在溫度依存電流源60具有 正的溫度特性、電壓Vin3大于基準(zhǔn)電壓Vref4的情況下，使限制晶 體管M32導(dǎo)通或使開關(guān)晶體管M33截止進(jìn)行了說明。但是，在溫度 依存電流源60具有負(fù)的溫度特性的情況下，使限制晶體管M32截 止、使幵關(guān)晶體管M33導(dǎo)通這樣的使比較器62的輸出信號反相即 可。由此，也能構(gòu)成第二溫度補(bǔ)償電流源22。通過任意組合使用以上說明的第一溫度補(bǔ)償電流源21和第二溫 度補(bǔ)償電流源22,能夠?qū)Πl(fā)光元件IO的閾值溫度時、高溫時、低溫 時的全部溫度特性進(jìn)行前饋控制。下面，說明圖1中的溫度補(bǔ)償電 流源20的更具體的例子。圖15示出了圖1中的溫度補(bǔ)償電流源20的結(jié)構(gòu)例。圖15的溫 度補(bǔ)償電流源20包括電流源31;各源極連接在該電流源31上的 差動的開關(guān)晶體管Mll、 M12;各漏極和柵極與差動的開關(guān)晶體管 M11 、 M12的各漏極連接、各源極連接在電源上的電流源晶體管M13 、 M14;斥冊極與一方的電流源晶體管M13的柵才及連4姿、源極與電源連 接的第一電流輸出晶體管M15;柵極與另一方的電流源晶體管MM 的柵極連接、源極與電源連接的第二電流輸出晶體管M16;漏極與 第一電流輸出晶體管M15的柵極連接、源極與電源連接的第一限制 晶體管M51;漏極與第二電流輸出晶體管M16的柵極連接、源極與 電源連接的第二限制晶體管M52;輸入預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)電壓Vrefl 和依存于溫度的電壓Vinl、對第一限制晶體管M51和第二限制晶體 管M52的柵極輸出差動信號SW、 SWB的比較器36。22在本結(jié)構(gòu)中，在差動的開關(guān)晶體管Mll、 M12的一方的柵極上 輸入基準(zhǔn)電壓Vrefl,在另 一方的柵極上輸入依存于溫度的電壓 Vinl。因此，Vinl在基準(zhǔn)電壓(與閾值溫度相對應(yīng))Vrefl以下時， 在一方的電流源晶體管M13中不流過電流，當(dāng)在基準(zhǔn)電壓Vrefl以 上時，流過溫度越高其值越增加的電流。當(dāng)在基準(zhǔn)電壓(與閾值溫 度相對應(yīng))Vrefl以上時，在另一方的電流源晶體管M14中不流過 電路，當(dāng)在基準(zhǔn)電壓Vrefl以下時，流過溫度越低其值越增加的電流。 而且，通過在該結(jié)構(gòu)中附加第一限制晶體管M51和第二限制晶體管 M52,當(dāng)依存于溫度的電壓Vinl為基準(zhǔn)電壓Vrefl以上時，使第一 限制晶體管M51截止，使第二限制晶體管M52導(dǎo)通，在一方的電流 源晶體管M13中流過的電流經(jīng)電流鏡傳輸，從第一電流輸出晶體管 M15的漏扨_輸出電流Ioutl。另一方面，當(dāng)依存于溫度的電壓Vinl 為基準(zhǔn)電壓Vrefl以下時，使第一限制晶體管M51導(dǎo)通，使第二限 制晶體管M52截止，在另一方的電流源晶體管M14中流過的電流經(jīng) 電流4竟傳輸，從第二電流輸出晶體管M16的漏極輸出電流Iout2。而 且，通過對在第一電流輸出晶體管M15和第二電流輸出晶體管M16 中流過的電流Ioutl和Iout2進(jìn)行加法運算，在高溫時和低溫時都能 輸出依存于溫度的電流lout。圖16示出了圖15結(jié)構(gòu)的變形例。在本結(jié)構(gòu)中，取代圖15的第 一限制晶體管M51和第二限制晶體管M52而附加了第 一開關(guān)晶體管 M61和第二開關(guān)晶體管M62。基本動作與圖15相同，因此在此僅對 開關(guān)晶體管M61、 M62進(jìn)行說明。