JP2012074438A - Signal transmission device and inspection method of temperature compensation of light emitting device - Google Patents
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Abstract
【課題】発光素子の温度補償の検査を簡素な手法により実現する。
【解決手段】素子駆動用IC12において、外部端子52を介して切替信号を入力することにより、スイッチの切り替えを行い、温度補償部42に対して印加される電圧を、基準電圧発生部41側から外部端子51側へと切り替える。該外部端子51を介して、温度に対応した所定の検査電圧を前記温度補償部42に与えることにより、簡素な手法により前記温度補償部42による発光素子11の温度補償の精度を検査することができる。
【選択図】図2A temperature compensation inspection of a light emitting element is realized by a simple method.
In an element driving IC 12, a switching signal is input via an external terminal 52 to switch the switch, and a voltage applied to a temperature compensating unit 42 is supplied from the reference voltage generating unit 41 side. Switch to the external terminal 51 side. By applying a predetermined inspection voltage corresponding to the temperature to the temperature compensation unit 42 via the external terminal 51, the accuracy of temperature compensation of the light emitting element 11 by the temperature compensation unit 42 can be inspected by a simple method. it can.
[Selection] Figure 2
Description
本発明は、データ伝送を行う信号伝送装置およびこの信号伝送装置が備える発光素子の温度補償の検査方法に関する。 The present invention relates to a signal transmission apparatus for performing data transmission and a method for inspecting temperature compensation of a light emitting element included in the signal transmission apparatus.
近年、自動車等の車両に搭載される各種の電子機器間のデータ伝送を光ケーブルを用いて行う手法が知られている。光ケーブルによって接続される電子機器は、当該光ケーブルを接続するためのコネクタを備え、このコネクタはFOT(Fiber Optic Transcever)と呼ばれる光電変換モジュールを備えている。この光電変換モジュールにより、光信号と電気信号との間の変換が行われる。 In recent years, a technique for performing data transmission between various electronic devices mounted on a vehicle such as an automobile using an optical cable is known. An electronic device connected by an optical cable includes a connector for connecting the optical cable, and this connector includes a photoelectric conversion module called FOT (Fiber Optic Transcever). This photoelectric conversion module converts between an optical signal and an electrical signal.
送信機能を有する光電変換モジュールは、例えば、発光素子と、素子駆動用ICとを主体に構成されている。ここで、素子駆動用ICは、データ伝送を行う信号伝送装置としての機能を担っており、発光素子を駆動することにより、電子機器(例えば、制御回路)からの電気信号であるデータ信号に応じた光信号を出力する。 A photoelectric conversion module having a transmission function is mainly composed of, for example, a light emitting element and an element driving IC. Here, the element driving IC functions as a signal transmission device that performs data transmission. By driving the light emitting element, the element driving IC responds to a data signal that is an electrical signal from an electronic device (for example, a control circuit). Output optical signal.
発光素子の出力パワーおよび消光比は温度によって変動するために、これらを一定に保つためには、素子駆動用ICにより発光素子に供給される駆動電流の電流値を温度に応じて制御する必要がある(温度補償)。例えば、特許文献1には、温度補償により、正確な定出力が可能な半導体発光モジュールが開示されている。この半導体発光モジュールにおいて、発光素子の出力を制御する制御回路は、発光素子へ定電流を供給する定電流供給部と、回路基板上にアッセンブリされたサーミスタと、当該サーミスタによる検知温度に基づいて変動させた補償電流をレーザ素子へ供給する補償電流供給部とを含んでいる。そして、この制御回路は、定電流と補償電流との合計電流を発光素子へ供給する。 Since the output power and extinction ratio of the light emitting element vary depending on the temperature, in order to keep them constant, it is necessary to control the current value of the drive current supplied to the light emitting element by the element driving IC according to the temperature. Yes (temperature compensation). For example, Patent Document 1 discloses a semiconductor light emitting module capable of accurate constant output by temperature compensation. In this semiconductor light emitting module, a control circuit that controls the output of the light emitting element varies based on a constant current supply unit that supplies a constant current to the light emitting element, a thermistor assembled on the circuit board, and a temperature detected by the thermistor. And a compensation current supply unit that supplies the compensated compensation current to the laser element. The control circuit supplies a total current of the constant current and the compensation current to the light emitting element.
