MAXIM MAX3932

19-1856; Rev 2; 8/01
KIT
ATION
EVALU
E
L
B
AVAILA
10.7Gbpsのレーザダイオードドライバ
特長 _______________________________
MAX3930/MAX3931/MAX3932は、最高10.7Gbpsの
データレートでレーザダイオードを直接変調するよう設計
されたレーザダイオードドライバです。これらの製品
は可変レーザバイアス及び変調電流を提供し、マキシム
社独自の第二世代SiGeプロセス技術を導入しています。
♦
♦
♦
♦
♦
♦
♦
♦
♦
♦
♦
MAX3930は、差動CMLクロック信号及びデータ入力
信号を受け付け、50Ωの内蔵終端レジスタを備えてい
ます。又、標準(20%∼80%)の25ps立上がり時間
で1mA∼100mAのレーザバイアス電流及び20mA∼
100mAの変調電流を供給します。クロック信号が使用
可能な場合は、入力データリタイミングラッチを使用
して入力パターン依存ジッタを除去できます。
MAX3931/MAX3932は、MAX3930に対してパッド
配置を置換えたものです。MAX3931はチップ上に直列
ダンピング抵抗RDが備わっています。
電源：+5V又は-5.2V単一
消費電流：108mA
データレート：10.7Gbps(max)
内蔵入力終端レジスタ：50Ω
プログラマブル変調電流：100mA (max)
プログラマブルレーザバイアス電流：100mA (max)
立上がり時間：25ps (MAX3930/MAX3932)
可変パルス幅制御
選択可能データリタイミングラッチ
ESD保護
内部直列ダンピング抵抗(MAX3931)
型番 _______________________________
MAX3930/MAX3931/MAX3932には可変パルス幅制御
回路も備わっており、レーザパルス幅歪みを最小限に
抑えます。
アプリケーション_____________________
SONET OC-192及びSDH STM-64伝送システム
PART
TEMP. RANGE
PIN-PACKAGE
MAX3930E/D
-40°C to +85°C
Dice
MAX3931E/D
-40°C to +85°C
Dice
MAX3932E/D
-40°C to +85°C
Dice
MAX3932E/W
-40°C to +85°C
Wafer
注記：チップは-40℃∼+120℃の接合部温度(TJ)範囲で動作
するよう設計されていますが、TA = +25℃でのみ試験され、
保証されています。
最高10.7Gbpsの光トランスミッタ
区分リジェネレータ
標準アプリケーション回路_____________________________________________________
+5V
+5V
VBIAS
+5V
DATA-
50Ω
50Ω
DATA+
DATA-
BIASSET
DATA+
BIASMON
0.01µF
VCC
RD = 15Ω
MOD1
+5V
MAX3910
+5V
MODN1
VTT
10Gbps CLK+
SERIALIZER
50Ω
CLK+
CLK-
50Ω
CLK-
MOD2
MAX3930
20Ω
+5V
MODSET
MODMON
MODEN
PWC-
RTEN
PWC+
MODN2
BIAS
LB
VEE
+5V
2kΩ
REPRESENTS A CONTROLLED–
IMPEDANCE TRANSMISSION LINE
VMOD
†米国特許番号5,883,910により保護されています。
________________________________________________________________ Maxim Integrated Products
1
本データシートに記載された内容は、英語によるマキシム社の公式なデータシートを翻訳したものです。翻訳により生じる相違及び誤りに
ついての責任は負いかねます。正確な内容の把握にはマキシム社の英語のデータシートをご参照下さい。
無料サンプル及び最新版データシートの入手にはマキシム社のホームページをご利用下さい。www.maxim-ic.com
MAX3930/MAX3931/MAX3932†
概要 _______________________________
MAX3930/MAX3931/MAX3932
10.7Gbpsのレーザダイオードドライバ
ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS
Supply Voltage (VCC - VEE) ..................................-0.5V to +6.0V
DATA+, DATA-, CLK+,
CLK- ................................................(VTT - 1.2V) to the lower of
(VTT + 1.2V) or (VCC + 0.5V)
MODEN, RTEN, VTT, BIASMON, MODMON,
PWC+, and PWC- .........................(VEE - 0.5V) to (VCC + 0.5V)
MODSET and BIASSET ....................(VEE - 0.5V) to (VEE + 1.5V)
Storage Temperature Range .............................-55°C to +150°C
Operating Junction Temperature ......................-55°C to +150°C
Processing Temperature (die) .........................................+400°C
Stresses beyond those listed under “Absolute Maximum Ratings” may cause permanent damage to the device. These are stress ratings only, and functional
operation of the device at these or any other conditions beyond those indicated in the operational sections of the specifications is not implied. Exposure to
absolute maximum rating conditions for extended periods may affect device reliability.