圖16的溫度補(bǔ)償電流源20包括漏極與一方的電流源晶體管 M13的柵極連接、源極與第一電流輸出晶體管M15的柵極連接的第 一開關(guān)晶體管M61;漏極與另一方的電流源晶體管M14的柵極連接、 源極與第二電流輸出晶體管M16的柵極連接的第二開關(guān)晶體管 M62。比較器37輸入預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)電壓Vrefl和依存于溫度的電 壓Vinl,向第一開關(guān)晶體管M61和第二開關(guān)晶體管M62的柵極輸 出差動信號SW2、 SW2B。在本結(jié)構(gòu)中，當(dāng)依存于溫度的電壓Vinl高于基準(zhǔn)電壓Vrefl時， 使第一開關(guān)晶體管M61導(dǎo)通、第二開關(guān)晶體管M62截止，在一方的 電流源晶體管M13中流過的電流經(jīng)電流4竟傳輸，/人第一電流輸出晶 體管M15的漏極輸出電流Ioutl。當(dāng)依存于溫度的電壓Vinl低于基 準(zhǔn)電壓Vrefl時，使第一開關(guān)晶體管M61截止、第二開關(guān)晶體管M62 導(dǎo)通，在另一方的電流源晶體管M14中流過的電流經(jīng)電流鏡傳輸， /人第二電流輸出晶體管M16的漏才及輸出電流1out2。而且，通過對在 第 一 電流輸出晶體管Ml5和第二電流輸出晶體管Ml6中流過的電流 Ioutl和Iout2進(jìn)行加法運算，在高溫時和低溫時都輸出依存于溫度 的電；危Iout。在以上說明的圖15和圖16的結(jié)構(gòu)中，能夠使用一個基準(zhǔn)電壓 Vrefl來補(bǔ)償發(fā)光元件10的高溫時和低溫時的兩方的特性，因此具 有電路結(jié)構(gòu)簡單、芯片面積小型化等優(yōu)點。另外，為了減少比較器36、 37的切換的誤動作，比較器36、 37 可以4吏用滯后(hysteresis)比4交器。并且，在圖15和圖16的結(jié)構(gòu)中，通過附加一個或多個恒流源 23,對恒定電流進(jìn)行加減法運算，從而能更高精度地修正為所希望 的特性。在此，可以將恒流源23連接在電流輸入晶體管M15的漏 才及上，針對所有恒流源23,對一定的電流進(jìn)4亍加減法運算，也可以 將恒流源23連接在電流源晶體管M13、 M14的漏極上，針對第一溫 度補(bǔ)償電流源21、第二溫度補(bǔ)償電流源22的每一個或者雙方進(jìn)4亍加 減法運算，只要是能夠更高精度地實現(xiàn)電流特性的結(jié)構(gòu)，可以采用 任何結(jié)構(gòu)。圖17示出了圖15結(jié)構(gòu)的另一變形例。在本結(jié)構(gòu)中，采用如下 結(jié)構(gòu)取代圖15的第一限制晶體管M51和第二限制晶體管M52而 附加兩個恒流源81、 82,并且附加與圖3的恒流源23相對應(yīng)的一個 恒流源83?；緞幼髋c圖15相同，因此，在此Y又說明恒流源81、 82、 83。將與第一開關(guān)晶體管Mil和第二開關(guān)晶體管M12連接的恒 流源31稱為第一恒流源，將在圖17中被附加的三個恒流源81、 82、83稱為第二、第三和第四恒流源。圖17的溫度補(bǔ)償電流源20包括連接在第一電流輸出晶體管 M15的柵-極和電源之間的第二恒流源81;連接在第二電流輸出晶體 管M16的柵極和電源之間的第三恒流源82;連接在電源上的第四恒 流源83。在本結(jié)構(gòu)中，當(dāng)在第一開關(guān)晶體管Mll中流過的電流大于在第 二恒流源81中流過的電源II時，從第一電流輸出晶體管M15的漏 極輸出依存于溫度的電流作為電流Ioutl。當(dāng)在第二開關(guān)晶體管M12 中流過的電流大于在第三恒流源82中流過的電源12時，從第二電流 輸出晶體管M16的漏極輸出依存于溫度的電流作為電流1out2。