また、特許文献2には、周囲温度の変動に起因した発光素子の出力光信号の消光比の変動を抑制する手法が開示されている。この手法によれば、温度変動対応型抵抗素子と抵抗体とが直列接続されている直列回路と、温度変動対応型抵抗素子と抵抗体とが並列接続されている並列回路とが直列に接続されている。この直列回路と並列回路との接続部には、周囲温度により定まる電圧値を持つ温度感知信号が発生する。また、その温度感知信号の電圧値に応じた電流を温度補償用の安定化信号として発光強度制御部に向けて出力する電流制御部を設ける。発光強度制御部は、その安定化信号を利用して、発光素子の発光強度を制御するための発光素子駆動制御用電流を作り出して、発光素子の消光比の安定化を図る。
なお、特許文献3,4にも、特許文献1と同様に、サーミスタにより発光素子の温度補償を行う手法が開示されている。 Note that Patent Documents 3 and 4 also disclose a technique for compensating the temperature of a light emitting element by a thermistor, as in Patent Document 1.
ところで、特許文献1〜4に開示された手法のように温度補償を行う場合、温度補償が適切になされるか否か、すなわち、その補償特性を検査する必要がある。このような検査は、素子駆動用ICの製造工程において、ウェハ上にICの形成が完成した段階でICの良品・不良品を選別する目的で行われるものであり、具体的には、テスターに接続されたウェハプローブを用いてICの電極に電圧を印加する電気的検査として実行される。そして、補償特性を検査する場合には、一般に周囲の温度環境を変化させて、その都度、温度補償が適切になされているか否かを検査する。このように、温度環境を変化させる場合には時間が膨大にかかるため、IC一個あたりの検査時間が増加し、製品の価格高騰に繋がるという問題がある。 By the way, when temperature compensation is performed as in the methods disclosed in Patent Documents 1 to 4, it is necessary to inspect whether or not temperature compensation is appropriately performed, that is, its compensation characteristics. Such inspection is performed for the purpose of selecting non-defective / defective products of the IC when the formation of the IC on the wafer is completed in the manufacturing process of the element driving IC. This is performed as an electrical inspection in which a voltage is applied to the electrodes of the IC using the connected wafer probe. When the compensation characteristic is inspected, the surrounding temperature environment is generally changed, and it is inspected whether or not the temperature compensation is appropriately performed each time. As described above, since it takes a lot of time to change the temperature environment, there is a problem that the inspection time per IC increases and the price of the product increases.
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、発光素子の温度補償の検査を簡素な手法により実現することである。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to realize a temperature compensation inspection of a light emitting element by a simple method.
かかる課題を解決するために、本発明は、発光素子を駆動することにより、電子機器からのデータ信号である電気信号に応じた光信号を出力する信号伝送装置を提供する。ここで、信号伝送装置は、発光素子の発光情報を示すデータ信号に応じた変調電流をバイアス電流に重畳させた駆動電流を発光素子に供給する素子駆動部と、温度に応じた電圧を発生する第1の電圧発生部と、温度に拘わらず所定の電圧を発生する第2の電圧発生部と、第1および第2の電圧発生部から印加される2種類の電圧に基づいて発光素子の温度電流特性を再現することにより、バイアス電流および変調電流を温度に応じて制御する温度補償部と、任意の電圧を外部から印加可能な外部端子と、第1の電圧発生部から温度補償部に対して印加される電圧を、外部端子側から印加される電圧へと切替可能な切替部とを有する。 In order to solve such a problem, the present invention provides a signal transmission device that outputs an optical signal corresponding to an electrical signal that is a data signal from an electronic device by driving a light emitting element. Here, the signal transmission device generates an element driving unit that supplies a driving current in which a modulation current corresponding to a data signal indicating light emission information of the light emitting element is superimposed on a bias current to the light emitting element, and a voltage corresponding to the temperature. The temperature of the light emitting element based on the first voltage generation unit, the second voltage generation unit that generates a predetermined voltage regardless of the temperature, and two types of voltages applied from the first and second voltage generation units By reproducing the current characteristics, a temperature compensation unit that controls the bias current and the modulation current according to the temperature, an external terminal to which an arbitrary voltage can be applied from the outside, and the first voltage generation unit to the temperature compensation unit And a switching unit capable of switching the voltage applied to the voltage applied from the external terminal side.
