CN2508461Y

CN2508461Y - 发光二极管的驱动电路

Info

Publication number: CN2508461Y
Application number: CN 01231993
Authority: CN
Inventors: 夏建国; 林逸彬
Original assignee: Hupusheng Sci & Tech Co Ltd
Current assignee: Hupusheng Sci & Tech Co Ltd
Priority date: 2001-08-15
Filing date: 2001-08-15
Publication date: 2002-08-28
Anticipated expiration: 2011-08-15

Abstract

一种发光二极管的驱动电路,其为驱动电流源电路,包括:三个晶体管及一发光二极管;二个晶体管的发射极相互连接,二个晶体管之一的集电极连接发光二极管的一极,发光二极管的另一极连接另一晶体管的集电极,第三晶体管的集电极连接第一及第二晶体管的发射极;还包括一个与发光二极管并联的电阻元件;电阻元件可降低发光二极管的反应时间。本实用新型适用于以塑料光纤为介质的光信号通信电路中,可有效提高工作频率。

Description

发光二极管的驱动电路

(一)技术领域

本发明涉及一种电路，特别是一种用于以发光二极管为发射光源的光纤电路中的发光二极管的驱动电路。

(二)背景技术

塑料光纤通信为一种利用光信号，以塑料为光传播介质的通信装置，其主要将输入的电压信号，转换成电流信号，用以驱动发光二极管(LED)而产生光信号，再由塑料介质，将光信号传送到接收端。光接收端为一个光电二极管，可将光信号转换成电流信号，经由一个放大器将电流信号转换成电压信号，这样可达到光通信的目的。如图1A，其用以显示一个现有的塑料光纤系统，图1B标示在图1A中各点的信号示意图。

在图1A中，光发射控制集成电路及发光二极管的现有技术可以图2A及图2B表示，即经由控制电流源的电流，控制发光二极管的驱动电流；图3A及图3B为现有技术的一实施例，分别以NMOS及PMOS元件控制电流源，而达到图2A及图2B中的需求。

图4A及图4B为现有技术的另一个实施例，其中，图4A的驱动电流源电路包括第一晶体管1、第二晶体管2及第三晶体管3，这些晶体管都是NPN型晶体管；其中，晶体管1与晶体管2的发射极相互连接，且晶体管1的集电极连接外部电源，晶体管2的集电极连至发光二极管4的N极；第三晶体管3的集电极连接至晶体管1及晶体管2的发射极，而其发射极接地。如上述的电路，将电流源与控制信号分开，以使发光二极管4驱动状态较为稳定。

如图4B，驱动电流源电路也包括三个晶体管，即第四晶体管5、第五晶体管6及第六晶体管7，但这些晶体管都是PNP型晶体管；其中，第四晶体管5的集电极接地，第五晶体管6的集电极连接至发光二极管4的P极；第六晶体7的集电极连接至晶体管5及晶体管6的发射极，而其发射极连接外部电源。上述电路，亦可将电流源与控制信号分开，故可使发光二极管4驱动状态较为稳定。

然而，在上述现有技术中，因为对信号反应速度无特别处理，所以反应速度完全由发光二极管4驱动部分所引起的延迟时间所决定，而由图5可知，该延迟时间可区分成两部分，其一为从低变高转态时的时间延迟T_DLH，另一为从高变低的时间延迟T_DHL。若T_DLH等于T_DHL时，则信号传递除了延迟时间的影响，工作频率由T_DLH或T_DHL决定。但若T_DLH不等于T_DHL时，则当频率上升到某一频率时，信号将受限于T_DLH及T_DHL中较大者，则信号将不再转换，故无法正常传输。因此，缩短T_DLH及T_DHL，并使T_DLH等于T_DHL，可作为改善工作频率的一种方法。

(三)发明内容

本发明的目的在于提供一种具有较高工作频率的发光二极管的驱动电路，其可解决上述在高频信号传递时出现的问题，适用于以塑料光纤为介质的光信号通信中，可有效地提高通信的工作频率。