而 且，通過在第一電流輸出晶體管M15和第二電流輸出晶體管M16 中流過的電流Ioutl和1out2上加上在第四恒流源83中流過的電流 Ic,作為常溫時的電流，由此在高溫時和低溫時都輸出依存于溫度的 所希望的電流Iout。在此，通過將第二恒流源81和第三恒流源82的電流值II、 12 分別設(shè)定為第一恒流源31的電流值的二分之一，能夠以準(zhǔn)確的閾值 為界限切換高溫時和低溫時的特性。尤其是在這種情況下由于要求 電流精度，因此優(yōu)選電流的授受全部為共陰共柵結(jié)構(gòu)。在以上說明的圖17的結(jié)構(gòu)中，能夠不需要具有比較器地使用一 個基準(zhǔn)電壓Vrefl來補(bǔ)償發(fā)光元件10的高溫時和低溫時的兩方的特 性，因此具有電路結(jié)構(gòu)簡單、芯片面積小型化等優(yōu)點。在此，通過改變電流鏡的電流傳輸比率，可以容易地分別設(shè)定 高溫時、j氐溫時的電流變化量。并且，在圖17的結(jié)構(gòu)中，逐個地分別對恒流源81、 82、 83進(jìn) 行了說明，但也可以在各個位置設(shè)置多個恒流源，通過對這些恒定 電流進(jìn)行加減法運算而更高精度地修正為所希望的特性。只要是能 高精度地實現(xiàn)電流特性的結(jié)構(gòu)，可以采用任何的結(jié)構(gòu)。在圖15~圖17中差動的開關(guān)晶體管Mll、 M12 ^f吏用N溝道結(jié) 構(gòu)的晶體管來進(jìn)行說明，但也可以使用P溝道結(jié)構(gòu)的晶體管作為差、 M12,將其他的電路反相的電路結(jié)構(gòu)。另外，在圖15~圖17的電路中，與圖10或圖11的結(jié)構(gòu)相同， 為了變更第一溫度補(bǔ)償電流源21和第二溫度補(bǔ)償電流源22的溫度 依存性(溫度-電流系數(shù))的特性曲線的斜率，也可以是如下結(jié)構(gòu) 在差動的開關(guān)晶體管Mll、 M12的各源極和恒流源31之間分別附 加電阻32、 33或可變電阻34、 35。并且，也可以是如下結(jié)構(gòu)以圖15~圖17的電路結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)， 附加多個電流源，對依存于溫度的電流和恒定電流進(jìn)行加減法運算， 進(jìn)行變更絕對值、變更溫度依存性等的高精度的溫度補(bǔ)償。另外， 也可以將電流源電^各部耳又為共陰共4冊結(jié)構(gòu)。 工業(yè)可利用性如上所述，本發(fā)明的光發(fā)送電路具有能適用于如VCSEL那樣在 高溫時和低溫時具有不同溫度特性的發(fā)光元件的溫度補(bǔ)償功能，能 適用于一般的光通信用裝置。
權(quán)利要求
1.一種光發(fā)送電路，其特征在于，包括在低溫時和在高溫時具有不同的溫度特性的發(fā)光元件；為了驅(qū)動上述發(fā)光元件，其源極相互耦合、其漏極分別連接在上述發(fā)光元件和電源上的差動的開關(guān)晶體管；向上述發(fā)光元件提供偏流的偏流源；向上述發(fā)光元件提供調(diào)制電流的調(diào)制電流源；以及控制上述偏流源和上述調(diào)制電流源的電流以補(bǔ)償上述發(fā)光元件在低溫時和在高溫時這兩種情況下的溫度特性的溫度補(bǔ)償電流源。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光發(fā)送電路，其特征在于 上述發(fā)光元件是面發(fā)光激光元件。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光發(fā)送電路，其特征在于， 上述溫度補(bǔ)償電流源包括對上述發(fā)光元件的高溫特性進(jìn)行補(bǔ)償?shù)牡?一 溫度補(bǔ)償電流源；以及對上述發(fā)光元件的低溫特性進(jìn)行補(bǔ)償?shù)牡诙囟妊a(bǔ)償電流源。