DC ELECTRICAL CHARACTERISTICS—MAX3930
(VCC - VEE = 4.75V to 5.5V, TA = -40°C to +85°C. Typical values are at VCC - VEE = +5V, IBIAS = 50mA, IMOD = 70mA, and TA =
+25°C, unless otherwise noted.)
PARAMETER
SYMBOL
Power-Supply Voltage
VCC - VEE
Power-Supply Current
ICC
CONDITIONS
TYP
MAX
UNITS
+4.75
+5
+5.5
V
108
140
mA
50
57.5
Ω
100
mA
Excluding bias current and modulation
current
Single-Ended Input Resistance
42.5
Bias Current-Setting Range
1
Bias Current-Setting Error
Bias Sensing Resistor
MIN
Bias current = 100mA, TA = +25°C
-5
+5
Bias current = 1mA, TA = +25°C
-10
+10
IBIAS = 100mA (Note 1)
-480
RBIAS
2.7
Bias Current Temperature
Stability
IBIAS = 1mA (Note 1)
Bias Off-Current
BIASSET ≤ (VEE + 0.4V)
MODEN and RTEN Input High
VIH
MODEN and RTEN Input Low
VIL
Power-Supply Rejection Ratio
PSRR
3.0
3.3
+480
-200
0.05
VEE +
2.0
39.5
Ω
ppm/°C
mA
V
VEE +
0.8
VCC = 4.75V to 5.5V (Note 2)
%
60
V
dB
SIGNAL INPUT FOR VT T = VCC
At high
Single-Ended Input
(DC-Coupled)
Single-Ended Input
(AC-Coupled)
VIS
VCC
At low
VCC - 1
VCC 0.15
At high
VCC +
0.075
VCC +
0.4
At low
VCC 0.4
VCC 0.075
V
V
VIS
Differential Input Swing
(DC-Coupled)
VID
0.3
2.0
Vp-p
Differential Input Swing
(AC-Coupled)
VID
0.3
1.6
Vp-p
SIGNAL INPUT FOR VT T = (VCC - 1.3V)
Input Common Mode
2
VICM
VCC 1.3
_______________________________________________________________________________________
V
10.7Gbpsのレーザダイオードドライバ
(VCC - VEE = 4.75V to 5.5V, TA = -40°C to +85°C. Typical values are at VCC - VEE = +5V, IBIAS = 50mA, IMOD = 70mA, and TA =
+25°C, unless otherwise noted.)
PARAMETER
Single-Ended Input
SYMBOL
CONDITIONS
TYP
MAX
At high
VCC 1.225V
VCC 0.8
At low
VCC 1.8
VCC 1.375
0.3
2.0
UNITS
V
VIS
Differential Input Swing
MIN
VID
Vp-p
DC ELECTRICAL CHARACTERISTICS—MAX3931/MAX3932
(VCC - VEE = 4.75V to 5.5V, TA = -40°C to +85°C. Typical values are at VCC - VEE = +5V, IBIAS = 50mA, IMOD = 70mA, and TA =
+25°C, unless otherwise noted.)
