專利名稱：發(fā)光二極管驅(qū)動電路和光纖鏈路用光發(fā)射機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將發(fā)光二極管(以下，簡記為LED)用于發(fā)光元件的光纖鏈路用光發(fā)射機(jī)(數(shù)字音頻用光發(fā)射機(jī)、車載光纖用光發(fā)射機(jī)、高速光耦合器用光發(fā)射機(jī)等等)和適用于這種發(fā)射機(jī)的LED驅(qū)動電路。
背景技術(shù)：
光纖鏈路(以光纖為媒介的鏈路)作為音樂用途而特別廣泛地普及到普通家庭中，它被用來在CD(Compact Disc)播放器、MD(Mini Disc)播放器、DVD(Digital Versatile Disc)播放器、具備數(shù)字輸入端的放大器等數(shù)字音頻設(shè)備間傳送光數(shù)字信號。在上述各種數(shù)字音頻設(shè)備中，使用了用于輸入輸出光數(shù)字信號的光纖鏈路的光收發(fā)設(shè)備，即，輸出光數(shù)字信號的光纖鏈路用發(fā)光設(shè)備(光纖鏈路用光發(fā)射機(jī))和輸入光數(shù)字信號的光纖鏈路用光接收設(shè)備。
近年來，光纖鏈路在筆記本型電腦、手機(jī)、MP3(MPEG(Motion PictureExperts Group)-1 Audio Layer 3)播放器等便攜設(shè)備中用來傳送音樂信號的用途也普及起來了。因此，為了使便攜設(shè)備的電池壽命更長，在光纖鏈路用光收發(fā)設(shè)備中也需要低功耗。
另外，由于光纖是重量輕而且抗噪性強(qiáng)的信號傳輸媒體，所以光纖鏈路也適用于在車載設(shè)備間傳輸信號。現(xiàn)在，稱之為MOST(Media Oriented SystemsTransport)和IDB(ITS Data Bus)1394的面向車載的光纖鏈路正處于實(shí)用階段。為了使車的電池壽命更長，在面向車載的光纖鏈路用光收發(fā)設(shè)備中也需要低電流消耗。
光纖鏈路用發(fā)光設(shè)備(光纖鏈路用光發(fā)射機(jī))典型地包括LED和驅(qū)動LED的LED驅(qū)動電路。
作為現(xiàn)有技術(shù)的光纖鏈路用LED驅(qū)動電路，已知有差分驅(qū)動型LED驅(qū)動電路(參照日本公開特許公報(bào)『特開平10-242522號公報(bào)』(1998年9月11日公開))和單驅(qū)動型LED驅(qū)動電路(參照日本公開特許公報(bào)『特開2000-4202公報(bào)』(2000年1月7日公開)。圖10和圖11中示出了現(xiàn)有技術(shù)中的典型光纖鏈路用LED驅(qū)動電路。
圖10所示的電路是差分驅(qū)動型LED驅(qū)動電路，適于LED的高速驅(qū)動。輸入電信號IN(電壓Va)被輸入到由N溝道MOS(Metal Oxide Semiconductor)晶體管和P溝道MOS晶體管構(gòu)成的反相器INV1。反相器INV1的輸出信號被輸入到由N溝道MOS晶體管MN1、MN2和供給恒定驅(qū)動電流Imod的恒流源構(gòu)成的差分放大電路。具體來說，反相器INV1輸出信號輸入到N溝道MOS晶體管MN1的柵極。另外，反相器INV1的輸出信號通過反相器INV2反轉(zhuǎn)輸入到N溝道MOS晶體管MN2的柵極。LED連接在N溝道MOS晶體管NM2的漏極和電源線(電源電壓Vcc)之間連。在反相器INV1的輸出信號的電壓Vb是低電平、反相器INV2的輸出信號的電壓Vc為高電平的時(shí)候(輸入電信號IN為高電平的時(shí)候)，由于N溝道MOS晶體管MN1截止，并且N溝道MOS晶體管MN2導(dǎo)通，驅(qū)動電流Imod就可以在LED中流動，LED發(fā)光。相反，在反相器INV1的輸出信號的電壓Vb為高電平，反相器INV2的輸出信號的電壓Vc為低電平時(shí)(輸入電信號IN為低電平的時(shí)候)，由于N溝道MOS晶體管MN1導(dǎo)通，并且N溝道MOS晶體管MN2截止，驅(qū)動電流就變的不可以在LED中流動，LED熄滅。另外，在LED熄滅的時(shí)候，一旦使在LED中流動的電流Iled完全為零，那么在LED中的驅(qū)動電流Imod開始流動之后，就會產(chǎn)生在發(fā)光之前需要時(shí)間的現(xiàn)象，即，產(chǎn)生發(fā)光延遲。因而，熄滅的時(shí)候，在消光比(LED點(diǎn)亮?xí)r和熄滅時(shí)的光強(qiáng)度比)在規(guī)定比例以上的范圍內(nèi)，可以很好地使用通過使偏置電流Ibias在LED中流動，從而減小發(fā)光延遲的方法。在LED驅(qū)動電流Imod上升和下降的時(shí)候，如圖12所示的那樣，由于用于使驅(qū)動電流峰化(peaking)(即，將波形整形為在波形上升和下降時(shí)具有峰值的波形)的峰化電流Ipeak在LED中流過，因而可以很好地使用高速驅(qū)動LED的方法。如圖10所示，反相器INV1的輸出信號(電壓Vb)被反相器INV3反轉(zhuǎn)，通過電容Cp和電阻Rp可以從反轉(zhuǎn)后的信號中產(chǎn)生峰化電流Ipeak。而且，圖12示出了輸入電信號IN的電壓Va、反相器INV1輸出信號的電壓Vb、反相器INV2輸出信號的電壓Vc、反相器INV3輸出信號的電壓Vd、驅(qū)動電流Imod、峰化電流Ipeak、在LED中流動的電流Iled和光輸出(光強(qiáng)度)的波形(時(shí)間變化)。
在圖10的差分驅(qū)動型LED驅(qū)動電路中，由于驅(qū)動電流Imod總是在差分電路(N溝道MOS晶體管MN1和N溝道MOS晶體管MN2)中流動，所以降低電流消耗是很難的。另外，由于峰化電流通過反相器INV3的延遲而延遲了驅(qū)動電流，所以驅(qū)動電流上升的定時(shí)和峰化電流上升的定時(shí)偏移。由于該上升定時(shí)的偏移會導(dǎo)致LED中的電流峰值從上升位置偏移到偏離位置的情況，使得上升下降的時(shí)間延遲，從而產(chǎn)生脈沖寬度失真，成為LED高速發(fā)光的障礙。
圖11中所示的電路是現(xiàn)有單驅(qū)動型LED驅(qū)動電路的例子。輸入信號IN被輸入到反相器INV1、接著被反相器INV2反轉(zhuǎn)輸入到N溝道MOS晶體管MN3的柵極。來自恒流源Io的電流Io被輸入到由N溝道MOS晶體管MN1和N溝道MOS晶體管MN2構(gòu)成的電流鏡像電路。在N溝道MOS晶體管MN1和N溝道MOS晶體管MN2的柵極長度相同的情況下，N溝道MOS晶體管MN1和N溝道MOS晶體管MN2中流動的電流與各自的柵極寬度成正比。通常，假定電流Io等于驅(qū)動電流Imod的1/N(N通常大于或等于2)，且N溝道MOS晶體管MN1和N溝道MOS晶體管MN2的柵極寬度比(N溝道MOS晶體管MN2的柵極寬度/N溝道MOS晶體管MN1的柵極寬度)等于N，這樣，在MN2的漏極中流動的電流就成為驅(qū)動電流Imod。N溝道MOS晶體管MN3的源極連接到N溝道MOS晶體管MN2的漏極上，LED連接在MN3的漏極和電源端子Vcc之間。N溝道MOS晶體管MN3的柵極為高電平的時(shí)候，N溝道MOS晶體管MN3導(dǎo)通，驅(qū)動電流Imod流過LED，LED發(fā)光。N溝道MOS晶體管MN3的柵極為低電平的時(shí)候，N溝道MOS晶體管MN3截止，LED熄滅。在此，N溝道MOS晶體管MN3截止的時(shí)候，電流不能流過N溝道MOS晶體管MN2，如圖10的差分驅(qū)動型那樣，由于驅(qū)動電流Imod不總是在流動，所以可以降低電流消耗。
