JP2003338744A - 定電流スイッチング回路 - Google Patents

定電流スイッチング回路

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JP2003338744A
JP2003338744A JP2002146475A JP2002146475A JP2003338744A JP 2003338744 A JP2003338744 A JP 2003338744A JP 2002146475 A JP2002146475 A JP 2002146475A JP 2002146475 A JP2002146475 A JP 2002146475A JP 2003338744 A JP2003338744 A JP 2003338744A
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transistor
current
transistors
constant current
gate
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Hideaki Obara
英明 小原
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New Japan Radio Co Ltd
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New Japan Radio Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 定電流スイッチング回路の直線性と高速性を
実現する。 【解決手段】 定電流源4が接続される基準側のPMO
SトランジスタQ1と負荷が接続される出力側のPMO
SトランジスタQ2からカレントミラー回路を構成す
る。PMOSトランジスタQ1,Q2のゲート間にPM
OSトランジスタQ3を接続し、PMOSトランジスタ
Q2のソース・ゲート間にPMOSトランジスタQ4を
接続する。入力する制御信号の差動信号によりPMOS
トランジスタQ3,Q4を差動的に駆動する。

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明はLED(発光素子)
やLD(レーザダイオード)等の負荷を定電流で駆動す
る定電流スイッチング回路に関し、特に直線性および高
速性が良好なスイッチング動作を行う技術に関するもの
である。 【0002】 【従来の技術】図4に、従来の定電流スイッチング回路
を示す。図4において、1は制御信号パルスを発生する
制御信号源、2はその制御信号源1から制御信号パルス
が入力する入力端子、3はその制御信号パルスの差動信
号を出力する制御部、4は基準電流Irefが設定される
定電流源、5は出力端子、6は出力端子5に接続される
LED、LD等の負荷である。 【0003】制御信号パルスが入力端子2より制御部3
に入力されると、その制御部3の差動出力はNPNトラ
ンジスタQ5,Q6及び定電流源4で構成される差動増
幅器に入力される。そして、トランジスタQ6のコレク
タ電流は、PNPトランジスタQ7、Q8で構成される
カレントミラー回路により、出力端子5から負荷6へ定
電流を供給する。 【0004】ここで、定電流源4は負荷に応じた任意の
基準電流Irefに設定され、制御部3に入力した制御信
号パルスは、トランジスタQ5,Q6が交互に完全にO
N/OFFするような電圧に変換される。この動作によ
り、スイッチングされた電流IrefがトランジスタQ6
のコレクタに流れ、これがトランジスタQ7,Q8で構
成されるカレントミラー回路によりトランジスタQ8側
に転移され、出力端子5から出力電流Ioutとして負荷
6ヘ供給される。カレントミラー回路の比率をNとすれ
ば、理想的にはIout=N・Irefとなる。 【0005】 【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
回路構成では、トランジスタQ6、Q7、Q8のベース
電流により出力電流Ioutに誤差が発生し、この結果、
基準電流Irefに対する出力電流Ioutの直線性が低下す
るという問題があった。 【0006】ここで、NPNトランジスタの電流増幅率
をβn、PNPトランジスタの電流増幅率をβpとすれ
ば、出力電流値Ioutは、 Iout=N・{(βn/(1+βn)}{βp/(1+
N+βp)}・Iref で表すことができる。 【0007】この式から分かるように、出力電流Iout
は電流増幅率βn,βpの誤差を含むことになる。ま
た、通常、電流増幅率βn,βpは電流の増加と共に低
下するため、大電流領域においてこの誤差は顕著とな
り、基準電流Irefに対する直線性が損なわれることに
なる。 【0008】図5に上記回路によるIref−Ioutの特性
を示す。実線で示す実際の特性は波線で示す理想特性に
対して基準電流Irefが大きくなるほど大きな誤差が生
じている。また図6にスイッチング動作の波形を示す。
上記回路ではスイッチングの立ち上がり時間Tr、立ち
下がりTfは短く、共に良好である。このように、図4
に示す従来回路では、スイッチング時間は良好である
が、電流増幅率βn,βpの誤差により直線性が低下す
るという問題があった。 【0009】図7に別の従来の回路図を示す。この回路
は、電流増幅率βn,βpによる誤差を低減するため
に、バイポーラトランジスタに代えて、Q5、Q6、Q
7、Q8としてPMOSトランジスタを使用したもので
ある。図8はこの図7に示す回路によるIref−Ioutの
特性を示す図であり、前記した図5の特性と比較して誤
差が低減されている。 【0010】しかしながら、図7の回路においては、ト
ランジスタQ7,Q8をONさせるにはゲート容量を充
電する必要がある。スイッチング動作を考えると、トラ
ンジスタQ6がOFF→ONに遷移したとき、トランジ
スタQ7,Q8のゲートは基準電流Irefにより充電が
開始され、この基準電流Irefとゲート容量により決定
される充電時間が経過するまで、出力電流は設定した値
まで達しない。また、トランジスタQ6がON→OFF
に遷移したときトランジスタQ7,Q8のゲートはトラ
ンジスタQ7のドレインより自然放電されるが、これら
の充放電の時間はトランジスタQ7,Q8のサイズによ
り決まり、図4に示す回路と同等な電流能力を得ようと