PARAMETER
SYMBOL
Power-Supply Voltage
VCC - VEE
Power-Supply Current
ICC
CONDITIONS
TYP
MAX
UNITS
+4.75
+5
+5.5
V
108
140
mA
50
Excluding bias current and modulation
current
57.5
Ω
1
100
mA
Bias current = 100mA, TA = +25°C
-5
+5
Bias current = 1mA, TA = +25°C
-10
+10
IBIAS = 100mA (Note 1)
-480
Single-Ended Input Resistance
42.5
Bias Current-Setting Range
Bias Current-Setting Error
Bias Sensing Resistor
MIN
RBIAS
2.7
Bias Current Temperature
Stability
IBIAS = 1mA (Note 1)
Bias Off-Current
BIASSET ≤ (VEE + 0.4V)
MODEN and RTEN Input High
VIH
MODEN and RTEN Input Low
VIL
Power-Supply Rejection Ratio
PSRR
3.0
3.3
+480
-200
0.05
VEE +
2.0
39.5
Ω
ppm/°C
mA
V
VEE +
0.8
VCC = 4.75V to 5.5V (Note 2)
%
60
V
dB
SIGNAL INPUT FOR VT T = VCC
At high
Single-Ended Input
(DC-Coupled)
VIS
Single-Ended Input
(AC-Coupled)
VCC
At low
VCC - 1
VCC 0.15
At high
VCC +
0.075
VCC +
0.4
At low
VCC 0.4
VCC 0.075
V
V
VIS
Differential Input Swing
(DC-Coupled)
VID
0.3
2.0
Vp-p
Differential Input Swing
(AC-Coupled)
VID
0.3
1.6
Vp-p
_______________________________________________________________________________________
3
MAX3930/MAX3931/MAX3932
DC ELECTRICAL CHARACTERISTICS—MAX3930 (continued)
MAX3930/MAX3931/MAX3932
10.7Gbpsのレーザダイオードドライバ
AC ELECTRICAL CHARACTERISTICS—MAX3930/MAX3932
(VCC - VEE = 4.75V to 5.5V, VTT = VCC, TA = -40°C to +85°C. Typical values are at VCC - VEE = +5V, IMOD = 70mA, and TA = +25°C,
unless otherwise noted.) (Note 3)
PARAMETER
SYMBOL
Input Data Rates
CONDITIONS
Modulation Current-Setting Error
TYP
20Ω load, TA = +25°C
Modulation Current
Temperature Stability
UNITS
Gbps
20
100
mA
-5
+5
%
3.3
Ω
+480
ppm/°C
0.1
mA
2.7
RMOD
3.0
-480
MODSET ≤ (VEE + 0.4V)
Modulation Off-Current
MAX
10.7
Modulation Current-Setting Range
Modulation Sensing Resistor
MIN
NRZ
Output Current Rise Time
tR
ZL = 20Ω, 20% to 80% (Note 4)
25
Output Current Fall Time
tF
ZL = 20Ω, 20% to 80% (Note 4)
Figure 2
29
15
(Note 4)
±60
ps
Pulse-Width Stability
PWC+ and PWC- open (Note 4)
±0.3
ps
Pulse-Width Control Input Range
For PWC+ and PWC-
Overshoot
(Note 4)
Setup/Hold Time
Pulse-Width Adjustment Range
tSU, tHD
VEE
+0
Driver Random Jitter
Driver Deterministic Jitter
(Note 5)
VEE
+ 1.0
ps
ps
ps
VEE
+ 2.0
V
11
%
0.75
psRMS
6.7
psp-p
AC ELECTRICAL CHARACTERISTICS—MAX3931
(VCC - VEE = 4.75V to 5.5V, VTT = VCC, TA = -40°C to +85°C. Typical values are at VCC - VEE = +5V, IMOD = 70mA, and TA = +25°C,
unless otherwise noted.) (Note 3)
PARAMETER
SYMBOL
Input Data Rates
CONDITIONS
Modulation Current-Setting
Range
Modulation Current-Setting Error
Modulation Sensing Resistor
20Ω load, TA = +25°C
RMOD
Output Series Resistance
RMOD1 in parallel with RMOD2
Modulation Current Temperature
Stability
TYP
Gbps
100
mA
-5
+5
%
2.7
3.0
3.3
Ω
12.75
15
17.25
Ω
+480
ppm/°C
0.1
mA
Figure 2
15
ps
Pulse-Width Adjustment Range
(Note 4)
±60
ps
Pulse-Width Stability
PWC+ and PWC- open (Note 4)
±0.3
ps
Pulse-Width Control Input Range
For PWC+ and PWC-
VEE +
0
VEE +
1.0
Note 1: Guaranteed by design and characterization.
Note 2: PSRR = 20 x log (∆VCC/(∆ IMOD ✕ 20Ω)). IMOD = 100mA
Note 3: Guaranteed by design and characterization using the circuit shown in Figure 1.
Note 4: Measured using a 10.7Gbps repeating 0000 0000 1111 1111 pattern.
Note 5: Measured using a 10.7Gbps 213-1 PRBS with 80 zeros pattern.
4
UNITS
20
MODSET ≤ (VEE + 0.4V)
tSU, tHD
MAX
10.7
-480
Modulation Off-Current
Setup/Hold Time
MIN
NRZ
_______________________________________________________________________________________
VEE +
2.0
V
10.7Gbpsのレーザダイオードドライバ
(VCC = +5V, TA = +25°C, unless otherwise noted.)