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的光發(fā)送電路，其特征在于當(dāng)溫度為第 一 閾值以下時，上述第 一溫度補(bǔ)償電流源提供恒定 的電流，當(dāng)溫度高于上述第一閾值時，提供溫度越高增幅越大的電流,當(dāng)溫度為第二閾值以上時，上述第二溫度補(bǔ)償電流源提供恒定 的電流，當(dāng)溫度低于上述第二閾值時，提供溫度越低增幅越大的電、、六/力L 。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的光發(fā)送電路，其特征在于， 上述溫度補(bǔ)償電流源還包括 經(jīng)常提供恒定電流的恒流源；和對上述第 一 溫度補(bǔ)償電流源和上述第二溫度補(bǔ)償電流源各自的 輸出電流以及上述恒流源的輸出電流這三個電流進(jìn)行加減法運算的加減法運算電路。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的光發(fā)送電路，其特征在于當(dāng)溫度為第一閾值以下時，上述第一溫度補(bǔ)償電流源不提供電 流，當(dāng)溫度高于上述第一閾值時，提供溫度越高增幅越大的電流，當(dāng)溫度為第二閾值以上時，上述第二溫度補(bǔ)償電流源不提供電 流，當(dāng)溫度低于上述第二閾值時，提供溫度越低增幅越大的電流。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的光發(fā)送電路，其特征在于， 上述第 一溫度補(bǔ)償電流源和第二溫度補(bǔ)償電流源包4舌 恒流源；其各源極連接在上述恒流源上的差動的開關(guān)晶體管；其各漏極和其各柵才及連4妄在上述差動的開關(guān)晶體管的各漏極 上，且其各源極連接在電源上的電流源晶體管；其柵極連接在上述電流源晶體管的 一 方的柵才及上、其源極連接 在電源上的電流輸出晶體管；以及輸出依存于溫度的電壓的溫度依存電壓源，向上述差動的開關(guān)晶體管的 一 方的柵極輸入預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)電 壓，并向另一方的4冊極輸入上述溫度依存電壓源的輸出電壓，且從 上述電流輸出晶體管的漏極輸出所希望的電流。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的光發(fā)送電路，其特征在于， 上述溫度依存電壓源包括 輸出依存于溫度的電流的溫度依存電流源；以及 連接在上述溫度依存電流源上的電阻，從上述溫度依存電流源與上述電阻的連接端輸出依存于溫度的 電壓。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的光發(fā)送電路，其特征在于， 上述溫度依存電壓源包括電流源晶體管；輸入預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)電壓和上述電流源晶體管的源極電壓，且 其輸出連接在上述電流源晶體管的柵極上的運算放大器；其 一 端連接在上述電流源晶體管的源極上的電阻；以及 連接在上述電阻的另 一端與地線之間的二極管， 從上述二極管與上述電阻的連接端輸出依存于溫度的電壓。
10. 根據(jù)根據(jù)權(quán)利要求8所述的光發(fā)送電路，其特征在于， 上述溫度依存電流源包括電流源晶體管；輸入預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)電壓和上述電流源晶體管的源極電壓，且 其輸出連接在上述電流源晶體管的柵極上的運算放大器； 其 一 端連接在上述電流源晶體管的源極上的電阻；以及 連接在上述電阻的另 一端和地線之間的二極管， 從上述電流源晶體管的漏才及輸出依存于溫度的電流。.
11. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的光發(fā)送電路，其特征在于， 上述第 一溫度補(bǔ)償電流源或上述第二溫度補(bǔ)償電流源還包括 連接在上述差動的開關(guān)晶體管的各個源極和上述恒流源之間的電阻。
12. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的光發(fā)送電路，其特征在于， 上述第 一溫度補(bǔ)償電流源或上述第二溫度補(bǔ)償電流源還包括 連接在上述差動的開關(guān)晶體管的各個源極和上述恒流源之間的可變電阻。
13. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的光發(fā)送電路，其特征在于， 上述第一溫度補(bǔ)償電流源或上述第二溫度補(bǔ)償電流源還包括 輸出依存于溫度的電流的溫度依存電流源；其漏極和4冊極連4妄在上述溫度依存電流源上，且其源極連4妾在電源上的電流鏡晶體管；以及連接在上述電流鏡晶體管的漏極和電源之間的恒流源， 當(dāng)在上述溫度依存電流源中流過的電流大于在上述恒流源中流過的電流時，在上述電流鏡晶體管中流過依存于溫度的電流。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的光發(fā)送電路，其特征在于， 上述溫度依存電流源包括電流源晶體管；輸入預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)電壓和上述電流源晶體管的源極電壓，且其輸出連接在上述電流源晶體管的柵極上的運算放大器； 其 一 端連接在上述電流源晶體管的源極上的電阻；以及 連接在上述電阻的另 一端和地線之間的二極管， 從上述電流源晶體管的漏極輸出依存于溫度的電流。
15. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的光發(fā)送電路，其特征在于， 上述第 一溫度補(bǔ)償電流源或上述第二溫度補(bǔ)償電流源包括 輸出依存于溫度的電流的溫度依存電流源；其漏極和柵極連接在上述溫度依存電流源上，且其源極連接在 電源上的電流鏡晶體管；其漏極連接在上述電流鏡晶體管的漏極上，且其源極連接在電 源上的限制晶體管；以及輸入預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)電壓和依存于溫度的電壓，且其輸出連接 在上述限制晶體管的柵極上的比較器，體管截止，并從上述電流鏡晶體管輸出具有溫度依存性的電流。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的光發(fā)送電路，其特征在于， 上述溫度依存電流源包括電流源晶體管；輸入預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)電壓和上述電流源晶體管的源極電壓，且 其輸出連接在上述電流源晶體管的柵極上的運算放大器； 其 一 端連接在上述電流源晶體管的源極上的電阻；以及 連4妄在上述電阻的另 一端和地線之間的二才及管， 從上述電流源晶體管的漏極輸出依存于溫度的電流。
17. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的光發(fā)送電路，其特征在于，上述第 一 溫度補(bǔ)償電流源或上述第二溫度補(bǔ)償電流源包括 輸出依存于溫度的電流的溫度依存電流源；其漏極和柵極連接在上述溫度依存電流源上，且其源極連接在電源上的電流鏡晶體管；其漏極連接在上述電流鏡晶體管的漏極上的開關(guān)晶體管；以及輸入預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)電壓和依存于溫度的電壓，且其輸出連接在上述開關(guān)晶體管的柵極上的比較器；體管導(dǎo)通，并從上述電流鏡晶體管輸出具有溫度依存性的電流。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的光發(fā)送電路，其特征在于， 上述溫度依存電流源包括電流源晶體管；輸入預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)電壓和上述電流源晶體管的源極電壓，且 其輸出連接在上述電流源晶體管的柵極上的運算放大器； 其 一 端連接在上述電流源晶體管的源極上的電阻；以及 連接在上述電阻的另 一端和地線之間的二極管， 從上述電流源晶體管的漏極輸出依存于溫度的電流。
19. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光發(fā)送電路，其特征在于， 上述溫度補(bǔ)償電流源包括恒流源；其各源極連接在上述恒流源上的差動的開關(guān)晶體管；其各漏極和其各柵極連接在上述差動的開關(guān)晶體管的各漏極 上，且其各源極連接在電源上的電流源晶體管；其4冊極連接在上述電流源晶體管的 一方的4冊極上，且其源極連 接在電源上的第一電流輸出晶體管；其柵極連接在上述電流源晶體管的另 一 方的柵極上，且其源極 連接在電源上的第二電流輸出晶體管；其漏極連接在上述第一電流輸出晶體管的柵極上，且其源極連 接在電源上的第 一限制晶體管；其漏極連接在上述第二電流輸出晶體管的柵極上，且其源極連 接在電源上的第二限制晶體管；以及輸入預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)電壓和依存于溫度的電壓，并向上述第一限制晶體管和上述第二限制晶體管的柵極輸出差動信號的比較器，向上述差動的開關(guān)晶體管的一方的柵極輸入上述基準(zhǔn)電壓，并 向另 一 方的4冊極輸入上述依存于溫度的電壓，當(dāng)上述依存于溫度的電壓高于(或低于)上述基準(zhǔn)電壓時，使 上述第一限制晶體管截止(或?qū)?