但是，在圖11所示的單驅(qū)動型LED驅(qū)動電路中，由于峰化電流由作為開關(guān)使用的N溝道MOS晶體管MN3的大小所決定，所以存在難以控制峰化量(上升峰值的高度)的缺點(diǎn)。這往往會阻礙LED發(fā)光的高速化。
如上所述，圖10的差分驅(qū)動型LED驅(qū)動電路雖然適于驅(qū)動電流的高速驅(qū)動，但是由于驅(qū)動電流總是在差分電路中流動，所以低電流消耗是很困難的，并且同步驅(qū)動電流ON/OFF定時(shí)和峰化電流的ON/OFF定時(shí)也很困難。因此，很難實(shí)現(xiàn)LED的高速化。
另外，圖11單驅(qū)動型LED驅(qū)動電路，雖然在LED截止時(shí)由于驅(qū)動電流不流動而有利于低電流消耗，但是由于峰化電流值由作為開關(guān)使用的MOS晶體管(N溝道MOS晶體管MN3)的大小決定，所以任意控制峰化量是很困難的。另外，如圖13所示的那樣，當(dāng)LED點(diǎn)亮?xí)r，在驅(qū)動電流中發(fā)生峰化，而在LED被熄滅時(shí)，驅(qū)動電流中不發(fā)生峰化，因此LED光下降的時(shí)間變長、阻礙了LED發(fā)光的高速化。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠容易實(shí)現(xiàn)低電流消耗和LED高速發(fā)光的LED驅(qū)動電路及使用該電路的光纖鏈路用光發(fā)射機(jī)。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的LED驅(qū)動電路包括由柵極相互連接的第一和第二MOS晶體管構(gòu)成的電流鏡像電路；用來給第一MOS晶體管提供用于驅(qū)動LED電流的電流提供部件；用于連接LED的、連接到第二MOS晶體管的LED連接端子，其特征在于，在該LED驅(qū)動電路中還包括用來向第二MOS晶體管的源極輸入用來控制LED點(diǎn)亮/熄滅的ON/OFF信號的ON/OFF信號輸入部件；和連接于第二MOS晶體管的漏極和源極之間、用來峰化在LED中流動的電流以產(chǎn)生峰化電流的峰化電路。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的LED驅(qū)動電路包括由基極相互連接的第一和第二雙極性晶體管構(gòu)成的電流鏡像電路；用來給第一雙極性晶體管提供用于驅(qū)動LED電流的電流提供部件；用于連接LED的、連接到第二雙極性晶體管的LED連接端子，其特征在于，在該LED驅(qū)動電路中還包括用來向第二雙極性晶體管的發(fā)射極輸入用來控制LED點(diǎn)亮/熄滅的ON/OFF信號的ON/OFF信號輸入部件；和連接于第二雙極性晶體管的集電極和發(fā)射極之間、用來峰化在LED中流動的電流以產(chǎn)生峰化電流的峰化電路。
通過上述結(jié)構(gòu)，在ON/OFF信號是點(diǎn)亮LED的電壓(例如，接地電位)時(shí)，提供給第一MOS或雙極性晶體管的驅(qū)動電流以規(guī)定比率返回的電流流過第二MOS或雙極性晶體管的同時(shí)，也在LED中流動。另外，與此同時(shí)，來自峰化電路的峰化電流也在LED中流動。由此，在LED中流動的電流就變成在第二MOS或雙極性晶體管中流動的電流上重疊了峰化電流后的電流，并成為峰化后的電流(在上升和下降中具有峰值的波形電流)，從而，就可以實(shí)現(xiàn)LED發(fā)光開始和發(fā)光停止的高速化。
而且，通過ON/OFF信號，向LED提供驅(qū)動電流的電流鏡像電路開關(guān)(從第二MOS或雙極性晶體管向LED提供驅(qū)動電流的開關(guān))和用來產(chǎn)生峰化電流的峰化電路開關(guān)(向LED提供峰化電流的開關(guān))可以同時(shí)運(yùn)行。這樣，驅(qū)動電流上升和下降定時(shí)與峰化電流上升和下降定時(shí)就能夠同步。因此，由于在LED中流動的電流波形上升能正確地峰化，所以能夠容易地實(shí)現(xiàn)LED發(fā)光的高速化。
另外，根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，通過合適地設(shè)定構(gòu)成峰化電路的元件的特性(例如，峰化電路為串聯(lián)連接電容器和電阻而構(gòu)成時(shí)的電容器的電容和電阻的阻值)，能夠任意設(shè)定峰化電流的電流值。因此，由于能夠按照LED驅(qū)動電路和LED的組合設(shè)定最合適的峰化量，所以能夠容易地實(shí)現(xiàn)LED發(fā)光的高速化。
另外，根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，因?yàn)榭梢栽陔娏麋R像電路中切換來自驅(qū)動電流源的驅(qū)動電流供給，所以在LED熄滅時(shí)，就不從驅(qū)動電流源向電流鏡像電路流過驅(qū)動電流。因此，實(shí)現(xiàn)了低電流消耗。
另外，根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，因?yàn)榭梢栽陔娏麋R像電路中切換來自驅(qū)動電流源的驅(qū)動電流供給，所以能夠正確地規(guī)定驅(qū)動電流的電流值、并能夠減小驅(qū)動電流的電流值的偏移。
本發(fā)明的其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)，通過下面所示的描述可以得以充分地理解。另外，本發(fā)明的好處，在下面參考附圖的說明中變得明了。


圖1是表示關(guān)于本發(fā)明第一實(shí)施方式的光纖鏈路用光發(fā)射機(jī)結(jié)構(gòu)的電路圖。
圖2是表示關(guān)于本發(fā)明第二實(shí)施方式的光纖鏈路用光發(fā)射機(jī)結(jié)構(gòu)的電路圖。
圖3是表示在關(guān)于本發(fā)明第一和第二實(shí)施方式的光纖鏈路用光發(fā)射機(jī)中，輸入方波信號時(shí)各端口電壓波形和電流波形的波形圖。
圖4是表示關(guān)于本發(fā)明第三實(shí)施方式的光纖鏈路用光發(fā)射機(jī)結(jié)構(gòu)的電路圖。
圖5是表示關(guān)于本發(fā)明第四實(shí)施方式的光纖鏈路用光發(fā)射機(jī)結(jié)構(gòu)的電路圖。
圖6是表示關(guān)于本發(fā)明第五實(shí)施方式的光纖鏈路用光發(fā)射機(jī)結(jié)構(gòu)的電路圖。
圖7是表示在關(guān)于本發(fā)明第三實(shí)施方式的光纖鏈路用光發(fā)射機(jī)中的光輸出和峰化電流的波形圖。
圖8是表示在關(guān)于本發(fā)明第四實(shí)施方式的光纖鏈路用光發(fā)射機(jī)中的光輸出和峰化電流波形的波形圖。
圖9是表示關(guān)于本發(fā)明第六實(shí)施方式的光纖鏈路用光發(fā)射機(jī)結(jié)構(gòu)的電路圖。
圖10是表示使用作為現(xiàn)有LED驅(qū)動電路的一個(gè)例子的差分驅(qū)動型LED驅(qū)動電路的光發(fā)射機(jī)結(jié)構(gòu)的電路圖。
圖11是表示使用作為現(xiàn)有LED驅(qū)動電路的另外一個(gè)例子的單驅(qū)動型LED驅(qū)動電路的光發(fā)射機(jī)結(jié)構(gòu)的電路圖。
圖12是表示在圖10的差分驅(qū)動型LED驅(qū)動電路中，輸入方波時(shí)各端口電壓波形和電流波形的波形圖。
