专利名称：激光器驱动电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及应用于光盘驱动等的半导体激光器驱动电路，特别涉及当电源接入时的电源电压为不稳定状态时控制半导体激光器二极管发光的技术。
背景技术：
光盘驱动包括进行半导体激光器驱动电路和半导体激光器的发光强度控制的发光控制电路。这些电路，在很多情况下需要不同电压的电源，一般来说，由于所述发光控制电路由数字电路构成，该电源电压为比半导体激光器驱动电路的电源电压低的电压。
当将光盘驱动器接入电源时，比如若半导体激光器驱动电路用电源，比发光控制电路用电源先上升，则导致在发光控制电路正常动作之前半导体激光器驱动电路动作而使得半导体激光器发光，可能会造成向光盘进行不必要写入、损坏半导体激光器现象的发生。
在现有的激光器驱动电路中，为防止上述现象的发生，使用齐纳二极管及可由比所述发光控制电路低的电压而动作的比较器，构成比较基准电压和发光控制电路的电源电压的比较电路，设定发光控制电路的控制信息的逻辑电平，使当发光控制电路的电源电压为基准电压以下的电源电压时半导体激光器不发光(比如特开昭61-289543号公报(图1))。
当将激光器驱动电路单芯片化时，像现有技术那样，为获得基准电压而使用齐纳二极管，则由于需要用双极处理器制造电路而使得很难MOS化。不能MOS化与很难实现电路低电压化的问题有关。
另外，由于使用来进行基准电压与发光控制电路电源电压的比较，也会存在电路规模变得很大的问题。
再有，发光控制电路的电源电压在比较器的可动作电压前没有上升之间，不能对发光控制电路的电源电压与基准电压进行比较，因此未必就能确实防止向光盘进行不必要写入等现象。
发明内容
本发明正是着眼于这样的问题而产生的发明，其目的在于提供一种电路规模小、可动作电压低、并且能确实防止向光盘的不必要写入的激光器驱动电路。
为解决所述课题，本发明提供一种驱动半导体激光器的激光器驱动电路，其特征在于，包括驱动信号输出电路，被供给第一电源电压，根据被供给第二电源电压的控制电路输出的控制信号、输出驱动半导体激光器的驱动信号；源极接地放大器，被供给所述第一电源电压，所述第二电源电压作为输入信号被输入；和驱动抑制单元，根据所述源极接地放大器的输出，当所述第二电源电压比预定电压低时，停止由所述驱动信号输出电路对所述半导体激光器的驱动。
这样，到供给控制电路的电源电压上升为被进行适当控制的电压为止，半导体激光器停止动作，从而可以确实防止不必要发光或半导体激光器损坏等。
在本发明一方式中，其特征在于，所述源极接地放大器具有晶体管，其源极端子接地、栅极端子被输入所述第二电源电压；和电阻，设置在所述晶体管的漏极端子与所述第一电源之间。
在本发明一方式中，其特征在于，所述源极接地放大器具有第一晶体管，其源极端子接地、栅极端子被输入所述第二电源电压；和第二晶体管，其源极端子连接所述第一晶体管的漏极端子，漏极端子及栅极端子连接所述第一电源。
在本发明一方式中，其特征在于，所述源极接地放大器具有晶体管，其源极端子接地、栅极端子被输入所述第二电源电压；和恒流电路，设置在所述晶体管的漏极端子与所述第一电源之间。
在本发明一方式中，其特征在于，还具有电流反射镜电路，产生预定恒定电流；所述恒流电路由栅极端子被输入所述电流反射镜电路的控制电压的晶体管构成。
这样，可以显著实现电路规模的小型化，根据供给到所述那样的控制电路的电源电压，进行驱动控制。
在本发明一方式中，其特征在于，所述驱动信号输出电路具有根据动作控制信号控制动作有无的放大器；所述驱动控制单元、在所述第二电源电压比所述预定电压低时，能输出使所述放大器动作停止的动作控制信号。
在本发明一方式中，其特征在于，所述驱动控制单元具有晶体管，当所述第二电源电压比所述预定电压低时，晶体管设定所述驱动信号为预定驱动停止电压。
在本发明一方式中，其特征在于，所述预定驱动停止电压为所述第一电源电压或者接地电压。