，且使上述第二限制晶體管導(dǎo) 通(或截止)，當(dāng)上述依存于溫度的電壓低于(或高于)上述基準(zhǔn) 電壓時，使上述第一限制晶體管導(dǎo)通(或截止)，且使上述第二限 制晶體管截止(或?qū)?，對在上述第一電流輸出晶體管和上述第 二電流輸出晶體管中流過的電流進(jìn)行加法運算來進(jìn)行輸出。
20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光發(fā)送電路，其特征在于，上述溫度補(bǔ)償電流源包括 恒流源；其各源極連接在上述恒流源上的差動的開關(guān)晶體管；其各漏極和其各柵極連接在上述差動的開關(guān)晶體管的各漏極 上，且其各源極連接在電源上的電流源晶體管；其柵極連接在上述電流源晶體管的 一 方的柵極上，且其源極連 接在電源上的第 一 電流輸出晶體管；其柵極連接在上述電流源晶體管的另 一 方的柵極上，且其源極 連接在電源上的第二電流輸出晶體管；其漏極連接在上述電流源晶體管的 一方的柵極上，且其源極連 接在上述第 一電流輸出晶體管的柵極上的第 一開關(guān)晶體管；其漏極連接在上述電流源晶體管的另一方的柵極上，且其源 極連接在上述第二電流輸出晶體管的柵極上的第二開關(guān)晶體管；以 及輸入預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)電壓和依存于溫度的電壓，并向上述第一 開關(guān)晶體管和上述第二開關(guān)晶體管的柵極輸出差動信號的比較器，向上述差動的開關(guān)晶體管的一方的柵極輸入上述基準(zhǔn)電壓，并 向另 一方的柵極輸入上述依存于溫度的電壓，當(dāng)上述依存于溫度的電壓高于(或低于)上述基準(zhǔn)電壓時，使上述第一開關(guān)晶體管導(dǎo)通(或截止)，且使上述第二開關(guān)晶體管截 止(或?qū)?，當(dāng)上述依存于溫度的電壓低于(或高于)上述基準(zhǔn) 電壓時，使上述第一開關(guān)晶體管截止(或?qū)?，且使上述第二開 關(guān)晶體管導(dǎo)通(或截止)，對在上述第一電流輸出晶體管和上述第 二電流輸出晶體管中流過的電流進(jìn)行加法運算來進(jìn)行輸出。
21. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光發(fā)送電路，其特征在于，上述溫度補(bǔ)償電流源包括 第一恒流源；其各源極連接在上述第 一 恒流源上的差動的開關(guān)晶體管；其各漏極和其各柵極連接在上述差動的開關(guān)晶體管的各漏極 上，且其各源極連接在電源上的電流源晶體管；其柵極連接在上述電流源晶體管的 一 方的斥冊才及上，且其源極連 接在電源上的第 一 電流輸出晶體管；其柵極連接在上述電流源晶體管的另 一方的柵極上，且其源極 連接在電源上的第二電流輸出晶體管；連接在上述第一電流輸出晶體管的柵極和電源之間的第二恒流源；連接在上述第二電流輸出晶體管的柵極和電源之間的第三恒流 源；以及連接在電源上的第四恒流源，當(dāng)流過上述第 一開關(guān)晶體管的電流大于流過上述第二恒流源的 電流時，在上述第一電流輸出晶體管中流過依存于溫度的電流，當(dāng)流過上述第二開關(guān)晶體管的電流大于流過上述第三恒流源的 電流時，在上述第二電流輸出晶體管中流過依存于溫度的電流，對在上述第 一 電流輸出晶體管和上述第二電流輸出晶體管中流 過的電流、和在上述第四恒流源中流過的電流進(jìn)^f亍加法運算來進(jìn)行 輸出。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的光發(fā)送電路，其特征在于上述第二恒流源的電流值和上述第三恒流源的電流值是上述第恒流源的電流值的二分之一
全文摘要
一種光發(fā)送電路，包括如VCSEL(垂直空腔表面發(fā)射激光器)那樣的在低溫時和在高溫時具有不同的溫度特性的發(fā)光元件(10)；為了驅(qū)動發(fā)光元件(10)，其源極相互耦合、其漏極分別與發(fā)光元件(10)和電源連接的差動的開關(guān)晶體管(M1、M2)；提供偏流的偏流源(11)；提供調(diào)制電流的調(diào)制電流源(12)；以及用于控制偏流源(11)和調(diào)制電流源(12)的電流，以補(bǔ)償發(fā)光元件(10)在低溫時和在高溫時這兩種情況下的溫度特性的溫度補(bǔ)償電流源(20)。
文檔編號H04B10/50GK101326692SQ200680046480
公開日2008年12月17日 申請日期2006年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月9日
發(fā)明者木村博, 西村佳壽子 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社