圖13是表示在圖11的單驅(qū)動型LED驅(qū)動電路中，輸入方波時(shí)各端口電壓波形和電流波形的波形圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施方式1下面，基于附圖對于本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)描述。圖1是表示關(guān)于本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的光纖鏈路用光發(fā)射機(jī)結(jié)構(gòu)的框圖。
依據(jù)該實(shí)施方式的光纖鏈路用光發(fā)射機(jī)包括LED17和用來驅(qū)動LED17的LED驅(qū)動電路10。LED驅(qū)動電路10包括用來輸入輸入電信號IN的輸入端子(IN)14、連接到用來輸出電源電壓Vcc的恒壓源(圖中沒有示出)的電源端子(VCC15、和用來連接LED 17的LED連接端子(LEDOUT)16。LED 17的一端連接到電源端子15，另一端連接到LED連接端子16。
在輸入端子14輸入輸入電信號IN，使得當(dāng)LED 17點(diǎn)亮?xí)r，電壓(Va)為高電平，當(dāng)LED17熄滅時(shí)，電壓(Va)為低電平。從輸入端子14輸入的輸入電信號IN被輸入到由N溝道MOS晶體管(圖中沒有示出)和P溝道MOS晶體管(圖中沒有示出)構(gòu)成的反相器(INV)1。反相器1連接到反相器2，然后，反相器2連接到反相器3。雖然圖中沒有示出，但是反相器2也可以由N溝道MOS晶體管(圖中沒有示出)和P溝道MOS晶體管(圖中沒有示出)構(gòu)成。反相器3也可以由N溝道MOS晶體管3n和P溝道MOS晶體管3p構(gòu)成。N溝道MOS晶體管3n和P溝道MOS晶體管3p共同將柵極連接到輸入端(反相器2的輸出端)。N溝道MOS晶體管3n的源極接地，漏極連接到P溝道MOS晶體管3p的源極。P溝道MOS晶體管3p的漏極通過電源端子15連接到電源線。
在N溝道MOS晶體管5的源極輸入由輸入電信號IN經(jīng)過反相器1反轉(zhuǎn)，接著由反相器2反轉(zhuǎn)，然后由反相器3反轉(zhuǎn)的信號(ON/OFF信號)。此時(shí)，用于向N溝道MOS晶體管5的源極輸入ON/OFF信號的ON/OFF信號輸入部件由輸入端子14和串聯(lián)連接的反相器1～3構(gòu)成。另外，反相器3反轉(zhuǎn)來自反轉(zhuǎn)ON/OFF信號提供部件的反轉(zhuǎn)ON/OFF信號(對輸入到N溝道MOS晶體管5的源極的ON/OFF信號進(jìn)行反轉(zhuǎn)而得到的信號)，從而產(chǎn)生到N溝道MOS晶體管5的源極的ON/OFF信號。反轉(zhuǎn)ON/OFF信號提供部件由輸入端子14和反相器1、2構(gòu)成。此時(shí)，輸入到N溝道MOS晶體管5的源極的ON/OFF信號的電壓在LED17點(diǎn)亮?xí)r為低電平，在LED17熄滅時(shí)，為高電平。
在此，作為反相器1～3的構(gòu)成元件的N溝道MOS晶體管和P溝道MOS晶體管的尺寸依照反相器1、反相器2、反相器3的順序增大(反相器1的晶體管尺寸＜反相器2的晶體管尺寸＜反相器3的晶體管尺寸)。因此，減小構(gòu)成反相器1～3的MOS晶體管的導(dǎo)通電阻，那么，驅(qū)動能力就增大。
LED驅(qū)動電路10，包括由作為第一MOS晶體管的N溝道MOS晶體管(MN)4和作為第二MOS晶體管的N溝道MOS晶體管5構(gòu)成的電流鏡像電路6。N溝道MOS晶體管4和N溝道MOS晶體管5的柵極相互連接在一起，它們的柵極連接到N溝道MOS晶體管4的漏極。另外，N溝道MOS晶體管4的源極接地。N溝道MOS晶體管5的漏極連接到LED連接端子(LEDOUT)16。
作為用來提供驅(qū)動LED17的驅(qū)動電流Imod的驅(qū)動電流源，提供電流值為Io的恒定電流的恒流源12通過電源端子15連接到恒壓源(圖中沒有示出)。恒流源12對于電流鏡像電路6，更詳細(xì)來說，對N溝道MOS晶體管4的漏極和柵極以及N溝道MOS晶體管5的柵極進(jìn)行連接。在此，N溝道MOS晶體管5的柵極面積被設(shè)定為N溝道MOS晶體管的4的柵極面積的N倍，使得與在N溝道MOS晶體管5的源極電壓變?yōu)镚ND(0)時(shí)，N溝道MOS晶體管5的漏極電流變?yōu)镹溝道MOS晶體管4漏極電流的N倍。例如，如果讓N溝道MOS晶體管4的柵極長度L和N溝道MOS晶體管5的柵極長度L為相同尺寸，那么N溝道MOS晶體管4的柵極寬度WMN1和N溝道MOS晶體管5的柵極寬度WMN2的比為WMN1∶WMN2＝1∶N在N溝道MOS晶體管5的源極電壓變成GND(0)的時(shí)候，N溝道MOS晶體管5的漏極電流就變成N溝道MOS晶體管4的漏極電流的N倍。N值最好處于2～1000的范圍內(nèi)，10～100的范圍內(nèi)更好。從而，在能夠期待抑制恒流源12的功耗并節(jié)省電能的效果的同時(shí)，能使得驅(qū)動電流的誤差相對于基準(zhǔn)電流的誤差處于在實(shí)用中沒有問題的范圍內(nèi)。
而且，，在電流鏡像電路6的N溝道MOS晶體管4和5的柵極連接用于使電流鏡像電流穩(wěn)定的、一端接地的電容器11。
反相器3的輸出端連接到N溝道MOS晶體管5的源極。反相器3的輸入電壓Vc在變?yōu)楦唠娖降臅r(shí)候，反相器3的輸出電壓Vd就變?yōu)榈碗娖剑琋溝道MOS晶體管5的源極電壓就變成GND電平(0)。因此，從恒流源12向N溝道MOS晶體管4提供的恒定電流Io按照N溝道MOS晶體管4和N溝道MOS晶體管5的柵極面積比返回的驅(qū)動電流Imod在N溝道MOS晶體管5中流動。即，在N溝道MOS晶體管5中流動著電流值為Imod＝N×Io的驅(qū)動電流Imod。
另一方面，在反相器3的輸入電壓Vc變?yōu)榈碗娖降臅r(shí)候，由于反相器3的輸出電壓Vd變成高電平，所以N溝道MOS晶體管5的柵極-源極間的電壓(＝(柵極電位)-(源極電位))Vgs變成負(fù)值。因此，N溝道MOS晶體管5的漏極和源極間不再流動電流。
另外，用來產(chǎn)生峰化電流Ipeak的峰化電路7連接到反相器3的輸出端，所述峰化電流用于峰化驅(qū)動電流Imod(將波形整形為在上升和下降處具有峰值的波形)。這樣，加上作為與輸入電信號IN同樣波形(例如，方波)的驅(qū)動電流Imod，峰化電流Ipeak在LED17中流動，作為結(jié)果，在LED17中流動的電流Iled的波形就成為在上升和下降處具有峰值的波形。峰化電路7由串聯(lián)連接在反相器3的輸出端與LED的連接端子16之間的電容器9和電阻8構(gòu)成。
在此應(yīng)該注意的是，由于調(diào)制電流Imod和峰化電流Ipeak無論那一個(gè)都是由反相器3的輸出信號(ON/OFF信號)驅(qū)動的，所以驅(qū)動電流(調(diào)制電流)Imod上升或下降的定時(shí)和峰化電流Ipeak上升或下降的定時(shí)可以高度一致。換句話說，在本實(shí)施方式中，由N溝道MOS晶體管4、5構(gòu)成的電流鏡像電路6通過基極接地來切換，同時(shí)通過使用作為用于切換驅(qū)動電流Imod的晶體管的N溝道MOS晶體管3n和P溝道MOS晶體管3p來切換用于產(chǎn)生峰化電流Ipeak的峰化電路7，因而能夠同步驅(qū)動電流Imod上升和下降的定時(shí)和峰化電流Ipeak上升和下降的定時(shí)。因此，由于能夠正確峰化在LED中流動的電流的波形的上升，所以就可以高速驅(qū)動LED17。
