雷射檢測電路的製作方法
2023-09-20 11:36:10 4
專利名稱：雷射檢測電路的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種輸出與雷射的強度相應的電信號的雷射檢測電路。
背景技術：
近年來，作為多媒體時代的主角的⑶(Compact Disc的簡稱)等光碟普及速度驚人。在此期間，作為新一代光碟出現了採用藍紫色半導體雷射器的藍光光碟(Blu-ray Disc)ο圖6是表示光碟裝置100的結構的示意圖。光碟裝置100構成為包括半導體雷射器1、半透半反鏡2、雷射檢測電路3、雷射驅動器4、微型計算機5、光碟6以及數據讀取裝置7。由半導體雷射器1產生的雷射通過半透半反鏡2反射後照射到光碟6的表面。來自光碟6的表面的反射光通過半透半反鏡2被數據讀取裝置7所接收。數據讀取裝置7根據接收到的反射光來讀取存儲在光碟6中的數據。另一方面，由半導體雷射器1產生的雷射通過半透半反鏡2被雷射檢測電路3所接收。雷射檢測電路3是輸出與雷射強度相應的電信號的電路。在這種情況下，雷射檢測電路3輸出一對差動電壓信號、即第一輸出電壓Vop和第二輸出電壓Von。第二輸出電壓 Von是相對於基準電壓將第一輸出電壓Vop反轉得到的電壓。雷射驅動器4是如下一種電路接收第一輸出電壓Vop和第二輸出電壓Von，根據這兩個電壓的電壓差(Vop-Von)來控制半導體雷射器1的雷射強度。通過雷射驅動器4的反饋控制進行控制以使從半導體雷射器1產生的雷射的強度固定。這種光碟裝置100被記載在專利文獻1中。專利文獻1 日本特開2003-141767號公報。
發明內容
發明要解決的問題另外，開發了一種具有動作停止模式(休眠模式)和動作模式(活動模式)這兩種模式的光碟裝置100。在這種情況下，微型計算機5輸出用於控制動作停止模式和動作模式這兩種模式的切換的模式切換信號。然後，雷射檢測電路3根據來自微型計算機5的模式切換信號，設定為動作停止模式和動作模式中的某一種模式。然而，如圖4所示，存在如下問題在從動作停止模式轉變為動作模式時，雷射檢測電路3的第一輸出電壓Vop會過渡性地升高至接近電源電壓Vcc (尖峰輸出)。(參照圖 4的點劃線的曲線) 雷射檢測電路3的後級的雷射驅動器4接收該尖峰輸出作為輸入電壓。於是，雷射驅動器4的輸入電壓大於絕對最大額定值，從而存在導致雷射驅動器4的破壞、誤動作的危險。在雷射檢測電路3的電源電壓(例如5V)高於雷射驅動器4的電源電壓(例如3. 3V) 的情況下有可能產生上述問題。
本發明是鑑於上述問題而完成的，其目的在於通過抑制在進行動作停止模式與動作模式的切換時產生的尖峰輸出來防止與後級相連接的電路的破壞、誤動作。用於解決問題的方案本發明的雷射檢測電路的特徵在於，具備放大器，其被輸入與雷射強度相應的信號，將該信號放大後輸出；第一電晶體，其輸入端被施加由上述放大器進行放大後的信號； 恆流源，其與上述第一電晶體的輸出端相連接；第二電晶體，其輸入端連接有上述第一電晶體的輸出端；旁路電晶體，其連接在上述第一電晶體的輸出端與接地端之間；以及控制電路，當從動作停止模式轉變為動作模式時，該控制電路對上述恆流源和上述旁路電晶體進行控制，使上述恆流源開始動作並使上述旁路電晶體導通，從而形成從上述恆流源經由上述旁路電晶體直至接地端的旁路電流路徑。發明的效果根據本發明的雷射檢測電路能夠抑制在進行動作停止模式與動作模式的切換時產生的尖峰輸出，由此將與後級相連接的電路的輸入電壓抑制為絕對最大額定值以下從而防止電路的破壞、誤動作。