在本发明一方式中，其特征在于，所述驱动信号输出电路具有第一放大器；恒流电路；晶体管，被供给由所述恒流电路来的偏置电流，将所述第一放大器的输出信号放大以输出控制信号。
在本发明一方式中，其特征在于，所述驱动控制单元具有晶体管，当所述第二电源电压比所述预定电压低时，所述晶体管能遮断所述驱动信号。
这样，当供给到控制电路的电源电压比较低时，能确实停止驱动半导体激光器。
在本发明一方式中，其特征在于，当所述第二电源电压比所述预定电压低时，及从所述控制电路输出驱动停止信号时，所述驱动控制单元停止由所述驱动信号输出电路对所述半导体激光器的驱动。
在本发明一方式中，其特征在于，所述驱动信号输出电路还具有放大器，当从所述控制电路输出驱动停止信号时所述放大器停止动作；当所述第二电源电压比所述预定电压低时，及从所述控制电路输出所述驱动停止信号时，所述驱动控制单元停止由所述驱动信号输出电路对所述半导体激光器的驱动。
这样，能根据供给到所述那样的控制电路的电源电压进行控制，并且也能由控制电路进行驱动停止控制。
图1表示本发明实施方式1的激光器驱动电路结构的电路图。
图2表示本发明实施方式1变形例的激光器驱动电路结构的电路图。
图3表示本发明实施方式1另一变形例的激光器驱动电路结构的电路图。
图4表示本发明实施方式2的激光器驱动电路结构的电路图。
图5表示本发明实施方式3的激光器驱动电路结构的电路图。
图6表示本发明实施方式4的激光器驱动电路结构的电路图。
具体实施例方式
下面参照
本发明的实施方式。
(实施方式1)图1表示本发明实施方式1的读取用激光器驱动电路结构的电路图。该激光器驱动电路包括激光器驱动电路模块200及控制电路模块300，并与光拾取器100连接。通过第一电源210、第二电源340和第三电源101给它们分别提供互不相同的电源电压。
上述光学拾取器100是向光盘照射半导体激光、将其发射光变换为电信号的器件，包括半导体激光器驱动用晶体管102、半导体激光器103、光接收元件104及电阻105。
激光器驱动电路模块200根据从控制电路模块300来的后述的控制信号344、驱动光学拾取器100，以预定强度使半导体激光器发光，或者停止发光。
该激光器驱动电路模块200包括后述的源极接地放大器250、一个输入为NOT电路的AND电路、断电用晶体管220、差动放大器211、如由D/A转换器构成的可变基准电源216、恒流源217、晶体管218及输出端子219。
差动放大器211的非反向输入端子213处连接由光接收元件104来的输出电压，反向输入端子212与可变基准电源216连接。输出端子214通过输出端子219连接于半导体激光器驱动用晶体管102的基极端子。另外，差动放大器211的偏置输入端子215连接于恒流源217和晶体管218的栅极端子及漏极端子。晶体管218是以恒流源217为基准的电流反射镜电路复制侧晶体管，通过连接差动放大器211内部设置的镜像侧晶体管，使向差动放大器211供给预定的偏置电流。
断电用晶体管220当没有光盘播放、记录时等将差动放大器211设定为备用状态，即进行所谓切断电源动作。
源极接地放大器250由N沟道晶体管223及电阻253构成。所述N沟道晶体管223其栅极端子处连接第二电源340，并且源极端子接地。另外，电阻253连接于第一电源210和N沟道晶体管223的漏极端子之间。上述漏极端子的电压根据连接在上述栅极端子的第二电源340的电压，由输出端子251作为信号电压输出。
所述输出端子251连接在AND电路221的NOT输入端子。后述的控制信号347连接在AND电路221的另一端子。AND电路221的输出端子连接在断电用晶体管220的栅极端子。根据该AND电路221的输出信号，进行所述切断电源动作。
控制电路模块300输出控制信号344和控制信号347，控制信号344用于设定可变基准电压的电压值，控制信号347用于控制激光器驱动电路模块200的差动放大器211的切断电源动作。
具体地说，控制电路模块300由控制电路341、电平转换电路343、电平转换电路346构成。