另外，LED17熄滅時(shí)，LED17正方向的電流就成為零。LED開始點(diǎn)亮?xí)r，在LED17的正方向上開始流動驅(qū)動電流(調(diào)制電流Imod和峰化電流Ipeak)之后，在發(fā)光之前還需要一段時(shí)間，從而產(chǎn)生發(fā)光延遲。因此，在滿足應(yīng)用消光比(LED17點(diǎn)亮?xí)r和熄滅時(shí)的光強(qiáng)度比)規(guī)定的范圍內(nèi)，通過在LED17熄滅時(shí)在LED17中流動的偏置電流Ibias，能夠減小發(fā)光延遲。從而，能夠抑制脈沖寬度失真的產(chǎn)生。向LED17提供偏置電流Ibias能夠?qū)崿F(xiàn)將一端接地的偏置電流源13連接到LED連接端子16。
圖3表示了在輸入端子14輸入作為輸入電信號IN的方波信號時(shí)，在光纖鏈路用光發(fā)射機(jī)各端口的電壓波形和電流波形。更詳細(xì)來說，圖3表示了輸入電信號IN的電壓Va、反相器1的輸出信號的電壓Vb、反相器INV2的輸出信號電壓Vc、反相器3的輸出信號電壓Vd、驅(qū)動電流Imod、峰化電流Ipeak、在LED中流動的電流Iled、和光輸出(光強(qiáng)度)的波形(時(shí)間變化)。從圖3中可以看出，調(diào)制電流Imod上升或下降的定時(shí)與峰化電流Ipeak上升或下降的定時(shí)保持高度一致。
實(shí)施方式2下面基于圖2描述本發(fā)明的其它實(shí)施方式。另外，為了描述上的方便，對于具有與在前述實(shí)施方式1中表示的各部件相同功能的部件，用相同符號進(jìn)行標(biāo)記，并省略對它的描述。
如圖2所示，關(guān)于本實(shí)施方式的LED驅(qū)動電路20，除了在實(shí)施方式1的LED驅(qū)動電路10中將由N溝道MOS晶體管4和N溝道MOS晶體管5構(gòu)成的電流鏡像電路6變更為由作為第一雙極性晶體管的雙極性NPN晶體管(QN)24和作為第二雙極性晶體管的雙極性NPN晶體管25構(gòu)成的電流鏡像電路26之外，具備與LED驅(qū)動電路10同樣的組成。
在這種情況下，雙極性NPN晶體管24的基極和集電極與雙極性NPN晶體管25的基極連接起來。另外，雙極性NPN晶體管24的發(fā)射極接地。另外，峰化電路7連接在雙極性NPN晶體管25的集電極和發(fā)射極之間。反相器3的輸出端連接到雙極性晶體管25的發(fā)射極。LED連接端子16連接到雙極性NPN晶體管25的集電極。
在有關(guān)本實(shí)施方式的光纖鏈路用光發(fā)射機(jī)中，在輸入作為輸入電信號IN的方波信號到輸入端子14時(shí)，各端口的電壓波形和電流波形與實(shí)施方式1相同，具有圖3所示的波形。
實(shí)施方式3下面基于圖4描述本發(fā)明的其它實(shí)施方式。而且，為了描述上的方便，對于具有與在前述實(shí)施方式1中表示的各部件相同的功能的部件，用相同符號進(jìn)行標(biāo)記，并省略對它的描述。
在實(shí)施方式1的LED驅(qū)動電路10中，在反相器3的輸出電壓Vd為低電平時(shí)，電流Imod流入反相器3的輸入端。具體來說，在反相器3的輸出電壓Vd為低電平時(shí)，由于反相器3內(nèi)部的N溝道MOS晶體管3n處于導(dǎo)通狀態(tài)，所以Imod就可以在N溝道MOS晶體管3n的漏極-源極間流動。由于N溝道MOS晶體管3n有導(dǎo)通電阻，所以反相器3的輸出電壓完全為GND電平(0)是不可能的。假設(shè)N溝道MOS晶體管3n的導(dǎo)通電阻為Ron(3n)，那么反相器3的輸出電壓(N溝道MOS晶體管3n的漏極電壓)為Ron(3n)×Imod。
因此，因?yàn)榕cN溝道MOS晶體管5的源極中插入的電阻等效，所以調(diào)制電流Imod(N溝道MOS晶體管5的漏極-源極間的電流)偏離設(shè)計(jì)值(最佳值)N×Io。另外，由于N溝道MOS晶體管3n導(dǎo)通電阻具有溫度依賴性，所以隨著溫度的變化，距離調(diào)制電流Imod的設(shè)計(jì)值N×Io的偏移量就變大。
在有關(guān)本實(shí)施方式的LED驅(qū)動電路30中，為了防止調(diào)制電流Imod的偏移，對于前述實(shí)施方式1中的LED驅(qū)動電路10，增加具有與N溝道MOS晶體管3n相同的柵極長度、并具有N溝道MOS晶體管3n的柵極寬度的1/N寬度的N溝道MOS晶體管(第三MOS晶體管)31。而且，在N溝道MOS晶體管4和地之間插入該N溝道MOS晶體管31。即，N溝道MOS晶體管31的漏極連接到N溝道MOS晶體管4的源極，并且N溝道MOS晶體管31的源極接地。另外，N溝道MOS晶體管31的柵極通過電源端子15連接到電源線。
這樣，假設(shè)相對于根據(jù)N溝道MOS晶體管3n的導(dǎo)通電阻的調(diào)制電流Imod的設(shè)計(jì)值(最佳值)N×Io的偏移為ΔI，那么根據(jù)N溝道MOS晶體管3n的導(dǎo)通電阻，在調(diào)制電流Io中，就產(chǎn)生基本上等于ΔI/N的偏移。因此，根據(jù)N溝道MOS晶體管3n導(dǎo)通電阻的調(diào)制電流Imod的偏移可以根據(jù)N溝道MOS晶體管31的導(dǎo)通電阻來補(bǔ)償(消除)。結(jié)果，在很寬的溫度范圍內(nèi)，驅(qū)動電流Imod能夠滿足Imod＝N×Io的關(guān)系。
通常，LED 17發(fā)光功率隨著溫度升高而降低。因此，為了在LED17中得到在工作溫度范圍內(nèi)的恒定發(fā)光量，就象隨著溫度升高驅(qū)動電流Imod變大那樣，可以使基準(zhǔn)電流Io具有溫度特性。例如，為了使基準(zhǔn)電流Io具有溫度特性，可以使用隨著溫度上升基準(zhǔn)電流Io變大的電流源。
另外，在關(guān)于本實(shí)施方式的LED驅(qū)動電路30中，也可以將由N溝道MOS晶體管4和N溝道MOS晶體管5構(gòu)成的電流鏡像電路6替換為由雙極性NPN晶體管(QN)24和雙極性NPN晶體管25構(gòu)成的電流鏡像電路26。
實(shí)施方式4下面基于圖5來描述本發(fā)明的其它實(shí)施方式。而且，為了描述上的方便，對于具有與在前述實(shí)施方式1或3中表示的各部件相同的功能的部件，用相同符號進(jìn)行標(biāo)記，并省略對它的描述。
圖5是表示關(guān)于本實(shí)施方式的LED驅(qū)動電路40和光纖鏈路用光發(fā)射機(jī)的結(jié)構(gòu)框圖。本實(shí)施方式LED驅(qū)動電路40和光纖鏈路用光發(fā)射機(jī)與實(shí)施方式3(LED驅(qū)動電路30和光纖鏈路用光發(fā)射機(jī))相比，除了增加了作為隨著溫度上升可以提高反相器3輸出電壓振幅的輸出電壓調(diào)整部件的溫度補(bǔ)償型電壓源(溫度補(bǔ)償電壓源)41、雙極性NPN晶體管(第二調(diào)整晶體管)42、和N溝道MOS晶體管43(第一調(diào)整晶體管)和N溝道MOS晶體管44之外，具有與實(shí)施方式3相同的組成。
驅(qū)動電流Imod的溫度特性是通過使電流源12(Io)具有正的溫度特性來實(shí)現(xiàn)的。N溝道MOS晶體管43是為限制(電平轉(zhuǎn)換)輸入到反相器3的輸入電壓振幅而設(shè)計(jì)的。N溝道MOS晶體管43與N溝道MOS晶體管44形成一對，用來承擔(dān)在光點(diǎn)亮?xí)r使NMOS3n和NMOS31的柵極電壓一致的任務(wù)。即，N溝道MOS晶體管43設(shè)計(jì)用來使(N溝道MOS晶體管3n和N溝道MOS晶體管31的導(dǎo)通電阻比)和(N溝道MOS晶體管5和N溝道MOS晶體管4的柵極寬度比)一致。