MAX3930/MAX3932
SUPPLY CURRENT vs. TEMPERATURE
(EXCLUDES BIAS AND MODULATION CURRENTS)
113
MAX3930 toc02
MAX3930 toc01
ELECTRICAL EYE DIAGRAM
(IMOD = 20mA, 213 -1 +80 CID)
MAX3930 toc03
ELECTRICAL EYE DIAGRAM
(IMOD = 100mA, 213 -1 +80 CID)
112
SUPPLY CURRENT (mA)
111
110
109
108
107
106
105
104
103
14ps/div
PERCENT OF UNITS (%)
60
85
1.4
1.2
1.0
0.8
0.6
25
20
15
10
MAX3930 toc06
30
30
25
20
15
10
IMOD = 100mA
5
0
5
0
10
35
60
85
TEMPERATURE (°C)
24 25 26 27 28 29 30
31
25 26
RISE TIME (ps)
120
67
110
77
100
87
90
97
80
107
70
117
60
127
50
137
40
147
30
157
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000
PULSE-WIDTH OF NEGATIVE PULSE (ps)
RPWC+ (Ω)
2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0
MAX3930 toc07
130
57
27 28 29 30 31 32 33
34 35
FALL TIME (ps)
OC-192 OPTICAL EYE DIAGRAM
(IMOD = 70mAp-p,
IBIAS = 15mA, PAVG = -2dBm)
PULSE WIDTH vs. RPWC
RPWC- (Ω)
0
22 23
IMOD vs. VMOD
100
90
80
70
IMOD (mA)
-15
MAX3930 toc08
-40
MAX3930 toc09
0.4
0.2
PULSE-WIDTH OF POSITIVE PULSE (ps)
35
TYPICAL DISTRIBUTION OF FALL TIME
PERCENT OF UNITS (%)
IMOD = 20mA
10
35
MAX3930 toc05
1.8
PULSE-WIDTH DISTORTION (ps)
TYPICAL DISTRIBUTION OF RISE TIME
35
MAX3930 toc04
2.0
-15
TEMPERATURE (°C)
PULSE-WIDTH DISTORTION
vs. TEMPERATURE
1.6
-40
14ps/div
60
50
40
30
20
10
0
OPTICAL EYE DIAGRAM COURTESY
OF NETWORK ELEMENTS, INC.
COPYRIGHT©2000 BY NETWORK
ELEMENTS, INC. ALL RIGHTS RESERVED.
0
0.1
0.2
0.3
VMOD (V)
_______________________________________________________________________________________
5
MAX3930/MAX3931/MAX3932
標準動作特性 _______________________________________________________________
標準動作特性(続き) __________________________________________________________
(VCC = +5V, TA = +25°C, unless otherwise noted.)
MAX3930/MAX3932
0
MAX3930 toc10
100
90
80
-10
70
-15
|S11| (dB)
60
50
40
-20
-25
30
-30
20
-35
10
-40
0
-45
0
0.1
0.2
VBIAS (V)
6
SIMULATED WITH 0.5nH INDUCTOR AND
100fF INPUT MATCHING CAPACITOR
-5
MAX3930 toc11
SIMULATED DIFFERENTIAL S11
vs. FREQUENCY
IBIAS vs. VBIAS
IBIAS (mA)
MAX3930/MAX3931/MAX3932
10.7Gbpsのレーザダイオードドライバ
0.3
0
2
4
6
8 10 12 14 16 18 20
FREQUENCY (GHz)
_______________________________________________________________________________________
10.7Gbpsのレーザダイオードドライバ
MAX3930
PAD
MAX3931/
MAX3932
PAD
名称
NAME
1, 5, 9, 12,
22, 23, 28,
29
1, 3, 5, 7,
9, 10, 12,
22, 23, 28,
29
VCC
2
2
DATA+
3
—
VTT
4
4
DATA-
データ入力用終端電圧
Terminating Voltage for Data Inputs
反転データ入力。内蔵終端抵抗付CML。
Inverting Data Input. CML with on-chip termination resistor.
6
6
CLK+
Noninverting Clock Input for Data Retiming. CML with on-chip termination resistor.
データリタイミング用非反転クロック入力。内蔵終端抵抗付CML。
7
—
VTT
8
8
CLK-
Inverting Clock Input for Data Retiming. CML with on-chip termination resistor.