また、第2の発明は、素子駆動部から供給される駆動電流により駆動される発光素子を対象として温度補償を行う温度補償部の補償特性を検査する発光素子の温度補償の検査方法を提供する。ここで、素子駆動部は、発光素子の発光情報を示すデータ信号に応じた変調電流をバイアス電流に重畳させた駆動電流を発光素子に供給するとともに、温度補償部は、温度に応じた電圧として印加される第1の電圧と、温度に拘わらず所定の電圧として印加される第2の電圧とに基づいて発光素子の温度電流特性を再現することにより、バイアス電流および変調電流を温度に応じて制御している。そして、温度補償部による補償性能を検査する場合には、第1の電圧として温度補償部に対して印加される電圧を、任意の電圧を印加可能な外部端子側から印加される電圧へと切り替えることにより、外部端子を介して温度補償部に検査電圧を印加する第1の工程と、検査電圧の印加にともない温度補償部から出力されるバイアス電流および変調電流をモニタリングする第2の工程と、検査電圧と、モニタリングされたバイアス電流および変調電流とを比較することにより、補償性能を検査する第3の工程とを有する。 The second invention provides a method for inspecting the temperature compensation of a light emitting element for inspecting a compensation characteristic of a temperature compensating unit that performs temperature compensation on a light emitting element driven by a drive current supplied from the element driving unit. . Here, the element driving unit supplies a driving current in which a modulation current corresponding to a data signal indicating light emission information of the light emitting element is superimposed on a bias current to the light emitting element, and the temperature compensation unit generates a voltage corresponding to the temperature. By reproducing the temperature-current characteristics of the light-emitting element based on the first voltage applied and the second voltage applied as a predetermined voltage regardless of the temperature, the bias current and the modulation current are changed according to the temperature. I have control. When inspecting the compensation performance by the temperature compensation unit, the voltage applied to the temperature compensation unit as the first voltage is switched to the voltage applied from the external terminal side to which an arbitrary voltage can be applied. Thus, a first step of applying a test voltage to the temperature compensation unit via an external terminal, a second step of monitoring a bias current and a modulation current output from the temperature compensation unit in accordance with the application of the test voltage, A third step of checking the compensation performance by comparing the check voltage with the monitored bias current and modulation current;
ここで、第2の発明において、第1の工程は、所定の温度に対応して印加される第1の電圧を、検査電圧として模擬的に印加することが好ましい。 Here, in the second invention, it is preferable that, in the first step, the first voltage applied corresponding to a predetermined temperature is applied in a simulated manner as an inspection voltage.
また、第2の発明において、発光素子の温度電流特性は、変化点を境に低温側と高温側とで傾きの符号が異なる直線によって表現可能である。この場合、第1の工程は、発光素子の温度電流特性において変化点の前後で各二点の温度をそれぞれ抽出し、抽出された合計四点の温度に対応した第1の電圧のそれぞれを、検査電圧として印加することが好ましい。 In the second invention, the temperature-current characteristics of the light-emitting element can be expressed by straight lines having different slope signs on the low temperature side and the high temperature side with respect to the change point. In this case, in the first step, the temperature at each of the two points is extracted before and after the change point in the temperature-current characteristics of the light emitting element, and each of the first voltages corresponding to the extracted temperatures at the four points is determined. It is preferable to apply as an inspection voltage.
本発明によれば、温度に対応した所定の検査電圧を外部端子から与えることで、補償特性を検査することができる。このため、温度環境を変化させる必要もないので、検査時間も短くて足り、製造コストの低減を図ることができるので、製品の価格高騰を抑制することができる。 According to the present invention, the compensation characteristic can be inspected by applying a predetermined inspection voltage corresponding to the temperature from the external terminal. For this reason, since it is not necessary to change the temperature environment, the inspection time can be short, and the manufacturing cost can be reduced, so that the price increase of the product can be suppressed.