在實(shí)施方式3的LED驅(qū)動電路30中，只要溫度升高，就如圖7所示的那樣，反相器3的輸出部件的導(dǎo)通電阻(N溝道MOS晶體管3n和P溝道MOS晶體管3p的導(dǎo)通電阻)就會增加，從而就推遲反相器3輸出電壓Vd的上升和下降。這樣，由于峰化電流Ipeak的峰值變小，LED17中流動的電流Iled的峰值也變小，所以存在高溫時(shí)光輸出(LED17的發(fā)光強(qiáng)度)上升和下降被推遲的傾向。
為了防止在高溫時(shí)光輸出上升和下降推遲，本實(shí)施方式的LED驅(qū)動電路40具有通過改善反相器3的輸出電壓Vd上升和下降來進(jìn)行峰化電流溫度補(bǔ)償?shù)墓δ?。即，為了防止高溫時(shí)光輸出上升和下降延遲，如圖5所示，本實(shí)施方式的LED驅(qū)動電路40，通過雙極性NPN晶體管42的基極-發(fā)射極從用來輸出具有正的溫度系數(shù)電壓Vref的溫度補(bǔ)償型電壓源41向反相器3(P溝道MOS晶體管3p的漏極)提供反相器3的電源電壓。雙極性NPN晶體管42的基極連接到溫度補(bǔ)償型電壓源41，發(fā)射極連接到P溝道MOS晶體管3p的漏極，集電極通過電源端子15連接到恒壓源(圖中沒有示出)。對于溫度補(bǔ)償型電壓源41，在實(shí)施方式6中進(jìn)行詳細(xì)描述。
另外，反相器2的輸出(輸出電壓Vc)通過柵極連接到溫度補(bǔ)償型電壓源(Vref)41的N溝道MOS晶體管43的漏極-源極輸入到反相器3。反相器2的輸出電壓Vc的振幅與電源電壓相同。反相器2的輸出電壓Vc通過N溝道MOS晶體管43的漏極-源極輸入到反相器3，其電壓(反相器3的輸入電壓)振幅為Vref-Vgs(Vgs為N溝道MOS晶體管43的柵極-源極間電壓)。另外，反相器3的輸出電壓Vd為Vref-Vbe(Vbe為雙極性NPN晶體管42的基極-發(fā)射極間電壓)。由于N溝道MOS晶體管43的柵極-源極間電壓Vgs的標(biāo)準(zhǔn)值為0.5V～0.8V，雙極性NPN晶體管42的基極-發(fā)射極間電壓Vbe值也處于0.6V～0.8V，所以反相器2的輸出電壓Vc就被輸入到振幅被限制為(Vref-Vgs)的反相器3。另外，反相器3的輸出電壓Vd的電壓振幅也近似等于Vref-Vbe。從而，通過使Vref-Vbe具有正的溫度特性(隨著溫度上升值增大的特性)，能夠?qū)崿F(xiàn)隨著溫度升高反相器3的輸出電壓Vd的振幅增大的電路，并能夠防止峰化電流Ipeak的峰值在溫度升高時(shí)降低。在此，作為溫度補(bǔ)償型電壓源(Vref)41的輸出電壓Vref具有正的溫度系數(shù)(隨著溫度上升增大)的結(jié)果，將正的溫度特性賦予Vref-Vbe。
另外，在N溝道MOS晶體管44的源極獲得N溝道MOS晶體管31的柵極電壓。即，N溝道MOS晶體管44的源極連接到N溝道MOS晶體管31的柵極。N溝道MOS晶體管44的柵極連接到溫度補(bǔ)償型電壓源(Vref)41，漏極通過電源端子15連接到恒壓源(圖中沒有示出)。
另外，在本實(shí)施方式的LED驅(qū)動電路40中，通過使(N溝道MOS晶體管3n和N溝道MOS晶體管31的導(dǎo)通電阻比)和(N溝道MOS晶體管5和N溝道MOS晶體管4的導(dǎo)通電阻比)相等，并且，使N溝道MOS晶體管43和N溝道MOS晶體管44分別成為具有同等特性的N溝道MOS晶體管，那么在LED17點(diǎn)亮?xí)r，就能夠使N溝道MOS晶體管3n的漏極-源極間電壓和N溝道MOS晶體管31的漏極-源極間電壓基本上相等。在(N溝道MOS晶體管3n和N溝道MOS晶體管31的導(dǎo)通電阻比)和(N溝道MOS晶體管5和N溝道MOS晶體管4的導(dǎo)通電阻比一致時(shí)，例如，在N溝道MOS晶體管3n和N溝道MOS晶體管4的柵極長度分別相同的情況下，以及N溝道MOS晶體管5和N溝道MOS晶體管4的柵極長相同的情況下，可以使(N溝道MOS晶體管3n和N溝道MOS晶體管31的柵極寬度比)和(N溝道MOS晶體管5和N溝道MOS晶體管4的柵極寬度比)相等。從而，對于驅(qū)動電流Imod來說，Imod＝N×Io的關(guān)系在寬的溫度范圍內(nèi)成立。而且，通過與抵消LED17發(fā)光量的溫度系數(shù)那樣來設(shè)定基準(zhǔn)電流Io，從而，可以使LED17的光量在寬的溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定。
在本實(shí)施方式LED驅(qū)動電路40中，具有對上面所述的峰化電流Ipeak進(jìn)行溫度補(bǔ)償?shù)墓δ埽鐖D8所示的那樣，既使溫度升高，峰化電流Ipeak的峰值也不會變小，并且光輸出(LED17的發(fā)光強(qiáng)度)的上升和下降也不會延遲。
另外，在關(guān)于本實(shí)施方式的LED驅(qū)動電路40中，也可以將由N溝道MOS晶體管4和N溝道MOS晶體管5構(gòu)成的電流鏡像電路6替換為由雙極性NPN晶體管(QN)24和雙極性NPN晶體管25構(gòu)成的電流鏡像電路26。
另外，本實(shí)施方式的LED驅(qū)動電路40作為隨著溫度上升可以增大上述反相器3的輸出電壓Vd的振幅的輸出電壓調(diào)整部件雖然包括溫度補(bǔ)償型電壓源41、雙極性NPN晶體管42和N溝道MOS晶體管43，但是該輸出電壓調(diào)整部件并不局限于此。例如，利用以N溝道MOS晶體管代替雙極性NPN晶體管42也能夠?qū)崿F(xiàn)輸出電壓調(diào)整部件。
實(shí)施方式5下面基于圖6描述本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式。為了描述上的方便，與前述實(shí)施方式1、3或4中表示的各部件具有同一功能的部件用相同的符號進(jìn)行標(biāo)記，并省略對它的描述。
關(guān)于本實(shí)施方式的LED驅(qū)動電路50如圖6所示的那樣，通過增加產(chǎn)生主峰化電流Ipeak1(峰化電流Ipeak)的峰化電路7，設(shè)定產(chǎn)生輔助峰化電流Ipeak2的峰化電路(溫度補(bǔ)償用戶峰化電路)107，并使輔助峰化電流Ipeak2具有正的溫度特性，來進(jìn)行溫度特性微調(diào)整。
圖6是表示關(guān)于本實(shí)施方式的LED驅(qū)動電路50和光纖鏈路用光發(fā)射機(jī)的構(gòu)成的框圖。本實(shí)施方式的LED驅(qū)動電路50和光纖鏈路用光發(fā)射機(jī)，與實(shí)施方式3(LED驅(qū)動電路30和光纖鏈路用光發(fā)射機(jī))相比，除了增加了溫度補(bǔ)償型電壓源41、由P溝道MOS晶體管103p和N溝道MOS晶體管1 03n構(gòu)成的反相器103、峰化電路107、雙極性NPN晶體管142和N溝道MOS晶體管143之外，具備與實(shí)施方式3相同的構(gòu)成。
反相器103和峰化電路107與反相器3和峰化電路7相反，并聯(lián)連接，并分別具備與反相器3和峰化電路7相同的構(gòu)成。即，反相器103由P溝道MOS晶體管103p和N溝道MOS晶體管103n構(gòu)成，并且N溝道MOS晶體管103n和P溝道MOS晶體管103p的柵極共同經(jīng)過N溝道MOS晶體管143連接到輸入端(反相器2的輸出端)。N溝道MOS晶體管103n，源極接地、漏極連接到P溝道MOS晶體管103p的源極。P溝道MOS晶體管103p的漏極經(jīng)過雙極性NPN晶體管142和電源端子15連接到恒壓源(圖中沒有示出)。這樣，在LED點(diǎn)亮?xí)r，對于LED17，施加驅(qū)動電流Imod和峰化電流Ipeak1之后，還有用于峰化在LED17中流動的電流，來自峰化電路107的峰化電流(溫度補(bǔ)償用峰化電流)Ipeak2流動。為了防止隨著溫度升高而峰化電流峰值變小，和避免在高溫時(shí)光輸出(LED17的發(fā)光強(qiáng)度)上升和下降延遲，該峰化電流可以其電流值隨著溫度上升而變大的方式來產(chǎn)生。