圖1是本發明的實施方式的雷射檢測電路的電路圖。圖2是本發明的實施方式的雷射檢測電路的輸出級的放大電路的電路圖。圖3是本發明的實施方式的雷射檢測電路的動作時序圖(從動作停止模式轉變為動作模式時)。圖4是本發明的實施方式的雷射檢測電路以及比較例的雷射檢測電路的輸出電壓的波形圖。圖5是本發明的實施方式的雷射檢測電路的動作時序圖(從動作模式轉變為動作停止模式時)。圖6是表示光碟裝置的結構的示意圖。圖7是比較例的雷射檢測電路的放大電路的電路圖。附圖標記說明1 半導體雷射器；2 半透半反鏡；3 雷射檢測電路；4 雷射驅動器；5 微型計算機；6 光碟；7 數據讀取裝置；10 光電二極體；11 電流電壓轉換電路；12、13、14 放大電路；15、16 輸出端子；17 輸入端子；18 運算放大器；19 電阻；20 運算放大器；21、22 電阻；23 電容器；30 差動放大器；31 第一恆流源；32 第二恆流源；33 第三恆流源；34 控制電路；35 偏壓電路；36 開關控制電路；37 外部負載電阻；38、39 電阻；40 電源線； 100 光碟裝置；TR1、TR2 =PNP型電晶體；TR3、TR4 :NPN型電晶體；TR5、TR6 驅動電晶體； TR7、TR8 輸出電晶體；TR9 旁路電晶體。
具體實施例方式根據附圖對本發明的實施方式的雷射檢測電路3進行說明。下面，首先說明雷射檢測電路3的整體結構，接著說明作為本發明的主要部分的雷射檢測電路3的輸出級的放大電路13的結構。
[雷射檢測電路3的結構]雷射檢測電路3構成圖6的光碟裝置100的一部分。圖1是雷射檢測電路3的電路圖。雷射檢測電路3是如下一種電路能夠由ICdntegrated Circuit 集成電路)構成， 輸出與雷射強度相應的電信號。雷射檢測電路3構成為包括光電二極體10、電流電壓轉換電路11、前級的放大電路12、輸出級的放大電路(緩衝放大器)13和14、輸出端子15和 16以及輸入端子17。光電二極體10接收由圖6的半導體雷射器1產生的雷射，產生與雷射的強度相應的電流II。電流電壓轉換電路11是將電流Ii轉換為電壓Vl的電路，構成為包括運算放大器18和電阻19。對運算放大器18的非反轉輸入端子施加基準電壓Vrefl。電阻19連接在運算放大器18的反轉輸入端子與輸出端子之間。因此，在運算放大器18的輸出端子中產生電壓VI，該電壓Vl以基準電壓Vrefl為中心、與電流Il的電流值和電阻19的電阻值的積相應地發生變化。前級的放大電路12是將電壓Vl進行放大的放大電路，構成為包括運算放大器 20、電阻21、22以及電容器23。對運算放大器20的非反轉輸入端子施加基準電壓Vref2。 電阻21連接在運算放大器18的輸出端子與運算放大器20的反轉輸入端子之間。電阻22 連接在運算放大器20的反轉輸入端子與輸出端子之間。電容器23是限制放大電路12的頻帶的電容，連接在運算放大器20的反轉輸入端子與輸出端子之間。放大電路12的直流增益的大小為R2/R1。從而，運算放大器20作為以增益R2/R1將電壓V 1進行反轉放大的反轉放大電路來進行動作。對運算放大器20的非反轉輸入端子施加基準電壓Vref2，因此輸出端子的電壓V2以基準電壓Vref2為中心發生變化。輸出級的放大電路13是緩衝放大器，將以規定增益對電壓V2進行放大所得到的第一輸出電壓Vop輸出到輸出端子15。放大電路14將以規定增益對電壓V2進行反轉放大所得到的第二輸出電壓Von輸出到端子16。也就是說，電壓V2通過放大電路13、14以差動方式被放大。在這種情況下，第二輸出電壓Von是將第一輸出電壓Vop相對於基準電壓 Vref3反轉而得到的電壓。雷射檢測電路3根據來自圖6的微型計算機5的模式切換信號被設定為動作停止模式(休眠模式)和動作模式(活動模式)中的某一種模式。