図1は、本発明の実施形態にかかる光コネクタ1の構成を模式的に示すブロック図である。本実施形態にかかる光コネクタ1は、例えば、光通信分野で用いられるレセプタクルタイプの雌型光コネクタである。この光コネクタ1は、ディスプレイやナビゲーションシステムといった各種の電子機器に設けられており、当該電子機器が備えるプリント配線基板2と電気的に接続されている。この光コネクタ1は、例えば、光ケーブルを取り付けた雄型光コネクタが接続されることで、電子機器間で大容量の光通信を行うことを可能としている。
FIG. 1 is a block diagram schematically showing the configuration of an optical connector 1 according to an embodiment of the present invention. The optical connector 1 according to the present embodiment is, for example, a receptacle-type female optical connector used in the optical communication field. The optical connector 1 is provided in various electronic devices such as a display and a navigation system, and is electrically connected to a printed
光コネクタ1は、FOT(Fiber Optic Transcever)と呼ばれる光電変換モジュール10を備えている。この光電変換モジュール10は、金属性リードフレームから延出された複数のリード端子が、電子機器が備えるプリント配線基板2上に半田付けされている。
The optical connector 1 includes a
また、光コネクタ1は、光電変換モジュール10(具体的には、後述する発光素子11)と、雄型光コネクタにおけるフェルール端面(光ケーブル端面)との間に介在する光学部品としてのスリーブ13とを備えている。スリーブ13は、光透過性を有する透明な材料により成形される導光部材と、この導光部材の周囲に設けられる円筒部とで構成されている。
Further, the optical connector 1 includes a
光電変換モジュール10は、発光素子11および素子駆動用IC12を主体に構成されている。発光素子11および素子駆動用IC12は、導電性を有する金属性リードフレーム上にワイヤボンディングされた状態でそれぞれ搭載されている。
The
発光素子11は、スリーブ13を介して光ケーブル側へと光信号を出力する。発光素子11としては、例えば、半導体レーザを用いることができる。すなわち、本実施形態にかかる光コネクタ1は、光ケーブルを介して光信号を送信するための送信用コネクタとして構成されたものである。
The
なお、光電変換モジュール10は、発光素子11およびこの素子駆動用IC12に加え、受光素子およびこの受光素子からの電気信号を増幅してデータ信号として電子機器の制御回路に出力する素子駆動用ICをさらに備えることで、光信号を送受信可能に構成してもよい。
In addition to the
図2は、素子駆動用IC12を模式的に示すブロック構成図である。素子駆動用IC12は、発光素子11を駆動することにより、電子機器の制御回路(プリント配線基板2)と光ケーブルとの間のデータ伝送を行う。すなわち、素子駆動用IC12は、電子機器の制御回路からの電気信号であるデータ信号VINP,VINNに応じて発光素子11を駆動し、これにより、発光素子11からデータ信号VINP,VINNに応じた光信号を出力する。素子駆動用IC12は、これを機能的に捉えた場合、電源管理ユニット20と、メイン制御ユニット30とを有する。
FIG. 2 is a block diagram schematically showing the
ここで、電源管理ユニット20およびメイン制御ユニット30は機能的に分離しているのみならず、電源系統も互いに独立している。具体的には、電源部50からメイン制御ユニット30に対して動作電力を供給する電源ラインには、スイッチ15が設けられている。このスイッチ15のオンオフ状態を切り替えることにより、メイン制御ユニット30の電源をオンしたりオフしたりすることができる。スイッチ15がオンであれば、メイン制御ユニット30の電源がオンされた状態となり、スイッチ15がオフである場合には、メイン制御ユニット30の電源がオフされた状態となる。一方、電源部50から電源管理ユニット20に対して動作電力を供給する電源ラインは常時オンに設定されている。すなわち、電源管理ユニット20は、定常的に動作状態に設定されている点においてメイン制御ユニット30とは異なる。
Here, the power management unit 20 and the
電源管理ユニット20は、データ信号VINP,VINNに基づいてメイン制御ユニット30の電源のオンオフを管理する。具体的には、電源管理ユニット20は、データ信号VINP,VINNの入力を判断すると、スイッチ15をオンに制御する。また、電源管理ユニット20は、スイッチ15をオン制御した後、データ信号VINP,VINNが所定期間にわたり入力されないことを判断すると、スイッチ15をオンからオフに制御する。