雙極性NPN晶體管142和N溝道MOS晶體管143，與實(shí)施方式4的雙極性NPN晶體管42和N溝道MOS晶體管43一樣，具有通過使反相器3的輸出電壓Vd在振幅和上升、下降時(shí)間上具有溫度特性來進(jìn)行電路溫度補(bǔ)償?shù)墓δ?。即，關(guān)于本實(shí)施方式的LED驅(qū)動電路50，為了防止高溫時(shí)光輸出的上升和下降延遲，如圖6所示，從用來輸出具有正的溫度系數(shù)(隨著溫度升高變大)的電壓Vref的溫度補(bǔ)償型電壓源41經(jīng)過雙極性NPN晶體管142的基極-發(fā)射極向反相器103(P溝道MOS晶體管103p的漏極)提供反相器103的電源電壓。雙極性NPN晶體管142，基極連接到溫度補(bǔ)償型電壓源41，發(fā)射極連接到P溝道MOS晶體管103p的漏極，集電極經(jīng)過電源端子15連接到恒壓源(圖中沒有示出)。
另外，在關(guān)于本實(shí)施方式的LED驅(qū)動電路50中，也可以將由N溝道MOS晶體管4和N溝道MOS晶體管5構(gòu)成的電流鏡像電路6替換為由雙極性NPN晶體管(QN)24和雙極性NPN晶體管25構(gòu)成的電流鏡像電路26。
另外，作為可以隨著溫度上升增大上述反相器103的輸出電壓振幅的部件，關(guān)于本實(shí)施方式的LED驅(qū)動電路50包括溫度補(bǔ)償型電壓源41、雙極性NPN晶體管142和N溝道MOS晶體管143，但是，該部件并不特別局限于此。
實(shí)施方式6下面基于圖9描述本發(fā)明的另一實(shí)施方式。其中，為了描述上的方便，與前述實(shí)施方式1、3、4、或5中表示的各部件具有同一功能的部件用相同的符號進(jìn)行標(biāo)記，并省略對它的描述。
本實(shí)施方式組合了實(shí)施方式4和實(shí)施方式5。
圖9是表示關(guān)于本實(shí)施方式的LED驅(qū)動電路60和光纖鏈路用光發(fā)射機(jī)的構(gòu)成的框圖。本實(shí)施方式的LED驅(qū)動電路60和光纖鏈路用光發(fā)射機(jī)，相對于實(shí)施方式5(LED驅(qū)動電路50和光纖鏈路用戶光發(fā)射機(jī))，除了增加了雙極性NPN晶體管42、N溝道MOS晶體管43、N溝道MOS晶體管61之外，包括與實(shí)施方式5相同的構(gòu)成。N溝道MOS晶體管61，通過與N溝道MOS晶體管43配對使用，使得N溝道MOS晶體管3n和N溝道MOS晶體管31的柵極電壓相等，從而具有能夠提高在N溝道MOS晶體管4和N溝道MOS晶體管5中流動的電流比的精度的功能。
為了使反相器3的輸出定時(shí)和反相器103的輸出定時(shí)不會有較大偏差，N溝道MOS晶體管43和雙極性NPN晶體管42具有使反相器3的供給電壓(PMOS3p的源極電壓)和反相器103的供給電壓(PMOS103p的源極電壓)差不會增大的功能。
另外，N溝道MOS晶體管61源極連接到N溝道MOS晶體管31的柵極，漏極和柵極經(jīng)過電源端子15連接到圖中沒有示出的恒壓源。
在圖9中，示出了溫度補(bǔ)償型電壓源41的構(gòu)成實(shí)例。描述了電壓具有正的溫度補(bǔ)償特性的溫度補(bǔ)償型電壓源41。通過恒流源62和電阻63，P溝道MOS晶體管68的源極電壓保持在不依賴于溫度而基本上恒定的電壓。假設(shè)P溝道MOS晶體管68和N溝道MOS晶體管69的驅(qū)動能力相同，P溝道MOS晶體管68的柵極電壓V1就變成電壓Ia×R1的一半，并成為不依賴于溫度而基本上恒定的值。
在P溝道MOS晶體管68的柵極和漏極之間連接了電阻65。在P溝道MOS晶體管68的柵極和GND之間，電阻64和雙極性NPN晶體管66、67連接二極管。雙極性NPN晶體管66、67的基極-發(fā)射極間的電壓Vbe的溫度特性為負(fù)。例如，如果雙極性NPN晶體管66、67的基極-發(fā)射極間電壓Vbe的溫度特性約等于-2mV/℃，那么連接二極管的雙極性NPN晶體管66和雙極性NPN晶體管67的兩段電壓的溫度特性為-4mV/℃。在這里，由于電壓V1為恒電壓，所以在電阻64中流動的電流就以4/R2[mA/℃](R2是電阻64的電阻值[Ω])的比例增加。假設(shè)電阻65的電阻值為R3[Ω]，那么P溝道MOS晶體管68的漏極電壓V2為4×(R3/R2)[mV/℃]，如果考慮142的Vbe的溫度特性，那么由P溝道MOS晶體管103p和N溝道MOS晶體管103n構(gòu)成的反相器103的電源電壓Ve就為4×(R3/R2)+2[mV/℃]，并具有正的溫度系數(shù)。
另外，在本實(shí)施方式中，與實(shí)施方式5相同，反相器103的輸出經(jīng)過串聯(lián)連接的電容器108和電阻109構(gòu)成的溫度補(bǔ)償用峰化電路107連接到LED17的負(fù)極，從而可以對峰化量進(jìn)行溫度補(bǔ)償。
另外，溫度補(bǔ)償型電壓源41的電壓只要具有正的溫度特性就可以，但不局限于圖9所示的構(gòu)成。
另外，在關(guān)于本實(shí)施方式的LED驅(qū)動電路60中，也可以將由N溝道MOS晶體管4和N溝道MOS晶體管5構(gòu)成的電流鏡像電路6替換為由雙極性NPN晶體管(QN)24和雙極性NPN晶體管25構(gòu)成的電流鏡像電路26。
此外，上述各實(shí)施方式的光發(fā)射機(jī)具備電容器11，但是也可以省略電容器11。另外，上述各實(shí)施方式的LED驅(qū)動電路可以包括偏置電流源13，但是也可以省略偏置電流源13。
另外，上述各實(shí)施方式的光發(fā)射機(jī)包括3個(gè)反相器1～3，但是也可以是包括其它級數(shù)的反相器的構(gòu)成。但是，在包括偶數(shù)級反相器的情況下，作為LED驅(qū)動電路的輸入信號，有必要使用將上述各實(shí)施方式中的輸入電信號IN反轉(zhuǎn)后的信號。而且，在上述實(shí)施方式1、2的LED驅(qū)動電路中，也可以全部省略3級反相器1～3。但是，在不包括反相器的情況下，作為LED驅(qū)動電路的輸入信號，也有必要使用將在實(shí)施方式1、2中的輸入電信號IN反轉(zhuǎn)后的信號。
另外，上述各實(shí)施方式中的峰化電路(7、107)雖然由串聯(lián)連接的電阻和電容器構(gòu)成，但是峰化電路也可以是其它的構(gòu)成，例如，也可以只由電容器構(gòu)成。
此外，在上述各實(shí)施方式的光發(fā)射機(jī)中，恒流源12被置于LED驅(qū)動電路的內(nèi)部，但是，恒流源12也可以置于LED驅(qū)動電路的外部。
本發(fā)明并不局限于上述各實(shí)施方式，在權(quán)利要求中所表示的范圍內(nèi)可以作出各種修改，本發(fā)明的技術(shù)范圍也包含了恰當(dāng)組合在不同實(shí)施方式中分別展示的技術(shù)手段得出的實(shí)施方式。
