Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD (대한전자공학회논문지SD)

The Institute of Electronics and Information Engineers (대한전자공학회)
권호 표지

A Study on Low-Current-Operation of 850nm Oxide VCSELs Using a Large-Signal Circuit Model

대신호 등가회로 모델을 이용한 850nm Oxide VCSEL의 저전류 동작 특성 연구

  • Jang, Min-Woo (Memory Division, Samsung Electronics) ;
  • Kim, Sang-Bae (School of Electrical and Computer Engineering, Ajou University)
  • 장민우 (삼성전자 메모리 사업부) ;
  • 김상배 (아주대학교 전자공학과)
  • Published : 2006.10.25
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Abstract

We have studied the characteristics of oxide VCSELS when their off-current and on-current are kept small in order to find out the possibility of low current operation. A large signal equivalent circuit model has been used. By comparing measured data and simulation results, the parameters of the large signal models are obtained including the capacitances. Using the large signal model, we have investigated the effects of capacitance and on/off currents upon the turn-on/turn-off characteristics and eye diagram. According to the experiment and simulation, the depletion capacitance, which has been neglected, is found to have significant influence on the him-on delay and eye-diagram. Therefore, for high speed and low current operation, the reduction of the depletion capacitance is essential.

850nm oxide VCSEL의 저전류 동작 가능성을 확인하기 위하여 off 전류와 on 전류를 최대한 낮춘 상태에서 VCSEL의 특성을 살펴보았다. Oxide VCSEL의 모델링을 위해 비율 방정식을 이용하여 대신호 등가회로를 만들었고, 실험 결과와 시뮬레이션 결과의 비교를 통해 각각의 계수와 특성변수를 추출하였다. 동특성에 큰 영향을 주는 커패시턴스 성분은 C-V 미터로 측정, 분석하였다. 완성된 대신호 등가회로 모델을 이용하여 커패시턴스 성분, 그리고 on 전류와 off 전류가 turn-on 특성과 turn-off 특성, eye-diagram에 미치는 영향을 분석하였다. 그 결과 지금까지는 무시해왔던 요소인 depletion 커패시턴스가 turn-on 특성에 큰 영향을 미치고, eye-diagram에도 큰 영향을 준다는 사실을 확인하였다. 그러므로 VCSEL의 고속 동작과 저전류 동작을 동시에 구현하기 위해서는 depletion 커패시턴스를 감소시키는 공정이 필요하다.

Keywords

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