控制电路341输出设定可变基准电压的电压值的控制信号342及控制切断电源动作的控制信号345，该两个控制信号分别被电平转换电路343、346变换为激光器驱动电路用第一电源210的电压电平，并作为所述控制信号344、347输出。
下面说明如上述那样构成的激光器驱动电路的动作。
(电源电压为稳定状态时的动作)首先，为了便于说明，对电源接入开始经过充分长时间后电源电压成为稳定状态下的通常控制动作进行说明。
从控制电路341根据半导体激光器103的发光强度目标值、输出控制信号342，上述控制信号342由电平转换电路343移位电压电平，作为控制信号344输入可变基准电源216。可变基准电源216根据上述控制信号344产生控制电压，输入给差动放大器211的反向输入端子。另一方面，向差动放大器211的非反向输入端子输入根据半导体激光器103的实际发光强度由光接收元件104所产生的电压。这里，差动放大器211输出与向反向、非反向输入端子输入的电压之差所对应的电压，通过向半导体激光器驱动用晶体管102的基极端子供给电压，控制流经半导体激光器103的电流，反馈控制以使半导体激光器103的发光强度达到上述目标值。
另外，根据从控制电路341输出的控制信号345，如从电平转换电路346输出的控制信号347成为L(低)电平，则断电用晶体管220成为导通状态，差动放大器211的偏置输入端子215被施加第一电源210的电压。这里，差动放大器211成为备用状态，半导体激光器103停止发光。
(电源接入时的动作)下面，说明在接入电源时到电源电压达到稳定状态为止的动作。
电源接入时，激光器驱动电路模块200用的第一电源210或光学拾取器100用的第三电源101的电压上升一定程度为止，差动放大器211或半导体激光器驱动用晶体管102不动作。因此，不会导致向半导体激光器驱动用晶体管102或半导体激光器103施加过度电压而损坏半导体激光器驱动用晶体管102或半导体激光器103异常发光。
另外，到上述第一电源210或第三电源101的电压上升一定程度为止，当控制电路模块300用的第二电源340的电源充分上升时，用于由控制电路模块300进行控制，故差动放大器211适当动作，显然不会导致损坏半导体激光器驱动用晶体管102或半导体激光器103异常发光。
另一方面，当上述第一电源210或第三电源101的电压已上升一定程度时，控制电路模块300用的第二电源340的电压没有充分上升时，通过进行如下动作，显然可以防止导致损坏半导体激光器驱动用晶体管102或半导体激光器103异常发光。
即，如设定N沟道晶体管223的阈值电压为Vt0，第一电源210的电压为Vdd1，第二电源340的电压值为Vdd0，则当Vdd0＜Vt0时，N沟道晶体管223截止，输出端子251的电压基本成为Vdd1。因此如Vdd0超出Vt0，则N沟道晶体管223导通，伴随着Vdd0增高，源极接地放大器的输出端子251的电压基本呈线性减少、向0附近变化。如此，随着输入的第二电源340的电压变高，输出端子251的输出电压由Vdd1开始减少。
上述第二电源340的电压没上升时，不论由控制电路模块300输入的控制信号347的理论值如何，AND电路221的输出为L电平，断电用晶体管220为ON状态。通过此，差动放大器211的偏置输入端215被施加第一电源210的电压，差动放大器211成为备用状态，半导体激光器不发光。
另一方面，如第二电源340的电压充分上升使源极接地放大器250的输出端子251的电压为预定电压以下，则AND电路221的输出信号为与控制信号347相同理论值的信号，还有，由于可变基准电源216被输入控制信号344，则光学拾取器100根据控制信号347、344、适当地进行发光控制。
如上述那样，所述激光器驱动模块用电源(第一电源210)上升并且所述控制电路模块用电源(第二电源340)未上升时，差动放大器211成为备用状态，可以防止半导体激光器103在未准备情况下发光或防止损坏半导体激光器103或半导体激光器驱动用晶体管102。