データリタイミング用反転クロック入力。内蔵終端レジスタ付CML。
10, 11, 17,
18, 21, 32,
35, 36, 37
11, 17, 18,
19, 32, 35,
36, 37
VEE
電源電圧(V
VEE = (V
5V)
Power-Supply
CC -Voltage
CC - VEE = 5V)
13
13
RTEN
TTL/CMOS Data Retiming Input. Low for latched data, high for direct data. Internal
TTL/CMOSデータリタイミング入力。ラッチデータの場合はロー、直接データの
場合はハイにします。V
100kΩ pullup to VCC. CCへの100kΩ内部プルアップ抵抗。
14
14
PWC+
Positive Input for Modulation Pulse-Width Adjustment. Connected to ground through
変調パルス幅調整用正入力。RPWCを通じてグランドに接続されています。
RPWC.
15
15
PWC-
Negative Input for Modulation Pulse-Width Adjustment. Connected to ground
変調パルス幅調整用負入力。RPWCを通じてグランドに接続されています。
through RPWC.
16
16
MODEN
19
20
MODMON
変調電流モニタ(V
= )IMOD
Modulation Current
Monitor-(VVMODMON
- VEE
/ RMOD = IMOD
MODMON
EE) / RMOD
20
21
MODSET
Modulation Current Set. Connected to the output of the external operational
変調電流セット。外付オペアンプの出力に接続されています(
「設計手順」を参照)。
amplifier (see Design Procedure).
24, 27
24, 27
MODN2,
MODN1
コンプリメンタリレーザ変調電流出力。V
に接続します。
Complementary Laser Modulation CurrentCC
Outputs.
Connect to VCC.
25, 26
25, 26
MOD2,
MOD1
30
30
BIAS
Laser Bias Current Output
レーザバイアス電流出力
31
31
N.C.
無接続。未接続のままにして下さい。
No Connection. Leave unconnected.
33
33
BIASSET
バイアス電流セット。外付オペアンプの出力に接続されています
Bias Current Set. Connected to the output of the external operational amplifier (see
「
(Design
設計手順」
を参照)。
Procedure).
34
34
BIASMON
Bias Current Monitor (V
バイアス電流モニタ(V
BIASMON- -VVEE
EE)) // RBIAS
BIAS = IBIAS
BIASMON
FUNCTION
機 能
Power-Supply
must be connected to VCC.
電源電圧(V
VEE = (V
5V)。全てのパッドをV
CC - VEE = 5V). All pads
CC -Voltage
CCに接続して下さい。
非反転データ入力。内蔵終端抵抗付CML。
Noninverting Data Input. CML with on-chip termination resistor.
クロック入力用終端電圧
Terminating Voltage for Clock Inputs
TTL/CMOS変調イネーブル入力。通常動作を行うにはロー、変調出力をオフに
TTL/CMOS Modulation Enable Input. Low for normal operation, high to switch
切り替えるにはハイにします。V
modulation output off. Internal 100kΩ
pullup to VCC.
CCへの100kΩ内部プルアップ抵抗。
Laser Modulation Current Outputs
レーザ変調電流出力
_______________________________________________________________________________________
7
MAX3930/MAX3931/MAX3932
端子説明 ___________________________________________________________________
MAX3930/MAX3931/MAX3932
10.7Gbpsのレーザダイオードドライバ
EQUIVALENT
CIRCUIT
DATA+
50Ω
DATA+
DATA-
50Ω
DATA-
VCC
CLK+
50Ω
CLK+
CLK-
50Ω
CLKRTEN
1.2V
20Ω
MODN1
OSCILLOSCOPE
IOUT
VTT
PATTERN
GENERATOR
+
-
MOD1
MAX3930/
MAX3932
50Ω
33Ω
MOD2
VOUT
50Ω
MODN2
-2V
VEE