即，從雷射檢測電路3的輸入端子17施加來自微型計算機5的模式切換信號。例如，當模式切換信號為低電平時，運算放大器18、20以及放大電路13、14被設定為動作停止模式，停止這些電路的動作。構成為當模式切換信號為高電平時，運算放大器18、20以及放大電路13、14被設定為動作模式， 這些電路進行動作。[放大電路13的結構]圖2是雷射檢測電路3的輸出級的放大電路13的電路圖。放大電路13構成為包括差動放大器30 (本發明中「放大器」的一例)、第一恆流源31、第二恆流源32 (本發明中「恆流源」的一例)、第三恆流源33、PNP型驅動電晶體TR5 (本發明中「第一電晶體」的一例)、NPN型驅動電晶體TR6、NPN型輸出電晶體TR7 (本發明中「第二電晶體」的一例)、PNP 型輸出電晶體TR8、由N溝道型MOS電晶體構成的旁路電晶體TR9、控制電路34、偏壓電路 35、開關控制電路36、對上述各電路元件提供電源電壓Vcc的電源線40、電阻38、39以及輸出端子15，其中，上述差動放大器30構成為包括PNP型電晶體TR1、TR2以及NPN型電晶體 TR3、TR4。控制電路34、偏壓電路35以及開關控制電路36是本發明的「控制電路」的一例。差動放大器30的電晶體TR3、TR4形成一對差動輸入電晶體，對電晶體TR3的基極施加圖1中放大電路12的輸出端子15的電壓V2。電晶體TR4的基極經由電阻38與輸出電晶體TR7、TR8的發射極相連接，並且經由電阻39被施加基準電壓Vref3。第一恆流源31與差動放大器30的電晶體TR3、TR4的發射極相連接，向差動放大器30提供動作電流。第二恆流源32連接在驅動電晶體TR5的發射極與電源線40之間。第三恆流源33連接在驅動電晶體TR6的發射極與接地端之間。驅動電晶體TR5的發射極與輸出電晶體TR7的基極相連接。驅動電晶體TR6的發射極與輸出電晶體TR8的基極相連接。輸出電晶體TR7、TR8的各發射極共同與輸出端子15 相連接。外部負載電阻37是設置在雷射檢測電路3的外部的負載電阻(例如，是具有測量探頭的1ΜΩ左右的電阻)，連接在輸出端子15與接地端之間。在驅動電晶體TR5的發射極與第二恆流源32的連接節點和接地端之間連接有旁路電晶體TR9。控制電路34根據來自微型計算機5的模式切換信號輸出功率控制信號PS。偏壓電路35構成為根據該功率控制信號PS產生偏壓信號BIS，該偏壓信號BIS用於控制第一恆流源31、第二恆流源32以及第三恆流源33的開關。在偏壓信號BIS為高電平時，放大電路13被設定為動作停止模式。此時，對電源線40提供電源電壓Vcc，但是第一恆流源31、第二恆流源32以及第三恆流源33停止動作。 也就是說，第一恆流源31、第二恆流源32以及第三恆流源33的電流值被設定為「0」。由此， 差動放大器30以及驅動電晶體TR5、TR6變為動作停止狀態(關閉狀態)。當偏壓信號BIS從高電平切換為低電平時，從動作停止模式轉變為動作模式。由此，第一恆流源31、第二恆流源32以及第三恆流源33開始動作。也就是說，第一恆流源31、 第二恆流源32以及第三恆流源33的電流值被設定為非「0」的固定值。與此相對應地，差動放大器30以及驅動電晶體TR5、TR6開始進行動作。另外，開關控制電路36根據功率控制信號PS產生開關控制信號SWS脈衝信號，該開關控制信號SWS脈衝信號用於控制旁路電晶體TR9的開關。開關控制信號SWS被提供給旁路電晶體TR9的柵極。當開關控制信號SWS為高電平時，旁路電晶體TR9導通，當開關控制信號SWS為低電平時，旁路電晶體TR9截止。如圖3所示，當功率控制信號PS從低電平上升為高電平時，開關控制信號SWS立即從低電平上升為高電平，經過一定時間後，又從高電平降為低電平。