如上所述，本發(fā)明的LED驅(qū)動電路包括由柵極相互連接的第一和第二MOS晶體管構(gòu)成的電流鏡像電路，用來向第一MOS晶體管供給驅(qū)動LED電流的電流供給部件、用于連接LED、連接到第二MOS晶體管的LED連接端子，用來向第二MOS晶體管輸入控制LED點(diǎn)亮/熄滅的ON/OFF信號的ON/OFF信號輸入部件，和連接到第二MOS晶體管的漏極和源極之間，用峰化在LED中流動的電流以產(chǎn)生峰化電流的峰化電路。另外，如上所述，本發(fā)明的LED驅(qū)動電路包括由基極相互連接的第一和第二雙極性晶體管構(gòu)成的電流鏡像電路，向第一雙極性晶體管供給驅(qū)動LED的驅(qū)動電流的電流供給部件，和在包括用來連接LED、連接到第二雙極性晶體管的LED連接端子，還包括用來向雙極性晶體管的發(fā)射極輸入用來控制LED點(diǎn)亮/熄滅的ON/OFF信號的ON/OFF信號輸入部件，和連接在第二雙極性晶體管集電極和發(fā)射極之間用來峰化在LED中流動的電流以產(chǎn)生峰化電流的峰化電路。
另外，本發(fā)明的LED驅(qū)動電路除了包括上述第一和第二MOS晶體管，還包括設(shè)置在上述ON/OFF信號輸入部件中用來反轉(zhuǎn)ON/OFF信號的反相器，和連接到第一MOS晶體管，對上述反相器的開路電阻產(chǎn)生的第二MOS晶體管漏極-源極間的電流的偏差進(jìn)行補(bǔ)償?shù)牡谌齅OS晶體管。
另外，本發(fā)明的LED驅(qū)動電路除了包括上述第一和第二雙極性晶體管，還包括設(shè)置在上述ON/OFF信號輸入部件中用來反轉(zhuǎn)ON/OFF信號的反相器，和連接于第一雙極性晶體管，對上述反相器的開路電阻產(chǎn)生的第二雙極性晶體管的漏極-源極間電流偏差進(jìn)行補(bǔ)償?shù)牡谌齅OS晶體管。
因此，由于能夠?qū)ι鲜龇聪嗥鞯拈_路電阻產(chǎn)生的第二MOS晶體管的漏極-源極間電流的偏差進(jìn)行補(bǔ)償，所以能夠正確調(diào)整第二MOS晶體管的漏極-源極間電流的電流值。從而，能夠正確調(diào)整LED的驅(qū)動電流。
另外，在包括上述第三MOS晶體管的結(jié)構(gòu)中，本發(fā)明LED驅(qū)動電路包括用來提供電壓值隨著溫度升高而升高的電壓的溫度補(bǔ)償型電壓源，上述溫度補(bǔ)償型電壓源可以通過直接或間接地連接到第三MOS晶體管的柵極來構(gòu)成。
另外，在包括上述第一和第二MOS或雙極性晶體管的結(jié)構(gòu)中，本發(fā)明的LED驅(qū)動電路可以是這樣的構(gòu)成，即，包括用來控制從電流提供部件流向電流鏡像電路的電流的電流控制部件，使得所述電流值隨著溫度的升高而增大。
另外，在包括上述第一和第二MOS或雙極性晶體管的結(jié)構(gòu)中，本發(fā)明的LED驅(qū)動電路可以由上述ON/OFF信號輸入部件構(gòu)成，該ON/OFF信號輸入部件包含反轉(zhuǎn)作為反轉(zhuǎn)上述ON/OFF信號后的信號的反轉(zhuǎn)ON/OFF信號，然后產(chǎn)生上述ON/OFF信號的反相器，并包括輸出電壓調(diào)整部件，該電壓調(diào)整部件可以隨著溫度的升高而增大上述反相器輸出電壓的振幅。
包括上述反相器和輸入電壓調(diào)整部件的LED驅(qū)動電路一個(gè)比較好的形態(tài)的結(jié)構(gòu)可以是這樣，即，上述ON/OFF信號輸入部件包括在用來向上述反相器提供作為反轉(zhuǎn)上述ON/OFF信號而得到的反轉(zhuǎn)ON/OFF信號的反轉(zhuǎn)ON/OFF信號提供部件(例如，在設(shè)置多級反相器的情況時(shí)，前面一級反相器)，上述輸出電壓調(diào)整部件包括提供具有正的溫度系數(shù)的電壓的溫度補(bǔ)償型電壓源，和插入在上述反轉(zhuǎn)ON/OFF信號提供部件和上述反相器的輸入端之間的、其控制端(柵極或基極)連接到上述溫度補(bǔ)償型電壓源的第一調(diào)整用晶體管。最好該結(jié)構(gòu)在用來向上述反相器提供電源電壓的電源和在上述反相器中的電源電壓輸入端之間，包含其控制端(柵極或基極)連接到上述溫度補(bǔ)償型電壓源的第二調(diào)整用戶晶體管。
包括上述反相器和輸出電壓調(diào)整部件的LED驅(qū)動電路的其它優(yōu)選形態(tài)具有這樣的結(jié)構(gòu)，即上述輸出電壓調(diào)整部件包括用來提供具有正的溫度系數(shù)的溫度補(bǔ)償型電壓源，和處于用來向上述反相器提供電源電壓的電源和在上述反相器中的電源電壓之間，并且其控制端(柵極或基極)連接到上述溫度補(bǔ)償型電壓源的第二調(diào)整用晶體管。
另外，第一調(diào)整用晶體管最好是經(jīng)由其漏極-源極向反相器輸入來自上述反轉(zhuǎn)ON/OFF信號提供部件(例如，設(shè)置多級反相器的情況時(shí)，前面一級反相器)的輸入的N溝道MOS晶體管，其柵極連接到溫度補(bǔ)償型電壓源。第二調(diào)整用晶體管最好是基極連接到溫度補(bǔ)償型電壓源、發(fā)射極連接到上述反相器電源電壓輸入端的溫度補(bǔ)償用雙極性NPN晶體管。
另外，本發(fā)明LED驅(qū)動電路除了包括上述第一和第二MOS或雙極性晶體管，還包括相對于上述峰化電路并列連接，用來產(chǎn)生使在LED中流動的電流出現(xiàn)峰值的溫度補(bǔ)償用峰化電流的溫度補(bǔ)償用戶峰化電路的結(jié)構(gòu)，所述電流值隨著溫度升高而增大。
按照上述各構(gòu)成，由于包括溫度補(bǔ)償型電壓源、電流控制部件、輸出電壓調(diào)整部件、或溫度補(bǔ)償用峰化電路，所以能夠防止隨著溫度升高峰化電流的峰值變小，并能夠避免LED發(fā)光強(qiáng)度的上升和下降延遲。從而能夠?qū)崿F(xiàn)有利于高速化、低功耗，同時(shí)工作溫度范圍寬的LED驅(qū)動電路。
為了解決上述問題，本發(fā)明的光纖鏈路用光發(fā)射機(jī)的特征在于包括LED和上述任何一個(gè)結(jié)構(gòu)的LED驅(qū)動電路。由此，能夠提供低電流消耗并且能夠容易實(shí)現(xiàn)LED發(fā)光高速化的光纖鏈路用光發(fā)射機(jī)。
本發(fā)明可以作為使用LED作為發(fā)光元件的光纖鏈路用光發(fā)射機(jī)(數(shù)字音頻用光發(fā)射機(jī)、車載光纖用光發(fā)射機(jī)、高速光耦合器用光發(fā)射機(jī)等)以及適用于此的低電流消耗并且高速發(fā)光的LED驅(qū)動電路來使用。
在發(fā)明詳細(xì)說明項(xiàng)中給出的具體實(shí)施形態(tài)或?qū)嵤┓绞酵耆怯脕碚f明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，不應(yīng)該只限定于這些具體例子來狹義解釋，并可以在本發(fā)明精神和下面所述的權(quán)利要求的范圍內(nèi)，進(jìn)行各種變化。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光二極管驅(qū)動電路，包括由柵極相互連接的第一MOS晶體管(4)和第二MOS晶體管(5)構(gòu)成的電流鏡像電路(6)、用來向第一MOS晶體管(4)供給驅(qū)動發(fā)光二極管(17)電流的電流供給部件(12)、連接發(fā)光二極管(17)并連接到第二MOS晶體管(5)的發(fā)光二極管連接端子(16)，其特征在于，在該發(fā)光二極管驅(qū)動電路中還包括用來將用于控制發(fā)光二極管(17)的點(diǎn)亮/熄滅的ON/OFF信號輸入到第二MOS晶體管(5)的源極的ON/OFF信號輸入部件(1～3、14、41～43)，和連接于第二MOS晶體管(5)的漏極和源極之間、用來峰化在發(fā)光二極管(17)中流動的電流以產(chǎn)生峰化電流的峰化電路(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所記載的發(fā)光二極管驅(qū)動電路，還包括設(shè)置在上述ON/OFF信號輸入部件(1～3、14、41～43)中，用來反轉(zhuǎn)ON/OFF信號的反相器(1～3)，和連接到第一MOS晶體管(4)，對上述反相器(1～3)的開路電阻引起的第二MOS晶體管(5)的漏極-源極間電流偏移進(jìn)行補(bǔ)償?shù)牡谌齅OS晶體管(31)。