The power management unit 20 manages the power on / off of the
メイン制御ユニット30は、データ伝送を主として行うユニットであり、具体的には、データ信号VINP,VINNに基づいて発光素子11から光信号を出力する。メイン制御ユニット30は、受信部31と、バッファー部32と、素子駆動部33と、電流生成部40とを主体に構成されている。
The
受信部31は、電子機器の制御回路(プリント配線基板2)から出力されるデータ信号VINP,VINNを受信する。受信部31と電子機器の制御回路との間におけるデータ伝送の仕様としては、LVDS(Low Voltage Differential Signaling)と呼ばれる高速デジタル信号の伝送に適した低電圧差動信号を用いることができる。このLVDSは、一対の伝送路に異なる電圧を印加することにより、伝送路間の電圧差を利用して信号伝送を行う。すなわち、受信部31は、一対の伝送路を介してデータ信号VINP,VINNをそれぞれ受信する。受信部31によって受信されたデータ信号VINP,VINNは、バッファー部32を経て素子駆動部33へと出力される。
The receiving
素子駆動部33は、発光素子11を駆動することにより、データ信号VINP,VINNに応じた光信号を出力する。具体的には、素子駆動部33は、発光素子11の発光情報、すなわち、データ信号VINP,VINNに応じた変調電流Imodをバイアス電流Ibiasに重畳させた駆動電流を発光素子11に供給する。バイアス電流Ibiasおよび変調電流Imodは、電流生成部40から供給される。
The
図3は、電流生成部40の構成を模式的に示すブロック図である。電流生成部40は、発光素子11の温度補償機能を備えており、バイアス電流Ibiasおよび変調電流Imodを温度に応じて制御する。この電流生成部40は、基準電圧発生部41と、温度補償部42とを有している。
FIG. 3 is a block diagram schematically showing the configuration of the
基準電圧発生部41は、温度補償にともなう電流制御において必要となる二種類の電圧A,Bを発生する(第1および第2の電圧発生部)。基準電圧発生部41が発生する一方の電圧Aは、温度に拘わらず一定の値となる傾向を有している。これに対して、基準電圧発生部41が発生する他方の電圧Bは、温度(周囲の雰囲気温度)に応じて値が変化する傾向を有しており、具体的には、温度が高いほど電圧値が小さくなるような比例関係を有している。ここで、図4は温度補償の概念を説明する説明図であり、(a)は基準電圧発生部41による電圧A,Bと温度との関係を示している。
The reference
温度補償部42は、基準電圧発生部41から印加される二種類の電圧A,Bに基づいて、発光素子11の温度電流特性を再現することにより、温度に応じた電流制御を行う(電流の温度補償)。本実施形態において、発光素子11の温度電流特性は、変化点を境に低温側で負の傾きおよび高温側で正の傾きとなる直線によって表現される。温度補償部42は、これを機能的に捉えた場合、加減算部43と、出力部44とを有する。
The
図5は、加減算部43の構成を示すブロック図である。加減算部43は、電圧Bを対象として増幅処理を行う増幅回路45、電圧Aを対象として増幅処理または電圧Bとの比較で反転出力する増幅回路46、増幅回路45,46からの電圧A,Bを合成(加減算)する合成回路47で構成されている。すなわち、加減算部43は、基準電圧発生部41が発生する二種類の電圧A,Bのそれぞれを対象として、増幅処理、反転処理および合成処理の各処理を施す。このような各処理を通じて、変化点Cを境に低温側で正の傾きおよび高温側で負の傾きとなる直線によって表現される発光素子11の温度電圧特定が再現される(図4(b)参照)。これにより、加減算部43は、温度と対応する所定の電圧(温度電圧特性を反映した電圧)を出力する。
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of the addition /
ここで、図6(a)に示すように、電圧Bが入力される増幅回路45のゲインを設定することにより、高温側、すなわち、変化点Cよりも高温側の直線の傾きを設定することができる。また、図6(b)に示すように、電圧Aが入力される増幅回路46のゲインを設定することにより、変換点Cの上下方向位置(電圧の大小方向位置)および変化点Cよりも低温側の直線の傾きを設定することができる。各増幅回路45,46のゲインは、後述するように、発光素子11の温度補償を考慮した温度電流特性(図4(c))が得られるようにとの観点から、実験やシミュレーションを通じて最適値が予め設定されている。
Here, as shown in FIG. 6A, by setting the gain of the
再び図3を参照するに、出力部44は、電圧と電流とを変換することにより、温度電圧特性から温度電流特性を導き、これにより、発光素子11の温度補償を考慮したバイアス電流Ibiasおよび変調電流Imodを生成する。この出力部44の変換により、前述の温度電圧特性から、変化点を境に低温側で負の傾きおよび高温側で正の傾きとなる直線によって表現される発光素子11の温度電流特性(図4(c))が再現される。
Referring to FIG. 3 again, the