另外，能够仅使用一个晶体管来构成源极接地放大器的主要部分，可以实现构成整体规模小的电路。
(实施方式1的变形例)取代上述形式的源极接地放大器250，可以设置如图2所示源极接地放大器260。另外，下述实施方式或变形例中与所述实施方式1有相同功能的构成要素，采用相同符号而省略其说明。
上述源极接地放大器260由N沟道晶体管223和N沟道晶体管261构成。上述N沟道晶体管223与实施方式1一样，栅极端子连接第二电源340并且源极端子接地而构成源极接地放大器。
另外，N沟道晶体管261，其源极端子连接N沟道晶体管223的漏极端子，栅极端子及漏极端子连接第一电源210。上述N沟道晶体管261源极端子与N沟道晶体管223漏极端子的连接点电压成为通过输出端子251输出的形式。
上述源极接地放大器260中，如设定N沟道晶体管223的阈值电压为Vt0、N沟道晶体管261的阈值电压为Vt1、第二电源340的电压值为Vdd0、第一电源210的电压为Vdd1，则当Vdd0＜Vt0时，N沟道晶体管223截止、输出端子251的电压基本成为Vdd1-Vt1。因此如Vdd0超出Vt0，则N沟道晶体管223导通，伴随着Vdd0增高，源极接地放大器的输出端子251的电压基本呈线性减少、向0附近变化。即，与实施方式1的源极接地放大器250一样，随着输入的第二电源340的电压变高，输出端子251的输出电压由Vdd1-Vt1开始减少。
因此，显然激光器驱动模块用电源(第一电源210)上升并且所述控制电路模块用电源(第二电源340)未上升时，差动放大器211成为备用状态，可以防止半导体激光器103在未准备情况下发光或防止损坏半导体激光器103等。
可是，与实施方式1那样的N沟道晶体管223的漏极端子和第一电源之间连接有电阻253情况相比，由于不受由制造散差或温度依赖性等带来的电阻值散差或变化的影响，从而可以实现根据第二电源340的电压、更高精度控制差动放大器211的动作。
(实施方式1的另一变形例)取代上述形式的源极接地放大器260，可以设置如图3所示源极接地放大器270。
具体地讲，源极接地放大器270是相对源极接地放大器260、将N沟道晶体管261替换为恒流源271。
即，一般来说，由于制造散差或向各端子施加的电压、温度依赖性等，晶体管的阈值电压会产生散差。这里在所述实施方式1的变形例中当如N沟道晶体管261那样栅极端子连接第一电源210情况下，当第一电源210的电压上升时N沟道晶体管261的阈值电压容易变得比较大，伴随此，如N沟道晶体管223的阈值电压也变动，其结果当AND电路221的输出为L电平时的向源极接地放大器260的输入电压(输入到N沟道晶体管223的栅极端子的第二电源340的电压)的变动也会变大。为将这种变动抑制较小，比如可以设计使N沟道晶体管261的大小变大，但如用上述那样使用恒流源271，则可以抑制使电路面积小型化，并且很容易实现使用恒定输入电压将AND电路221的输出成为L电平。
(实施方式2)图4表示有关本发明实施方式2的激光器驱动电路构成的电路图。该激光器驱动电路是在所述实施方式1的另一变形例中，使用P沟道晶体管451作为恒流源271。即，上述P沟道晶体管451，其栅极端子与恒流源217、晶体管218的栅极端子和漏极端子连接而构成电流反射镜电路，使流过与恒流源217成比例的电流。
另外，针对所述实施方式1是到第二电源340的电压上升为止，通过AND电路221的输出上拉差动放大器211的偏置输入端子215以抑制差动放大器211的输出，设置晶体管229对差动放大器211的输出端子214(伴随此激光器驱动电路模块400的输出端子219)上拉、从而使与差动放大器211的输出无关、半导体激光器驱动用晶体管102截止。
如上述构成情况下，也可以通过P沟道晶体管451起到恒流电路作用，使到第二电源340的电压上升为止之间使AND电路221的输出高精度地成为L电平。还有，通过由上述AND电路221的输出对输出端子219上拉，显然能确实使半导体激光器驱动用晶体管102截止，实现没有过大电流流经半导体激光器103。
