[发明专利]具有温度补偿功能的光发送机以及光传输系统

说明书

本发明涉及把电信号转变为光信号用于传输的光发送机，尤其涉及相对运行温度使光信号渡越时间(上升时间和降落时间)稳定的光发送机及光传输系统。

作为传统的光发送机的一例，例如在特开平2-215239(传统技术(1))所示，图1给出这种光发送机的构成。

该光发送机由放大器4，调制器2，电流源3和发光元件1构成。正相位和负相位的数据信号各自输入到端子N1和N2上。数据信号通过由晶体管Q3-Q8，电流源I1和电阻R1-R4组成的放大器4放大并且输入到调制器2内的一对差动晶体管Q1，Q2的基极上。调制器2根据该晶体管Q1，Q2的基极输入信号去控制由电流源3产生的驱动电流的导通/遮断。其结果，调制电流信号输出到与晶体管Q1的收集极连接的发光元件1上，由发光元件1生成光信号。

另一方面，作为传统的光发送机的另一例，例如在特开平10-229232(传统技术(2))所示，图2给出这种光发送机的构成。在该光发送机中配备有：对半导体激光器113提供驱动电流的一对差动晶体管101，对激光二极管113提供偏置电流的晶体管108，驱动一对差动晶体管101的发射极跟随器晶体管102，103，其中交流驱动半导体激光器113的脉冲驱动电流由APC电压控制。即：通过由APC电压控制流经用于驱动一对差动晶体管101的发射极跟随器晶体管102，103的电流，即使一对差动晶体管101的脉冲驱动电流变化，引起一对差动晶体管101的速率波动的情况下，发射极跟随器晶体管102，103的速率可变，因此抵消了一对差动晶体管101的速率波动部分。

此外，大家知道在光发送机内构成调制器的晶体管基极-集电极间的电压随温度变化而改变时，基极-集电极的寄生电容量变化，因此引起光信号波形改变。为了解决这问题，在特开平9-83456(传统技术(3))记载了一种补偿技术，它可以根据温度控制该晶体管的偏置电压来补偿晶体管基极-集电极间的电压随温度的依从性。

然而根据上述传统技术(1)的光发送器发生所谓光信号的上升和下降时间因工作温度而不同的现象。这起因于构成调制器的一对差动晶体管的双极晶体管或场效应晶体管的温度特性。

下列方程式(1)及(2)是分别表示由双极晶体管以及场效应型晶体管构成的调制器的输入输出特性(调制电流-差动输入电压特性)的。 I m = Is 1 + exp ( q · ΔV k B · T ) - - - ( 1 ) ]]> I m = 1 2 [ Is + q · D k B · T · W L · Co · ΔV · ( 4 Is q · D k B · T · W L · Co ) - Δ V 2 ] - - - ( 2 ) ]]>式中 ΔV ≤ Is q · D k B · T · W L · Co - - - ( 3 ) ]]>