MODEN
-5V
-5V
-5V
図1. 試験回路
CLK+
VIS = 0.15V - 1.0V
CLK-
tSU
tHD
DATAVIS = 0.15V - 1.0V
DATA+
(DATA+) - (DATA-)
VID = 0.3V - 2.0V
20mA - 100mA
IOUT
図2. 必要な入力信号、セットアップ/ホールド時間の定義、及び出力極性
8
_______________________________________________________________________________________
10.7Gbpsのレーザダイオードドライバ
変調出力イネーブル
MAX3930レーザドライバは、高速変調ドライバとレーザ
バイアスブロックの2つの主要部分から構成されてい
ます。この回路は+5V又は-5.2Vの単一電源で動作します。
+5V電源動作時は、全てのVCCピンを+5Vに接続し全ての
VEEピンをグランドに接続します。-5.2V電源動作時は、
全てのVEEピンを-5.2Vに接続し、VCCピンをグランド
に接続します。入力データ信号におけるパターン依存
ジッタを除去するため、デバイスはデータリタイミング
用の差動CMLクロック信号を受け付けます。RTENが
ローの時、入力データはクロック信号により同期化され
ます。RTENがハイか、未接続のままになっている時、
入力データは出力段に直接伝送されます(リタイミング
はディセーブルされます)。
MAX3930/MAX3931/MAX3932は、変調電流イネーブル
入力を備えています。MODENがローの時、変調出力
(MOD1、MOD2)はイネーブルされ、MODENがハイの時、
変調出力(MOD1、MOD2)はディセーブルされます。
レーザイネーブル時間は2ns(typ)で、ディセーブル時間
は5ns(typ)です。
出力段は高速差動ペア、及び最大変調電流が100mAの
プログラマブル変調電流ソースによって構成されてい
ます。立上がり及び立下り時間はそれぞれ25ps(typ)
及び29ps(typ)です。
MAX3930/MAX3932の変調出力は20Ωの負荷を駆動
するように最適化されています。MODに必要な最小
電圧は1.55Vです。レーザダイオードとインタフェース
するには、インピーダンスマッチングを行うための
直列ダンプ抵抗(RD)が必要になります(RD = 15Ω(レーザ
抵抗を5Ωと仮定した場合、
「標準アプリケーション回路」
を参照)。
MAX3931出力は、2つの並列30Ω抵抗によって構成
された内部直列ダンピング抵抗を有し、レーザダイオード
との接続を簡略化しています。MAX3931/MAX3932は
MAX3930に対してパッド配置を置換えたものです。
10.7Gbpsデータレートでは、レーザダイオードのカソード
における容量負荷が光出力性能を劣化させます。BIAS
出力はレーザダイオードのカソードに直接接続されて
いるため、フェライトビーズ(LB )を使用してBIASピン
をレーザダイオードのカソードから隔離することで、
このパッドに起因する寄生容量を最小限に抑えて下さい。
オプションの入力データリタイミング
入力データにおけるパターン依存ジッタを除去する
には、同期差動クロック信号をCLK+入力及びCLK-入力
に接続し、RTEN制御入力をローにする必要があります。
入力データはCLK+の立上がりエッジでリタイミング
されます。RTENをハイに固定するか、未接続のままに
すると、リタイミング機能はディセーブルされ、入力
データは出力段に直接接続されます。リタイミングが
ディセーブルされている時は、CLK+及びCLK-を未接続
のままにして下さい。
パルス幅制御
パルス幅制御回路は、レーザパルス幅歪みを事前に
補償する場合に使用します。PWC+及びPWC-間の差動
電圧が、パルス幅の補償を調整します。
PWC+及びPWC-を未接続のままにすると、パルス幅
制御回路は自動的にディセーブルされます。
電流モニタ
MAX3930/MAX3931/MAX3932は、バイアス電流
モニタ出力(BIASMON)及び変調電流モニタ出力
(MODMON)を備えています。BIASMONにおける電圧は
(IBIAS x RBIAS) + VEEに相当し、MODMONにおける電圧
は (IMOD x RMOD) + VEEに相当します。ここで、IBIAS
はレーザバイアス電流を表し、IMODは変調電流を表し、
R BIAS 及びR MOD は3Ω((10%)の内部抵抗を表します。
BIASMON及びMODMONはオペアンプの反転入力に
接続してバイアス電流及び変調電流を設定する必要が
あります(
「設計手順」を参照)。
設計手順 ____________________________
レーザトランスミッタを設計する際、光出力は通常
平均光パワー及び消滅比によって表現されます。表1に、
平均光パワーと変調電流間の関係を示します。これらの
関係は、光波形のマーク密度及びデューティサイクル
が50%である場合に有効です。
変調電流の設定
目的のレーザ平均光パワーPAVG及び光消滅比 re に対して
必要な変調電流は、表1の式を使用して、レーザ傾斜効率
ηに基づいて算出できます。
目的の変調電流を設定するには、オペアンプ(MAX480等)
の反転入力をMODMONに接続し、出力をMODSETに
接続します。正のオペアンプ電源はVCCに接続し、負電源