为达到上述目的，本实用新型采取如下技术措施：

本实用新型的发光二极管的驱动电路，其为一个驱动电流源电路，驱动电流源电路包括：三个晶体管及一个发光二极管；二个晶体管的发射极相互连接，二个晶体管中的一个晶体管的集电极连接发光二极管的一极，发光二极管的另一极连接另一晶体管的集电极，第三晶体管的集电极连接第一及第二晶体管的发射极；还包括一个电阻元件，电阻元件与发光二极管并联。

其中，所述三个晶体管都为NPN型晶体管，所述发光二极管与一晶体管的集电极的连接点连接一外部电源，所述第三晶体管的发射极接地。

其中，所述三个晶体管都为PNP型晶体管，所述第三晶体管的发射极连接一外部电源，所述发光二极管与一晶体管的集电极的连接点接地。

其中，所述驱动电流源电路提供电流时，所述发光二极管发光，作为逻辑为1的逻辑信号。

其中，所述驱动电流源电路控制电流不流通，所述发光二极管不发光，以作为逻辑为0的逻辑信号。

与现有技术相比，本实用新型具有如下效果：

本实用新型由于在发光二极管上并联一个电阻元件，可以加速解除发光二极管中的多数载子，使本驱动电路可增加工作频率及降低对发光二极管的选择性；即可解决现有技术中，在高频信号传递时出现的问题，适用于以塑料光纤为介质的光信号通信中，可有效地提高通信的工作频率。

(四)附图说明

图1A：现有的塑料光纤发射及接收系统的电路示意图；

图1B：现有的塑料光纤发射及接收系统的各关键点的波形示意图；

图2A、2B：分别为现有发光二极管驱动电路的示意图；

图3A、3B：分别为现有发光二极管驱动电路一实施例的电路图；

图4A、4B：分别为现有发光二极管驱动电路另一实施例的电路图；

图5：现有塑料光纤发射及接收的时间延迟状态的示意图；

图6A：本实用新型第一实施例的电路图；

图6B：本实用新型第二实施例的电路图；

图7A、7B：分别为现有发光二极管驱动电路组成的塑料光纤系统的输入电压及输出电压的量测结果；

图8A、8B：分别为现有发光二极管驱动电路组成的塑料光纤系统的输入电压及输出电压的量测结果；其中，图8B显示丢失数据的现象；

图9A、9B：分别为本实用新型的发光二极管驱动电路组成的塑料光纤系统，在电阻R＝1000Ω时输入电压及输出电压的量测结果；

图10A、10B：分别为本实用新型的发光二极管驱动电路组成的塑料光纤系统，在电阻R＝500Ω时输入电压及输出电压的量测结果；图10B显示丢失数据现象被克服的状况。

(五)具体实施方式

结合附图及实施例对本实用新型的结构特征详细说明如下：

如图6A及图6B所示，其显示本发明的第一及第二实施例。

在图6A的第一实施例中，驱动电流源电路包括三个晶体管，其中，第一、第二及第三晶体管1’、2’、3’都为NPN型晶体管，第一与第二晶体管1’、2’的发射极相互连接，且第一晶体管1’的集电极连接一外部电源，第二晶体管2’的集电极连接至所述发光二极管4’与电阻元件8’的连接处；第三晶体管3’的集电极连至第一晶体管1’及第二晶体管2’的发射极，第三晶体管3’的发射极接地。

在图6B的第二实施例中，驱动电流源电路包括第四、第五及第六晶体管5’、6’、7’，该三个晶体管都是PNP型晶体管，第四与第五晶体管5’、6’的发射极相互连接，第四晶体管5’的集电极接地，第五晶体管6’的集电极连接至所述发光二极管4’与所述电阻元件8’的连接处；第六晶体管7’的集电极连接至第四及第五晶体管5’、6’的发射极，第六晶体管7’的发射极连接一外部电源。

相较于图4A及图4B所示的现有技术，除了在发光二极管4’的两端并联一个电阻8’外，图6A及图6B分别采用如同图4A及图4B的驱动电流源电路，即其中各分别设有NPN型的晶体管1’、2’、3’及PNP型的晶体管5’、6’、7’，而其各与外部电源连接，如图6A及图6B所示。