但是，通过上述差动放大器211兼用于控制偏置电流用电流反射镜电路的一部分，使仅通过设置P沟道晶体管451来构成恒流电路，从而还能抑制电路规模以实现小型化。
再有，如上述那样，通过与实施方式1一样将控制信号347输入AND电路221，由上述控制信号347使半导体激光器103停止发光情况下，也能在使输出端子219上拉时，不通过制信号347控制差动放大器211的偏置端子215的电压。
(实施方式3)图5表示有关本发明实施方式3的激光器驱动电路构成的电路图。该激光器驱动电路与所述实施方式2的激光器驱动电路相比，差动放大器211的输出并不直接输出于输出端子219，而是将差动放大器211的输出放大后经晶体管501输出。上述晶体管501连接产生输出偏置电流的恒流源502。通过用这样的恒流源502产生输出偏置电流，在第二电源340的电压上升为止之间晶体管229为导通状态时，能抑制过大电流流经该晶体管229。因而，能确实防止损坏晶体管229或布线断线等。
再有，如上述的晶体管501及恒流源502也可以作为差动放大器的输出级设置。
(实施方式4)取代如上述实施方式2、3那样设置晶体管229对激光器驱动电路模块400、500的输出上拉，也可以如图6所示那样设置导通、切断输出端子214和219之间的晶体管601。设定这样结构情况下，可以防止由来自其他半导体集成电路模块700的电压或电流造成半导体激光器驱动用晶体管102成为导通状态。
这里，简单说明上述半导体集成电路模块700的例子。该半导体集成电路模块700是用于比如为监控差动放大器211的输出电压，补偿差动放大器211的反向输入端子212和非反向输入端子213之间的输入偏置电压影响。具体地说，包括由电源762供给电源电压的AD转换器761，其输入端子763连接择一导通的模拟开关760、760’。上述模拟开关760连接差动放大器211的输出端子214。另外，该模拟开关760通过由控制电路模块800的控制电路341输出的控制信号348经电平转换电路349变换了电压电平的控制信号350来控制。AD转换器761的输出信号通过图中未表示的信号线反馈给控制电路模块800，以补偿输入偏置电压的影响，从而能控制可变基准电源216的输出电压。另外，模拟开关760’被输入由图中未表示的其他电路输出的电压，能兼用AD转换器761。
设置有如上述那样半导体集成电路模块700的情况下，当控制电路模块800用的第二电源340电压还未充分上升状态下，模拟开关760的状态也成为不稳定状态，有可能模拟开关760、760’同时导通。像这样情况下，虽然能成为从其他电路输出的电压经由模拟开关760、760’、施加给差动放大器211的输出端子，但如前所述，如果第二电源340的电压没有充分上升则晶体管601截止，因此不会由于上述其他电路输出的电压而使半导体激光器驱动用晶体管102误动作。
另外，上述各实施方式是以本发明适用于读取专用光学拾取器100为例进行了展示，但不局限于此，也可以适用于控制具备调制电路、可写入光学拾取器的激光器驱动电路中。
另外，上述实施方式2是在第二电源340的电压上升为止之间对输出端子219上拉的例子进行了展示，但在使用NPN晶体管作为半导体激光器驱动用晶体管102情况下，也可以将第一电源210下拉至接地电压。还有，为使实施方式3中也同样下拉时，取代晶体管501，设置恒流源，取代恒流源502由差动放大器211控制的P沟道晶体管。另外，该情况下，通过设置P沟道晶体管作为恒流源，与源极接地放大器450的P沟道晶体管451一样兼用于为控制差动放大器211的偏置电流而设置的电流反射镜电路的一部分，可以抑制电路规模，以实现小型化。
另外，也可以对上述各实施方式或变形例中说明的构成要素在理论可能的范围内进行组合。具体地说，比如实施方式1或变形例展示那样源极接地放大器250、260中在输出端子251的漏极与第一电源210之间设置电阻253或N沟道晶体管261结构也可以适用于实施方式2～4。另外，如实施方式1中展示的通过AND电路221的输出控制差动放大器211的偏置输入端子215的电压的结构也可以适用于实施方式2～4。