再び図2を参照するに、本実施形態の特徴の一つとして、素子駆動用IC12は、外部から所定の信号(電圧)を入力可能な外部端子51,52を備えている。この外部端子51,52の機能については後述する。
Referring to FIG. 2 again, as one of the features of this embodiment, the
また、図3に示すように、基準電圧発生部41から温度補償部42(加減算部43)へと電圧Bが印加される経路には、スイッチ53が設けられている。このスイッチ53は、加減算部43へと印加される電圧を、基準電圧発生部41からの電圧Bと、外部端子51からの任意の電圧(以下「検査電圧」という)Cとで切り替えることができる。スイッチ53の切り替えは、外部端子52を介して入力される切替信号Dを通じて切替可能となる。
As shown in FIG. 3, a
このような構成の素子駆動用IC12では、発光素子11を対象として温度補償を行う温度補償部42の補償特性を検査することができる。この検査は、素子駆動用ICの製造工程において、ウェハ上にICの形成が完成した段階でテスターに接続されたウェハプローブを用いてICの電極に電圧を印加する電気的検査として実行される。具体的には、温度補償部42による補償性能を検査は、以下に示すプロセスにより実行される。
In the
まず、外部端子52を介して切替信号Dを入力することにより、スイッチ53の切り替えを行う。すなわち、温度補償部42に対して印加される電圧を、基準電圧発生部41側(温度に応じた電圧B)から外部端子51側(検査電圧C)へと切り替える。これにより、外部端子51を介して温度補償部42に検査電圧Cを印加する(第1の工程)。
First, the
つぎに、検査電圧Cの印加にともない温度補償部42から出力されるバイアス電流Ibiasおよび変調電流Imodをモニタリングする(第2の工程)。
Next, the bias current Ibias and the modulation current Imod output from the
そして、検査電圧Cと、モニタリングされたバイアス電流Ibiasおよび変調電流Imodとを比較することにより、補償性能を検査する(第3の工程)。 Then, the compensation performance is inspected by comparing the inspection voltage C with the monitored bias current Ibias and modulation current Imod (third step).
このような検査方法において、第1の工程では、基準電圧発生部41から所定の温度に対応して印加される電圧Bを、検査電圧Cとして模擬的に印加する。この場合、図7に示すように、発光素子11の温度電流特性において変化点の前後で各二点の温度をそれぞれ抽出し、合計四点の温度E1〜E4に対応して基準電圧発生部41から印加される電圧Bのそれぞれを、検査電圧Cとして印加する。
In such an inspection method, in the first step, the voltage B applied from the
前述の如く、発光素子11の温度電流特性は、変化点を境に低温側で負の傾きおよび高温側で正の傾きとなる直線によって表現される。そのため、変化点の前(変化点よりも低温側)で二点の温度E1,E2を抽出し、温度E1,E2に対応する電圧Bのそれぞれを、検査電圧Cとして印加することにより、変化点を基準とした低温側の直線(温度電流特性)を模擬することができる。これにより、温度補償として、低温側の温度電流特性が適切に反映されているか否かを検査することができる。
As described above, the temperature-current characteristic of the light-emitting
一方、変化点の後(変化点よりも高温側)で二点の温度E3,E4を抽出し、温度E3,E4に対応する電圧Bのそれぞれを、検査電圧Cとして印加することにより、変化点を基準とした高温側の直線(温度電流特性)を模擬することができる。これにより、温度補償として、高温側の温度電流特性が適切に実現されているか否かを検査することができる。 On the other hand, by extracting two temperatures E3 and E4 after the change point (higher temperature than the change point) and applying each of the voltages B corresponding to the temperatures E3 and E4 as the inspection voltage C, the change point is obtained. A straight line on the high temperature side (temperature-current characteristics) can be simulated. Thereby, it is possible to inspect whether or not the temperature-current characteristics on the high temperature side are appropriately realized as temperature compensation.