はVEEに接続します(+5Vの電源動作では、VCC = +5V
及び VEE = グランドになり、-5.2Vの電源動作では、
VCC= グランド及びVEE = -5.2Vになります)。変調電流
はリファレンス電圧VMODをオペアンプの非反転入力に
接続することで設定します。「標準動作特性」の「 I MOD
v s . V M O D 」の グ ラ フ を 参 照 し て 、 必 要 な 変 調 電流に
対応するVMODの値を選択して下さい。
_______________________________________________________________________________________
9
MAX3930/MAX3931/MAX3932
詳細 _______________________________
MAX3930/MAX3931/MAX3932
10.7Gbpsのレーザダイオードドライバ
表1. 光パワーの関係
PARAMETER
SYMBOL
RELATION
Average Power
PAVG
Extinction Ratio
re
re = P1 / P0
Optical Power of a “1”
P1
P1 = 2PAVG re / (re + 1)
Optical Power of a “0”
P0
P0 = 2PAVG / (re + 1)
Optical Amplitude
Laser Slope Efficiency
Modulation Current
Pp-p
PAVG = (P0 + P1) / 2
Pp-p = P1 - P0 =
2PAVG(re - 1) / (re + 1)
η
η = Pp-p / IMOD
IMOD
IMOD = Pp-p / η
注記：平均入力デューティサイクルとマーク密度が50%で
あることを想定しています。
MAX3932の変調出力は、20Ωの負荷に対して最適化
されているため、R D 及びR L (R L はレーザダイオードの
抵抗)を直列に接続すると、20Ωに等しくなります。RDの
標準値は13Ω∼17Ωです。MAX3931は、15Ωでオン
チップ直列ダンピング抵抗RDを内蔵しています(図5)。
最適な性能を達成するには、0.01µF(typ)のバイパス
コンデンサ(C)をレーザダイオードのアノードのできる
だけ近くに配置する必要があります。
レーザダイオードの寄生インダクタンスに依りますが、
アプリケーションによっては、レーザダイオードの
カソードにRFマッチングネットワークを配置することで
光出力が改善されることがあります。
アプリケーション情報 _________________
OPTICAL
POWER
ワイヤボンディングチップ
P1
高い電流密度及び信頼性のある動作を実現するため、
MAX393/MAX3931/MAX3932には金メタライゼー
ションを施しています。チップへの接続は金ワイヤで
のみ行い、ボールボンディング法を用いて下さい。
ウェッジボンディング法は推奨されていません。チップ
パッドサイズは3.0mils(76µm)及び4.5mils(114µm)
です。チップの厚さは8mils(203µm)です。チップの
サイズは 46mils x 81mils(1.168mm x 2.057mm)です。
PAVG
P0
TIME
図3. 光パワーの関係
バイアス電流の設定
目的のレーザバイアス電流を設定するには、オペアンプ
(MAX480等)の反転入力をBIASMONに接続し、出力
をBIASSETに接続します。正のオペアンプ電源はVCCに
接続し、負電源はV EE に接続します(+5Vの電源動作
では、VCC = +5V及びVEE = グランドになり、-5.2Vの
電源動作では、VCC = グランド及びVEE = -5.2Vになり
ます)。レーザバイアス電流は、リファレンス電圧VBIAS
をオペアンプの非反転入力に接続することで設定し
ます。
「標準動作特性」
の「IBIAS vs. VBIAS」のグラフを参照
して、必要なレーザバイアス電流に対応するV BIAS の
値を選択して下さい。
レーザダイオードとのインタフェース
詳細については、マキシム社のアプリケーションノート
HFAN-2.0、
「Interfacing Maxim Laser Drivers with
Laser Diodes」を参照して下さい。
レーザダイオードとの電気的インタフェースにおける
信号の反射により生じた光出力収差を最小限に抑える
には、直列ダンプ抵抗(RD)が必要です(図4)。MAX3930/
10
レイアウト上の考慮
インダクタンスを最小限に抑えるため、ドライバ出力
とレーザダイオード間の接続はできるだけ短くして
下さい。レーザダイオードの性能を最適化するには、
バイパスコンデンサをレーザダイオードのアノードの
できるだけ近くに配置します。良好な高周波設計技法
及び独立のグランドプレーン付複層ボードを使用して、
EMI及びクロストークを最小限に抑えて下さい。クロック
入力及びデータ入力には、インピーダンスの制御された
伝送ラインを使用して下さい。
レーザセーフティ及びIEC 825
単独にMAX3930/MAX3931/MAX3932レーザドライバ
を使用しても確実にIEC 825に忠実なトランスミッタ
設計とは言えません。トランスミッタ回路全体と部品
選択も考慮して下さい。各ユーザは、それぞれのアプリ
ケーションに要求される障害の許容範囲レベルを決定