すると、充放電時間が大きくなる。 【0011】この結果、入力する制御信号パルスにトラ
ンジスタQ7,Q8が追従できなくなり、スイッチング
の立ち上がり時間Tr、立ち下がり時間Tfが遅くなる
という問題がある。図9にこのスイッチング動作の波形
を示した。図4に示す回路の動作波形である図5の波形
と比較して、その時間Tr、Tfが長くなっている。 【0012】本発明は以上のような点に鑑みてなされた
もので、その目的は、直線性および高速性の両者が良好
なスイッチング特性を満足した定電流スイッチング回路
を提供することである。 【0013】 【課題を解決するための手段】請求項1にかかる発明
は、定電流源が接続される基準側の第1のMOSトラン
ジスタと負荷が接続される出力側の第2のMOSトラン
ジスタからカレントミラー回路を構成し、該第1,第2
のMOSトランジスタのゲート間に第3のMOSトラン
ジスタを接続し、前記第2のMOSトランジスタのソー
ス・ゲート間に第4のMOSトランジスタを接続し、前
記第1乃至第4のMOSトランジスタを同じ導電型と
し、入力する制御信号の差動信号により前記第3,第4
のMOSトランジスタを差動的に駆動し、前記第2のM
OSトランジスタをスイッチングすることを特徴とする
定電流スイッチング回路とした。 【0014】 【発明の実施の形態】図1は本発明の1つの実施形態の
定電流スイッチング回路を示す図であり、図4と同じも
のには同じ符号を付けた。Q1、Q2、Q3、Q4はP
MOSトランジスタである。そのうちのトランジスタQ
1は基準電流Irefの電流源4に直列接続され、トラン
ジスタQ2は負荷6と直列接続され、これらトランジス
タQ1,Q2はトランジスタQ3を介してカレントミラ
ー接続されている。すなわち、トランジスタQ3はトラ
ンジスタQ1,Q2のゲート間を導通/遮断するよう接
続されている。また、トランジスタQ4はトランジスタ
Q2のゲート・ソース間に接続されている。そして、ト
ランジスタQ3,Q4のゲートは、制御部3の差動出力
に接続されている。 【0015】次に、動作を説明する。電流源4の基準電
流Irefは負荷6のドライブレベルに応じて任意の値に
設定されている。この基準電流Irefは常にトランジス
タQ1に流れており、トランジスタQ1には基準電流I
refに対するゲート・ソース間電圧Vgsが発生してい
る。制御信号パルスが入力端子2に印加され、制御部3
を介してトランジスタQ3,Q4のゲートに差動のパル
スが伝送されると、そのトランジスタQ3,Q4の一方
がON、他方がOFFとなる。ここで制御部3の出力電
圧は、トランジスタQ3,Q4が非飽和領域での動作と
なるような電圧に設定されている。 【0016】トランジスタQ3のゲートが「L」(低電
圧)、トランジスタQ4のゲートが「H」(高電圧)に
なっているときは、トランジスタQ3がON、トランジ
スタQ4がOFFし、この結果トランジスタQ1,Q2
で完全なカレントミラー回路が構成され、トランジスタ
Q2のドレインに基準電流IrefのN倍(Nはカレント
ミラーの比率)に対応したドレイン電流が流れ、出力端
子5より負荷に供給される。 【0017】逆に、トランジスタQ3のゲートが
「H」、トランジスタQ4のゲートが「L」のときは、
トランジスタQ3がOFF、トランジスタQ4がON
し、トランジスタQ2はそのゲートが電源電位
(「H」)となりOFFする。 【0018】本実施形態ではこのような構造・動作にな
っているから、トランジスタQ3のゲートに印加する制
御信号が「H」→「L」に遷移する過渡期に、トランジ
スタQ3のゲート・ドレイン間容量により、トランジス
タQ2のゲートを充電する働きをする。また、トランジ
スタQ4は前記制御信号が「L」→「H」に遷移する過
渡期に、トランジスタQ2のゲート電位を強制的に電源
電位としゲートの電荷を放電する。これらにより、トラ
ンジスタQ2のゲート容量への充放電時間を短縮され
る。図2はこの回路のIref−Ioutの特性図であり、小
さな誤差となっている。また図3はこの回路のスイッチ
ング波形であり、立ち上がり時間Tr、立ち下がり時間
Tfが高速化されている。 【0019】なお、上記説明では、PMOSトランジス
タで定電流スイッチング回路を構成する場合について説
明したが、本発明はNMOSトランジスタで同様に定電
流スイッチング回路を構成した場合においても、誤差の
低減および高速化を実現できることは言うまでもない。 【0020】 【発明の効果】本発明ではMOSトランジスタを使用す
るので、バイポーラトランジスタのベース電流によるよ
うな誤差がなくなり直性性が良好となり、また出力トラ
ンジスタのゲートの充放電時間が短縮されるので、スイ
ッチングの立ち上がり時間、立ち下がり時間が高速化さ
れた出力電流を得ることができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】 【図1】 本発明の定電流スイッチング回路の一実施例
示す図である。 【図2】 本発明の一実施例における出力電流と基準電
流の関廃を示す特性例である。 【図3】 本発明の定電流スイッチング回路の動作例を
示す波形図である。 【図4】 従来の定電流スイッチング回路の一実施例を
示す図である。 【図5】 従来の一実施例における出力電流と基準電流
の関係を示す特性例である。 【図6】 従来の定電流スイッチング回路の動作例を示
す波形図である。 【図7】 従来の定電流スイッチング回路の他の一例を
示す図である。 【図8】 従来の他の一実施例における出力電流と基準
電流の関係を示す特性例である。 【図9】 従来の他の定電流スイッチング回路の動作例
を示す波形図である。 【符号の説明】 1:制御信号源、2:入力端子、3:制御部、4:定電
流源、5:出力端子、6:負荷
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5H420 BB13 CC02 DD02 EA12 EA18 EA23 EA24 EA39 EA42 EB01 EB37 NA16 NA17 NA28 NA32 NB03 NB12 NB25 NB36 NC02 NC22 NC23 NE25 5J055 AX02 AX11 BX16 CX29 DX14 DX22 EY21 EZ03 EZ04 EZ09 GX01 GX06 5J091 AA01 AA43 CA21 CA65 FA20 HA10 HA17 KA05 KA09 MA21 TA02 TA06