能夠根據功率控制信號PS，由定時器電路、CR時間常數電路來生成這種開關控制信號SWS。根據上述的放大電路13的結構，當從動作停止模式轉變為動作模式時，旁路電晶體TR9導通固定期間，由此形成從第二恆流源32經由旁路電晶體TR9直至接地端的旁路電流路徑，因此能夠抑制輸出電晶體TR7的基極電流，從而抑制輸出端子15的第一輸出電壓 Vop過渡性地升高至接近電源電壓Vcc的現象、也就是抑制尖峰輸出。由此，能夠將與雷射檢測電路3的後級相連接的雷射驅動器4的輸入電壓抑制為絕對最大額定值以下，從而防止雷射驅動器4的破壞、誤動作。[放大電路13的動作]
(a)根據圖3和圖4來說明從動作停止模式轉變為動作模式時的放大電路13的動作例。當功率控制信號PS從低電平上升為高電平時，開關控制信號S WS從低電平上升為高電平。於是，旁路電晶體TR9被導通。另外，偏壓信號BIS從高電平降為低電平。於是， 第一至第三恆流源31、32以及33開始動作。此時，有可能發生如下情況在驅動電晶體TR5為截止的狀態下，第二恆流源32先開始動作。該情況例如是由於傳遞偏壓信號BIS的布線延遲的差而導致第一恆流源31的動作延遲於第二恆流源32的動作而開始的情況。在這種情況下，第二恆流源32的電流12不會流向處於截止狀態的驅動電晶體 TR5，而是流向輸出電晶體TR7的基極。但是，此時，由於旁路電晶體TR9是導通的狀態，因此形成了從第二恆流源32經由旁路電晶體TR9直至接地端的旁路電流路徑。優選的是在第二恆流源32開始動作之前導通旁路電晶體TR9。這是因為通過這樣設置能夠有效地抑制第二恆流源32的電流12流入輸出電晶體TR7的基極。通過形成旁路電流路徑，使從第二恆流源32流入輸出電晶體TR7的基極的電流減少，從而減少輸出電晶體TR7的發射極電流，其結果是如圖4的實線的曲線所示，輸出端子15 的第一輸出電壓Vop的尖峰輸出得到抑制。之後，當驅動電晶體TR5開始動作時，開關控制信號SWS從高電平降為低電平，旁路電晶體TR9截止。由此，放大電路13進入普通的動作模式。與此相對，在圖7的比較例的放大電路13A中，由於沒有設置旁路電晶體TR9，因此在驅動電晶體TR5為截止的狀態下第二恆流源32開始動作的情況下，第二恆流源32的電流12全部流入輸出電晶體TR7的基極。其結果是，在輸出電晶體TR7中流過大量的發射極電流13，且該發射極電流13流過外部負載電阻37，因此如圖4的點劃線的曲線所示那樣， 產生了輸出端子15的第一輸出電壓Vop的尖峰輸出。(b)接著，根據圖5來說明從動作模式轉變為動作停止模式時的放大電路13的動作例。當功率控制信號PS從高電平降為低電平時，開關控制信號SWS從低電平上升為高電平。於是，旁路電晶體TR9導通。另外，偏壓信號BIS從低電平上升為高電平。於是，第一至第三恆流源31、32以及33停止動作。此時，有可能發生如下情況在第二恆流源32還在進行動作的狀態下，驅動電晶體TR5先截止。在這種情況下，第二恆流源32的電流12不會流向處於截止狀態的驅動電晶體 TR5，而是流向輸出電晶體TR7的基極。但是，此時，由於在第二恆流源32停止動作之前使旁路電晶體TR9導通，因此形成從第二恆流源32經由旁路電晶體TR9直至接地端的旁路電流路徑。由此，同樣地，輸出端子15的第一輸出電壓Vop的尖峰輸出得到抑制。與此相對，在圖7的比較例的放大電路13A中，由於沒有設置旁路電晶體TR9，因此在第二恆流源32正在進行動作的狀態下驅動電晶體TR5截止的情況下，根據上述理由產生輸出端子15的第一輸出電壓Vop的尖峰輸出。此外，在本實施方式中，針對雷射檢測電路3的放大電路13進行了說明，但作為反轉放大電路的放大電路14也可以以相同的方式構成。另外，旁路電晶體TR9不限於MOS電晶體，也可以由雙極性電晶體(bipolar transistor)等其它開關元件來形成。