しなくてはなりません。マキシム社の製品は、人体へ
の移植手術に使用されるシステム、生命維持を目的と
したアプリケーション、もしくはマキシム社の製品の
故障によって起こりうる対人事故及び死亡事故を誘発
するアプリケーション用に設計又は使用することを禁止
します。
______________________________________________________________________________________
10.7Gbpsのレーザダイオードドライバ
MAX3930/MAX3931/MAX3932
VCC
VTT*
RTEN
MODEN
MODN1
MODN2
+5V
MAX3930/MAX3932
50Ω
40Ω
50Ω
40Ω
0.01µF
CLK+
CLK-
RD = 15Ω
MOD1
D
Q
20Ω
0
M
U
X
DATA+
DATA-
IOUT
MOD2
PWC
1
LB
50Ω
50Ω
VTT*
IMOD
VCC
IBIAS
VCC
RMOD
5kΩ
RBIAS
5kΩ
RPWC
MODSET
2kΩ
MODMON BIASSET
VEE
BIASMON
VEE
VEE
*VTT IS INTERNALLY CONNECTED TO VCC FOR MAX3932
図4. MAX3930/MAX3932ファンクションダイアグラム
______________________________________________________________________________________
11
MAX3930/MAX3931/MAX3932
10.7Gbpsのレーザダイオードドライバ
VCC
VCC
RTEN
MODEN
MODN1
MODN2
+5V
MAX3931
50Ω
40Ω
50Ω
40Ω
0.01µF
CLK+
CLK-
RMOD1
30Ω
D
Q
0
M
U
X
DATA+
DATA-
MOD1
RMOD2
30Ω
PWC
IOUT
MOD2
1
LB
50Ω
50Ω
VCC
IMOD
VCC
IBIAS
VCC
RMOD
5kΩ
RBIAS
5kΩ
RPWC
MODSET
2kΩ
MODMON BIASSET
VEE
BIASMON
VEE
VEE
図5. MAX3931ファンクションダイアグラム
12
______________________________________________________________________________________
10.7Gbpsのレーザダイオードドライバ
MAX3930/MAX3931/MAX3932
VCC
MODN1
VTT
MODN2
MOD1
MOD2
40Ω
40Ω
50Ω
50Ω
DATA+
DATA-
VEE
VEE
図7. MAX3930/MAX3932等価出力回路
図6. MAX3930等価入力回路
VCC
MODN1
MODN2
MOD2
MOD1
40Ω
50Ω
30Ω
30Ω
40Ω
50Ω
DATA+
DATA-
VEE
VEE
図8. MAX3931/MAX3932等価入力回路
図9. MAX3931等価出力回路
______________________________________________________________________________________
13
MAX3930/MAX3931/MAX3932
10.7Gbpsのレーザダイオードドライバ
チップ構造図 _______________________________________________________________
MAX3930
MAX3931/MAX3932
BIASMON
VEE VEE VEE BIASSET N.C.
VEE
37 36 35 34 33 32
VCC
DATA+
31
CLK+
VTT
CLKVCC
VEE
VEE
VCC
RTEN
PWC+
37 36 35 34 33 32
1
2
VCC
30
BIAS
3
29
VTT
4
DATAVCC
BIASMON
VEE VEE VEE BIASSET N.C.
VEE
28
5
VCC
VCC
MODN1
26
7
8
MOD1
81 mils
9
25
MOD2
10
24
11
MODN2
23
12
VCC
13
22
14
VCC
CLK+
VCC
CLKVCC
VCC
VEE
VCC
RTEN
PWC+
15 16 17 18 19 20 21
PWC-
VEE VEE
MODEN
VEE
MODSET
MODMON
2
30
3
29
BIAS
VCC
4
DATA-
VCC
27
6
DATA+
31
1
28
5
VCC
VCC
27
6
MODN1
26
7
8
MOD1
81 mils
9
25
MOD2
10
24
11
MODN2
23
12
VCC
13
22
14
VCC
15 16 17 18 19 20 21
VEE VEE VEE
MODMON
MODEN
MODSET
PWC-
46 mils
46 mils
チップ情報 __________________________
TRANSISTOR COUNT: 1555
SUBSTRATE: SOI
PROCESS: BiPOLAR SILICON GERMANIUM
DIE THICKNESS: 8 mils
販売代理店
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