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】定電流源が接続される基準側の第1のMO
    Sトランジスタと負荷が接続される出力側の第2のMO
    Sトランジスタからカレントミラー回路を構成し、該第
    1,第2のMOSトランジスタのゲート間に第3のMO
    Sトランジスタを接続し、前記第2のMOSトランジス
    タのソース・ゲート間に第4のMOSトランジスタを接
    続し、前記第1乃至第4のMOSトランジスタを同じ導
    電型とし、入力する制御信号の差動信号により前記第
    3,第4のMOSトランジスタを差動的に駆動し、前記
    第2のMOSトランジスタをスイッチングすることを特
    徴とする定電流スイッチング回路。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007226627A (ja) * 2006-02-24 2007-09-06 Seiko Instruments Inc ボルテージレギュレータ
US7362142B2 (en) 2003-12-11 2008-04-22 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Current source apparatus, light-emitting-device apparatus and digital-analog converting apparatus
JP2009199501A (ja) * 2008-02-25 2009-09-03 Seiko Instruments Inc ボルテージレギュレータ
DE102008014425A1 (de) * 2008-03-13 2009-10-08 Atmel Automotive Gmbh Treiberschaltung, Verfahren zum Betrieb und Verwendung eines Stromspiegels einer Treiberschaltung
JP4824755B2 (ja) * 2005-06-22 2011-11-30 クゥアルコム・インコーポレイテッド 低リーク電流源および能動回路
WO2014199818A1 (ja) * 2013-06-14 2014-12-18 富士電機株式会社 ゲート駆動回路

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7362142B2 (en) 2003-12-11 2008-04-22 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Current source apparatus, light-emitting-device apparatus and digital-analog converting apparatus
JP4824755B2 (ja) * 2005-06-22 2011-11-30 クゥアルコム・インコーポレイテッド 低リーク電流源および能動回路
JP2007226627A (ja) * 2006-02-24 2007-09-06 Seiko Instruments Inc ボルテージレギュレータ
JP2009199501A (ja) * 2008-02-25 2009-09-03 Seiko Instruments Inc ボルテージレギュレータ
DE102008014425A1 (de) * 2008-03-13 2009-10-08 Atmel Automotive Gmbh Treiberschaltung, Verfahren zum Betrieb und Verwendung eines Stromspiegels einer Treiberschaltung
DE102008014425B4 (de) * 2008-03-13 2012-03-29 Atmel Automotive Gmbh Treiberschaltung mit einem Dämpfungsnetzwerk unter Verwendung eines Stromspiegels
US8154217B2 (en) 2008-03-13 2012-04-10 Atmel Corporation Driver circuit, method for operating and use of a current mirror of a driver circuit
WO2014199818A1 (ja) * 2013-06-14 2014-12-18 富士電機株式会社 ゲート駆動回路
US9525414B2 (en) 2013-06-14 2016-12-20 Fuji Electric Co., Ltd. Gate drive circuit providing constant driving current

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