このように本実施形態において、素子駆動用IC20は、所定の電圧Aおよび温度に応じた電圧Bを発生する基準電圧発生部41と、バイアス電流Ibiasおよび変調電流Imodを温度に応じて制御する温度補償部42とを有している。この温度補償部42は、基準電圧発生部41から印加される電圧A,Bに基づいて発光素子11の温度電流特性を再現することにより、温度に応じた電流制御行う。
As described above, in the present embodiment, the element driving IC 20 includes the
発光素子11の出力パワーおよび消光比は温度によって変動するために、これらを一定に保つためには温度に応じて電流値を制御する必要がある(温度補償)。例えば、発光素子11の温度電流特性は、変化点を境に傾きが負から正へと変化する直線によって表現されることとなる。このような温度電流特性は、定電圧となる電圧Aと、温度に応じて変化する電圧Bとを生成する基準電圧発生部41を保有することで、この二種類の電圧A,Bに基づいて前述の温度電流特性を再現することができる。これにより、発光素子11の温度補償を簡素かつ小型な構成で実現することができる。
Since the output power and extinction ratio of the
また、本実施形態において、素子駆動用IC12は、任意の検査電圧Cを外部から印加可能な外部端子51と、基準電圧発生部41から温度補償部42に対して印加される電圧を、外部端子51側から印加される電圧へと切替可能なスイッチ53(切替部)とを有している。
Further, in the present embodiment, the
かかる構成によれば、温度補償部42による発光素子11の温度補償の精度を検査することができる。すなわち、外部端子51を介して検査電圧Cを与えることができない構成であれば、素子駆動用IC12の温度環境を変化させて温度補償の精度を検査しなければならない。この場合、前述のように、4点の温度に対応して温度環境を変化させる必要があり、その検査方法が繁雑となるとともに作業時間も多くなってしまう。この点、本実施形態によれば、温度に対応した所定の検査電圧Cを外部端子51から与えることで足りるので、簡素な手法により温度補償部42を検査することが可能となる。
According to such a configuration, the accuracy of temperature compensation of the
なお、上述した実施形態では、温度補償部42は、一つのみ設けられているが、複数の温度補償部42を備えていてもよい。この場合、個々の温度補償部42は、搭載される可能性がある種々の発光素子11に対応して、増幅処理、反転処理および合成処理の各処理を事前に設定しておくことで、様々な発光素子11に対応可能な温度補償部42を用意することができる。また、このような構成の場合には、個々の温度補償部42の選択は、PAD配線の選択に応じて外部から実現することが好ましい。これにより、発光素子11に応じて素子駆動IC12を再設計するといった必要もなく、汎用性に優れた装置を提供することができる。
In the above-described embodiment, only one
また、上述した実施形態によれば、発光素子の温度電流特性として、変化点を境に低温側で負の傾き(温度傾斜)および高温側で正の傾き(温度傾斜)となる直線によって表現される形態を例示した。しかしながら、発光素子の温度電流特性は、当該素子の特性に応じて種々の態様となるため、本発明はこれに限定されることはない。 Further, according to the above-described embodiment, the temperature-current characteristics of the light-emitting element are expressed by a straight line having a negative slope (temperature slope) on the low temperature side and a positive slope (temperature slope) on the high temperature side with respect to the change point. The form which illustrated was illustrated. However, the temperature-current characteristics of the light-emitting element are various depending on the characteristics of the element, and the present invention is not limited to this.
たとえば、図8に示すように、電圧Bが入力される増幅回路45のゲインおよび電圧Aが入力される増幅回路46のゲインをそれぞれ設定することにより、変化点Cを境に低温側で負の傾きおよび高温側で正の傾きとなる直線によって表現される発光素子の温度電圧特定を再現することができる(同図(b))。これにより、同図(c)に示すように、変化点を境に低温側で正の傾きおよび高温側で負の傾きとなる直線によって表現される発光素子の温度電流特性を再現することが可能となる。
For example, as shown in FIG. 8, by setting the gain of the
また、本発明は、前述の形態に限定されず、電圧Bが入力される増幅回路45のゲインおよび電圧Aが入力される増幅回路46のゲインをそれぞれ設定することにより再現される種々の発光素子の温度電流特性に基づいて、その温度補償を行うことができる。
Further, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various light-emitting elements that are reproduced by setting the gain of the
1 光コネクタ
2 プリント配線基板
10 光電変換モジュール
11 発光素子
12 素子駆動用IC
13 スリーブ
15 スイッチ
20 電源管理ユニット
30 メイン制御ユニット
31 受信部
32 バッファー部
33 素子駆動部
40 電流生成部
41 基準電圧発生部
42 温度補償部
43 加減算部
44 出力部
45 増幅回路
46 増幅回路
47 合成回路
50 電源部
51 外部端子(検査電圧C用)
51 外部端子(切替信号D用)
53 スイッチ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
DESCRIPTION OF
51 External terminal (for switching signal D)
53 switch
Claims (4)
前記発光素子の発光情報を示す前記データ信号に応じた変調電流をバイアス電流に重畳させた駆動電流を前記発光素子に供給する素子駆動部と、
温度に応じた電圧を発生する第1の電圧発生部と、
温度に拘わらず所定の電圧を発生する第2の電圧発生部と、
前記第1および第2の電圧発生部から印加される2種類の電圧に基づいて前記発光素子の温度電流特性を再現することにより、前記バイアス電流および前記変調電流を温度に応じて制御する温度補償部と、
任意の電圧を外部から印加可能な外部端子と、
前記第1の電圧発生部から前記温度補償部に対して印加される電圧を、前記外部端子側から印加される電圧へと切替可能な切替部と
を有することを特徴とする信号伝送装置。 In a signal transmission device that outputs an optical signal corresponding to an electrical signal that is a data signal from an electronic device by driving a light emitting element,
An element driving unit that supplies a driving current in which a modulation current corresponding to the data signal indicating light emission information of the light emitting element is superimposed on a bias current to the light emitting element;
A first voltage generator for generating a voltage according to temperature;
A second voltage generator that generates a predetermined voltage regardless of temperature;
Temperature compensation for controlling the bias current and the modulation current according to temperature by reproducing the temperature-current characteristics of the light-emitting element based on two kinds of voltages applied from the first and second voltage generators And
An external terminal to which an arbitrary voltage can be applied from the outside;
A signal transmission device comprising: a switching unit capable of switching a voltage applied from the first voltage generation unit to the temperature compensation unit to a voltage applied from the external terminal side.