權利要求
1.一種雷射檢測電路，其特徵在於，具備放大器，其被輸入與雷射強度相應的信號，將該信號放大後輸出； 第一電晶體，其輸入端被施加由上述放大器進行放大後的信號； 恆流源，其與上述第一電晶體的輸出端相連接； 第二電晶體，其輸入端連接有上述第一電晶體的輸出端； 旁路電晶體，其連接在上述第一電晶體的輸出端與接地端之間；以及控制電路，當上述雷射檢測電路從動作停止模式轉變為動作模式時，該控制電路對上述恆流源和上述旁路電晶體進行控制，使上述恆流源開始動作並使上述旁路電晶體導通， 從而形成從上述恆流源經由上述旁路電晶體直至接地端的旁路電流路徑。
2.根據權利要求1所述的雷射檢測電路，其特徵在於，上述控制電路在使上述恆流源開始動作之前導通上述旁路電晶體。
3.根據權利要求1或2所述的雷射檢測電路，其特徵在於，在上述雷射檢測電路從動作模式轉變為動作停止模式時，上述控制電路對上述恆流源和上述旁路電晶體進行控制，使上述恆流源停止動作並使上述旁路電晶體導通，從而形成從上述恆流源經由上述旁路電晶體直至接地端的旁路電流路徑。
4.根據權利要求1所述的雷射檢測電路，其特徵在於，上述控制電路在使上述恆流源停止動作之前導通上述旁路電晶體。
5.根據權利要求1至4中的任意一項所述的雷射檢測電路，其特徵在於，還具備 受光元件，其接收雷射，並產生與所接收到的雷射的強度相應的電流；以及電流電壓轉換電路，其將上述受光元件所產生的電流轉換為電壓信號並輸出， 其中，從該電流電壓轉換電路輸出的電壓信號輸入到上述放大器。
6.一種雷射檢測電路，其特徵在於，具備受光元件，其接收雷射，產生與所接收到的雷射的強度相應的電流； 電流電壓轉換電路，其將上述受光元件所產生的電流轉換為電壓信號並輸出； 放大器，其將從上述電流電壓轉換電路輸出的上述電壓信號進行放大後輸出； 第一恆流源，其對上述放大器提供動作電流； 第一電晶體，其基極被施加由上述放大器放大後的上述電壓信號； 第二恆流源，其與上述第一電晶體的發射極相連接； 第二電晶體，其基極連接有上述第一電晶體的發射極； 旁路電晶體，其連接在上述第一電晶體的發射極與接地端之間；以及控制電路，當上述雷射檢測電路開始動作時，該控制電路對上述第一恆流源和上述第二恆流源以及上述旁路電晶體進行控制，使上述第一恆流源和上述第二恆流源開始動作並使上述旁路電晶體導通規定期間，從而形成從上述第二恆流源經由上述旁路電晶體直至接地端的旁路電流路徑。
7.根據權利要求6所述的雷射檢測電路，其特徵在於，上述控制電路在使上述第一恆流源和上述第二恆流源開始動作之前導通上述旁路電晶體。
全文摘要
本發明提供一種雷射檢測電路。在該雷射檢測電路中，通過抑制在進行動作停止模式與動作模式的切換時產生的尖峰輸出來防止與後級相連接的電路的破壞、誤動作。雷射檢測電路具備差動放大器，其將與雷射強度相應的信號放大後輸出；驅動電晶體TR5，其基極被施加差動放大器的輸出；第二恆流源，其與差動電晶體TR5的發射極相連接；輸出電晶體TR7，其基極與驅動電晶體TR5的發射極相連接；旁路電晶體TR9，其連接在驅動電晶體TR5的發射極與接地端之間；以及控制電路。當從動作停止模式轉變為動作模式時，控制電路通過導通旁路電晶體TR9來形成從第二恆流源經由旁路電晶體TR9直至接地端的旁路電流路徑。
文檔編號G11B7/125GK102254564SQ20111009480
公開日2011年11月23日 申請日期2011年4月14日 優先權日2010年4月16日
發明者川島貴宏, 慄原塁 申請人:安森美半導體貿易公司