3.一種發(fā)光二極管驅(qū)動電路，包括由基極相互連接的第一雙極性晶體管(24)和第二雙極性晶體管(25)構(gòu)成的電流鏡像電路(26)、用來向第一雙極性晶體管(24)供給驅(qū)動發(fā)光二極管(17)的驅(qū)動電流的電流供給部件(12)、連接發(fā)光二極管(17)并連接到第二雙極性晶體管(25)的發(fā)光二極管連接端子(16)，其特征在于，在該發(fā)光二極管驅(qū)動電路中還包括用來將用于控制發(fā)光二極管(17)的點(diǎn)亮/熄滅的ON/OFF信號輸入到第二雙極性晶體管(25)的發(fā)射極的ON/OFF信號輸入部件(1～3、14、41～43)，和連接于第二雙極性晶體管(25)的集電極和發(fā)射極之間、用來峰化在發(fā)光二極管(17)中流動的電流以產(chǎn)生峰化電流的峰化電路(7)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所記載的二極管驅(qū)動電路，還包括設(shè)置在上述ON/OFF信號輸入部件(1～3、14、41～43)中，用來反轉(zhuǎn)ON/OFF信號的反相器(1～3)，和連接到第一雙極性晶體管(24)，對上述反相器(1～3)的開路電阻產(chǎn)生的第二雙極性晶體管(25)的集電極-發(fā)射極間電流偏移進(jìn)行補(bǔ)償?shù)牡谌齅OS晶體管(31)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或4所記載的LED驅(qū)動電路，還包括用來供給電壓的溫度補(bǔ)償型電壓源(41)，其電壓值隨著溫度的升高而上升，所述溫度補(bǔ)償型電壓源(41)直接或間接連接到第三MOS晶體管(31)的柵極。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或3所記載的LED驅(qū)動電路，還包括用來控制從電流提供部件(12)流過電流鏡像電路(6、26)的電流的電流控制部件(41、44)，其電流值隨著溫度升高而變大。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或3所記載的發(fā)光二極管驅(qū)動電路，上述ON/OFF信號輸入部件(1～3、14、41～43)包括反轉(zhuǎn)作為反轉(zhuǎn)上述ON/OFF信號而得到的反轉(zhuǎn)ON/OFF信號并產(chǎn)生上述ON/OFF信號的反相器(3)，和隨著溫度升高增大上述反相器(3)的輸出電壓振幅的輸出電壓調(diào)整部件(41～43)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所記載的發(fā)光二極管驅(qū)動電路，上述ON/OFF信號輸入部件(1～3、14、41～43)包含用來向上述反相器(3)提供作為反轉(zhuǎn)上述ON/OFF信號得到的反轉(zhuǎn)ON/OFF信號的反轉(zhuǎn)ON/OFF信號提供部件(1、2、14)；上述輸出電壓調(diào)整部件(41～43)包含提供電壓的溫度補(bǔ)償型電壓源(41)，其電壓值隨著溫度升高而上升，插入在上述反轉(zhuǎn)ON/OFF信號提供部件(1、2、14)和上述反相器(1～3)的輸入端之間并且其控制端連接到上述溫度補(bǔ)償型電壓源(41)的第一調(diào)整用晶體管(43)，以及處于用來向上述反相器(1～3)提供電源電壓的電源和介于反相器(1～3)的電源電壓輸入端(15)之間并且其控制端連接到上述溫度補(bǔ)償型電壓源(41)的第二調(diào)整用晶體管(42)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或3所記載的發(fā)光二極管驅(qū)動電路，還包括相對于上述峰化電路(7)并聯(lián)連接，用來峰化發(fā)光二極管(17)中流動的電流以便產(chǎn)生進(jìn)行溫度補(bǔ)償用峰化電流的溫度補(bǔ)償用峰化電路(107)，其電流值隨溫度上升而變大。
10.一種光纖鏈路用光發(fā)射機(jī)，包括發(fā)光二極管(17)和發(fā)光二極管驅(qū)動電路(10、20、30、40、50、60)，上述發(fā)光二極管驅(qū)動電路(10、20、30、40、50、60)包括由柵極相互連接的第一MOS晶體管(4)和第二MOS晶體管(5)構(gòu)成的電流鏡像電路(6)；向第一MOS晶體管(4)提供驅(qū)動發(fā)光二極管(17)的電流的電流提供部件(12)；以及用于連接發(fā)光二極管(17)，并連接到第二MOS晶體管(5)的發(fā)光二極管連接端子(16)，其特征在于，在所述光纖鏈路用光發(fā)射機(jī)中還包括用來向第二MOS晶體管(5)的源極輸入用于控制發(fā)光二極管(17)點(diǎn)亮/熄滅的ON/OFF信號的ON/OFF信號輸入部件(1～3、14、41～43)；以及連接在第二MOS晶體管(5)的漏極和源極之間，用來峰化在發(fā)光二極管(17)中流動的電流以產(chǎn)生峰化電流的峰化電路(7)。
11.一種光纖鏈路用光發(fā)射機(jī)，包括發(fā)光二極管(17)和發(fā)光二極管驅(qū)動電路(10、20、30、40、50、60)，上述發(fā)光二極管驅(qū)動電路(10、20、30、40、50、60)包括由基極相互連接的第一雙極性晶體管(24)和第二雙極性晶體管(25)構(gòu)成的電流鏡像電路(26)；向第一雙極性晶體管(24)提供驅(qū)動發(fā)光二極管(17)的驅(qū)動電流的電流提供部件；以及用于連接發(fā)光二極管(17)，并連接到第二雙極性晶體管(25)的發(fā)光二極管連接端子(16)，其特征在于，在所述光纖鏈路用光發(fā)射機(jī)中，還包括用來向第二雙極性晶體管(25)的發(fā)射極輸入用于控制發(fā)光二極管(17)點(diǎn)亮/熄滅的ON/OFF信號的ON/OFF信號輸入部件(1～3、14、41～43)；以及連接于第二雙極性晶體管(25)的集電極和發(fā)射極之間，用來峰化在發(fā)光二極管(17)中流動的電流以產(chǎn)生峰化電流的峰化電路(7)。
全文摘要
一種LED驅(qū)動電路，除了包括由柵極相互連接的N溝道MOS晶體管構(gòu)成的電流鏡像電路，向N溝道MOS晶體管提供驅(qū)動LED的驅(qū)動電流的恒流源，用于連接LED，并連接到N溝道MOS晶體管的LED連接端子，還包括用來向N溝道MOS晶體管的源極輸入控制LED點(diǎn)亮/熄滅的ON/OFF信號的輸入端子和反相器，和連接到N溝道MOS晶體管的漏極和源極之間，用來峰化在LED中流動的電流以便產(chǎn)生峰化電流的峰化電路。由此，能夠提供一種容易實(shí)現(xiàn)低電流消耗和LED發(fā)光高速化的LED驅(qū)動電路及使用該電路的光纖鏈路用光發(fā)射機(jī)。
文檔編號H03K17/78GK1677905SQ20051006854
公開日2005年10月5日 申請日期2005年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月4日
發(fā)明者清水隆行 申請人:夏普株式會社