如上所述，本发明涉及的激光器驱动电路具有能够实现电路规模小型化，通过MOS化可实现低压动作，并且提供能确实防止对光盘不必要写入等的激光器驱动电路的效果，可以作为光盘驱动等中使用的半导体激光器驱动电路等来使用。
权利要求
1.一种驱动半导体激光器的激光器驱动电路，其特征在于，包括驱动信号输出电路，被供给第一电源电压，根据被供给第二电源电压的控制电路输出的控制信号、输出驱动半导体激光器的驱动信号；源极接地放大器，被供给所述第一电源电压，所述第二电源电压作为输入信号被输入；和驱动抑制单元，根据所述源极接地放大器的输出，当所述第二电源电压比预定电压低时，停止由所述驱动信号输出电路对所述半导体激光器的驱动。
2.根据权利要求1所述的激光器驱动电路，其特征在于，所述源极接地放大器具有晶体管，其源极端子接地、栅极端子被输入所述第二电源电压；电阻，设置在所述晶体管的漏极端子与所述第一电源之间。
3.根据权利要求1所述的激光器驱动电路，其特征在于，所述源极接地放大器具有第一晶体管，其源极端子接地、栅极端子被输入所述第二电源电压；第二晶体管，其源极端子连接所述第一晶体管的漏极端子，漏极端子及栅极端子连接所述第一电源。
4.根据权利要求1所述的激光器驱动电路，其特征在于，所述源极接地放大器具有晶体管，其源极端子接地、栅极端子被输入所述第二电源电压；恒流电路，设置在所述晶体管的漏极端子与所述第一电源之间。
5.根据权利要求4所述的激光器驱动电路，其特征在于，还具有电流反射镜电路，产生预定恒定电流；所述恒流电路由栅极端子被输入所述电流反射镜电路的控制电压的晶体管构成。
6.根据权利要求1所述的激光器驱动电路，其特征在于，所述驱动信号输出电路具有根据动作控制信号控制动作有无的放大器；所述驱动控制单元、在所述第二电源电压比所述预定电压低时，能输出使所述放大器动作停止的动作控制信号。
7.根据权利要求1所述的激光器驱动电路，其特征在于，所述驱动控制单元具有晶体管，当所述第二电源电压比所述预定电压低时，晶体管设定所述驱动信号为预定驱动停止电压。
8.根据权利要求7所述的激光器驱动电路，其特征在于，所述预定驱动停止电压为所述第一电源电压或者接地电压。
9.根据权利要求7所述的激光器驱动电路，其特征在于，所述驱动信号输出电路具有放大器；恒流电路；晶体管，被供给由所述恒流电路来的偏置电流，将所述放大器的输出信号放大以输出控制信号。
10.根据权利要求1所述的激光器驱动电路，其特征在于，所述驱动控制单元具有晶体管，当所述第二电源电压比所述预定电压低时，所述晶体管能遮断所述驱动信号。
11.根据权利要求6～10中任一项所述的激光器驱动电路，其特征在于，当所述第二电源电压比所述预定电压低时，及从所述控制电路输出驱动停止信号时，所述驱动控制单元停止由所述驱动信号输出电路对所述半导体激光器的驱动。
12.根据权利要求7～10中任一项所述的激光器驱动电路，其特征在于，所述驱动信号输出电路还具有放大器，当从所述控制电路输出驱动停止信号时所述放大器停止动作；当所述第二电源电压比所述预定电压低时，及从所述控制电路输出所述驱动停止信号时，所述驱动控制单元停止由所述驱动信号输出电路对所述半导体激光器的驱动。
全文摘要
本发明提供一种激光器驱动电路，设置源极接地放大器，其与激光器驱动电路模块一样被供给第一电源的电源电压，并且被输入控制电路模块的第二电源电压，根据源极接地放大器的输出，到第二电源电压上升为止之间，对差动放大器的偏置输入端子上拉，以抑制激光器驱动电路模块的输出，防止半导体激光器的不必要发光、半导体激光器等的损坏等。由此，可以使电路规模小型化、低电压动作、并且能确实防止向光盘的不必要写入等。
文档编号H01S5/042GK1677522SQ20051005502
公开日2005年10月5日 申请日期2005年3月14日 优先权日2004年3月16日
发明者上田明志 申请人:松下电器产业株式会社