因此，图6A及图6B所示的电路，亦如同图4A及图4B，可将电流源与控制信号分开，以使发光二极管4’驱动较为稳定。另一方面，如图6A及图6B所示，当控制发光二极管4’从通过电流转换成不通过电流状态，电阻8’可加速解除发光二极管4’内的多数载子，以减少发光二极管4’的反应时间，而导通状态转换成不导通状态的反应时间是塑料光纤信号通信的速度瓶颈，故并联电阻8’可大大改善工作频率。

图6A及图6B中的电阻8’的阻值，可根据发光二极管4’的种类而异，以达到减少发光二极管4’反应时间的效果。因此，如图6A及图6B所示的电路，可利用改变电阻8’的电阻值的方式，降低不同种类发光二极管4’所引起的速度限制。

以下，将就如图4A或图4B所示的现有发光二极管驱动电路组成如图1A所示的塑料光纤系统，与如图6A或图6B所示的本实用新型的发光二极管驱动电路组成的塑料光纤系统，而分别输入并量测一组电压信号，并于该塑料光纤系统的接收端量测其输出电压信号，以比较两者的效果。

如图7A及图7B所示，其分别是图4A或图4B所示的现有发光二极管驱动电路组成如图1A的塑料光纤系统的量测结果。其中图7A及图7B分别为“电压输入”及“电压输出”的量测结果，且T_DLH约为100ns，T_DHL约为230ns，“电压输入”的“高”电压约为120ns。其中，T_DHL＞T_DLH，这将使得“低”状态较不易反应。

如图8A及图8B所示，其表示举例说明上述的“低”状态不易反应的情况。即在图8A的“电压输入”波形中，两个“高”关态之间夹一个“低”状态，“低”状态时间为120ns，则在图8B“电压输出”此一“低”状态时，已出现“丢失”现象，故无法正确地反应输入的电压信号。

如图9A及图9B，其是图6A或图6B使用1000Ω的电阻8’后，而组成上述的塑料光纤系统，并输入如图7A所示的电压信号后的量测结果。其中，T_DLH约为100ns，T_DHL约为200ns。故相较于图7A及图7B，T_DHL下降30ns，所以，已改善了图7A及图7B中的T_DLH及T_DHL的差距。

如图10A及图10B所示，其是图6A或图6B中使用500Ω的电阻8’后而组成上述的塑料光纤系统，并输入类似于图8A的电压信号后的量测结果。其中T_DLH可保持在100ns，且T_DHL更进一步缩小到190ns，所以T_DLH及T_DHL的差距更进一步被改善。同时在图10B中，并没有如图8B中所示的数据丢失的情形。

而T_DHL被改善的原因是原先导通的发光二极管4’，在并联电阻8’后，发光二极管4’的N极电压更易提高，故易于克服发光二极管4’内的电容。

Claims

1、一种发光二极管的驱动电路，其为一个驱动电流源电路，驱动电流源电路包括：三个晶体管及一个发光二极管；二个晶体管的发射极相互连接，二个晶体管中的一个晶体管的集电极连接发光二极管的一极，发光二极管的另一极连接另一晶体管的集电极，第三晶体管的集电极连接第一及第二晶体管的发射极；其特征在于，还包括一个电阻元件，电阻元件与发光二极管并联。

2、根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，所述三个晶体管都为NPN型晶体管，所述发光二极管与一晶体管的集电极的连接点连接一外部电源，所述第三晶体管的发射极接地。

3、根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，所述三个晶体管都为PNP型晶体管，所述第三晶体管的发射极连接一外部电源，所述发光二极管与一晶体管的集电极的连接点接地。

4、根据权利要求2或3所述的驱动电路，其特征在于，所述驱动电流源电路提供电流时，所述发光二极管发光，作为逻辑为1的逻辑信号。

5、根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，所述驱动电流源电路控制电流不流通，所述发光二极管不发光，以作为逻辑为0的逻辑信号。