前記素子駆動部は、
前記発光素子の発光情報を示すデータ信号に応じた変調電流をバイアス電流に重畳させた駆動電流を前記発光素子に供給するとともに、
前記温度補償部は、
温度に応じた電圧として印加される第1の電圧と、温度に拘わらず所定の電圧として印加される第2の電圧とに基づいて前記発光素子の温度電流特性を再現することにより、前記バイアス電流および前記変調電流を温度に応じて制御しており、
前記温度補償部による補償性能を検査する場合には、
前記第1の電圧として前記温度補償部に対して印加される電圧を、任意の電圧を印加可能な外部端子側から印加される電圧へと切り替えることにより、前記外部端子を介して前記温度補償部に検査電圧を印加する第1の工程と、
前記検査電圧の印加にともない前記温度補償部から出力される前記バイアス電流および変調電流をモニタリングする第2の工程と、
前記検査電圧と、前記モニタリングされた前記バイアス電流および変調電流とを比較することにより、補償性能を検査する第3の工程と
を有することを特徴とする発光素子の温度補償の検査方法。 In the method for inspecting the temperature compensation of the light emitting element for inspecting the compensation characteristic of the temperature compensating unit that performs temperature compensation on the light emitting element driven by the drive current supplied from the element driving unit,
The element driver is
Supplying a driving current in which a modulation current corresponding to a data signal indicating light emission information of the light emitting element is superimposed on a bias current to the light emitting element;
The temperature compensation unit is
The bias current is reproduced by reproducing the temperature-current characteristics of the light-emitting element based on a first voltage applied as a voltage corresponding to temperature and a second voltage applied as a predetermined voltage regardless of the temperature. And controlling the modulation current according to temperature,
When inspecting the compensation performance by the temperature compensation unit,
By switching the voltage applied to the temperature compensation unit as the first voltage to the voltage applied from the external terminal side to which an arbitrary voltage can be applied, the temperature compensation unit is connected via the external terminal. A first step of applying an inspection voltage to
A second step of monitoring the bias current and the modulation current output from the temperature compensation unit upon application of the inspection voltage;
A method for inspecting temperature compensation of a light emitting device, comprising: a third step of inspecting compensation performance by comparing the inspection voltage with the monitored bias current and modulation current.
前記第1の工程は、前記発光素子の温度電流特性において前記変化点の前後で各二点の温度をそれぞれ抽出し、抽出された合計四点の温度に対応した前記第1の電圧のそれぞれを、前記検査電圧として印加することを特徴とする請求項2に記載された発光素子の温度補償の検査方法。 The temperature-current characteristics of the light-emitting element can be expressed by straight lines having different signs of inclination on the low temperature side and the high temperature side with respect to the change point,
In the first step, the temperature at each of the two points is extracted before and after the change point in the temperature-current characteristics of the light-emitting element, and each of the first voltages corresponding to the extracted four temperatures is obtained. The inspection method for temperature compensation of a light emitting element according to claim 2, wherein the inspection voltage is applied as the inspection voltage.
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Citations (4)
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2010
- 2010-09-28 JP JP2010216515A patent/JP2012074438A/en active Pending
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