JP2004185739A - 高速スイッチング回路 - Google Patents
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Abstract
【課題】従来、2つのカレントミラー回路と差動スイッチ回路の構成でレーザダイオードを駆動する時、駆動する電流が小さいとカレントミラー回路の寄生容量によりレーザダイオードの立ち上がり速度が遅くなるという問題があった。
【解決手段】一端をPNPトランジスタ6のベースに接続した容量13を設け、LD(レーザダイオード)12のオンオフ状態が切り換えられる時のNPNトランジスタ10のコレクタ電位の変動がPNPトランジスタ6の寄生容量24を介してPNPトランジスタ6のベース電位に影響することにより変動しようとするPNPトランジスタ6のベース電位の変動分をキャンセルするための加算信号Bを容量13の他端に与える。これにより、カレントミラー回路21のベース電位Aの揺らぎを抑え、LD12を駆動する電流が小さい場合にも、LD12に供給する電流の応答時間を早くできる。
【選択図】 図1
【解決手段】一端をPNPトランジスタ6のベースに接続した容量13を設け、LD(レーザダイオード)12のオンオフ状態が切り換えられる時のNPNトランジスタ10のコレクタ電位の変動がPNPトランジスタ6の寄生容量24を介してPNPトランジスタ6のベース電位に影響することにより変動しようとするPNPトランジスタ6のベース電位の変動分をキャンセルするための加算信号Bを容量13の他端に与える。これにより、カレントミラー回路21のベース電位Aの揺らぎを抑え、LD12を駆動する電流が小さい場合にも、LD12に供給する電流の応答時間を早くできる。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は光ディスク装置用光ピックアップの光源として使われるレーザダイオード(以下「LD」という)出力の高速スイッチング回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、光ディスク装置用光ピックアップの光源として使われるLD出力の高速スイッチング回路は、光ディスク装置の大容量化および高速化に進むにつれLDの応答時間が問題にされるようになってきた。例えば、特許文献1には、レーザ駆動装置の構成が開示されているが、この場合、レーザ電流そのものを差動回路でオン/オフしているため、レーザ電流が小さい時、差動回路のトランジスタに流れ込む電流が減少し、スイッチング速度が遅くなってしまう。
【0003】
以下に従来のカソード型高速スイッチング回路について説明する。
【0004】
図15(a)は従来のカソード型高速スイッチング回路の構成図であり、1、5は抵抗、2、4、6はPNPトランジスタ、3は可変電流源、7、8、10、11はNPNトランジスタ、9は電流源、12はLD、21、23はカレントミラー回路、22は差動スイッチ回路、MDPとMDNは差動スイッチ回路22の制御信号、Vccは電源である。図15(b)は図15(a)の構成における主要部分の信号波形図である。
【0005】
この従来のカソード型高速スイッチング回路は、カレントミラー回路21と差動スイッチ回路22によってオン/オフさせ、出力された電流をカレントミラー回路23からLD12に供給されるが、PNPトランジスタ6のコレクタ−ベース間の寄生容量24によりLD12に供給する電流の応答時間が遅いことが一般的に知られている。
【0006】
以上のように構成されたカソード型高速スイッチング回路について、以下その動作を説明する。
【0007】
まず、カレントミラー回路21の可変電流源3で設定された電流が、差動スイッチ回路22の制御信号MDNがベースに接続されたNPNトランジスタ7と制御信号MDPがベースに接続されたNPNトランジスタ8において、MDN/MDPがLo(ロー)/Hi(ハイ)の時、NPNトランジスタ7がオフ、NPNトランジスタ8がオンして、カレントミラー回路23のNPNトランジスタ10に電流が供給され、LD12がオンする。また、MDN/MDPがHi/Loの時、NPNトランジスタ7がオン、NPNトランジスタ8がオフして、LD12がオフする。
【0008】
また、従来のアノード型高速スイッチング回路についても同様である。図16(a)は従来のアノード型高速スイッチング回路の構成図、図16(b)は図16(a)の構成における主要部分の信号波形図であり、図15と対応するものには同一符号を付し、動作も図15の場合と同様であるので説明を省略する。
【0009】
また、図15に示すカソード型、図16に示すアノード型のいずれの場合もPNP/NPNトランジスタの代わりにMOSトランジスタを用いて構成することができる。カソード型の場合を図17に示す。図17(a)はMOSトランジスタを用いて構成した従来のアノード型高速スイッチング回路の構成図、図17(b)は図17(a)の構成における主要部分の信号波形図であり、2、4、6は図15のPNPトランジスタに代えて用いたPチャネルMOSトランジスタ、7、8、10、11は図15のNPNトランジスタに代えて用いたNチャネルMOSトランジスタである。アノード型の場合も図16に対して同様にして構成できる。
【0010】
【特許文献1】
特公平7−95610号公報
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記の従来の構成では、LD12を駆動する電流が小さい場合に、差動スイッチ回路22のトランジスタに流れ込む電流が減少し、LD12のオンオフ状態が切り換えられる時のトランジスタ10のコレクタ電位の変動が寄生容量24を介してトランジスタ6のベース電位に影響してトランジスタ6のベース電位が変動し、そのため、LD12に供給する電流の応答時間が遅くなってLD12がオンする時の立ち上がりが遅れ、スイッチング速度が遅くなるという欠点を有していた。
【0012】
本発明は上記従来の問題点を解決するもので、LDを駆動する電流が小さい場合にもスイッチング速度を確保することのできる高速スイッチング回路を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項1記載の高速スイッチング回路は、エミッタが第1の抵抗を介して第1の電源に接続された第1のPNPトランジスタと、第1のPNPトランジスタのコレクタとグラウンドとの間に接続された第1の可変電流源と、エミッタが第1のPNPトランジスタのベースに接続され、ベースが第1のPNPトランジスタのコレクタに接続され、コレクタがグラウンドに接続された第2のPNPトランジスタと、エミッタが第2の抵抗を介して第1の電源に接続され、ベースが第1のPNPトランジスタのベースに接続された第3のPNPトランジスタと、コレクタが第1の電源に接続され、ベースに第1の制御信号を入力する第4のNPNトランジスタと、コレクタが第3のPNPトランジスタのコレクタに接続され、エミッタが第4のNPNトランジスタのエミッタに接続され、ベースに第2の制御信号を入力する第5のNPNトランジスタと、第4のNPNトランジスタおよび第5のNPNトランジスタのそれぞれのエミッタ同士の接続点とグラウンドとの間に接続された第2の電流源と、コレクタおよびベースが第3のPNPトランジスタのコレクタに接続された第6のNPNトランジスタと、コレクタが第1の電源に接続され、エミッタが第6のNPNトランジスタのエミッタに接続され、ベースが第6のNPNトランジスタのコレクタおよびベースに接続された第7のNPNトランジスタと、第6のNPNトランジスタおよび第7のNPNトランジスタのそれぞれのエミッタ同士の接続点とグラウンドとの間に接続されたLDとを備え、第1の制御信号と第2の制御信号によって第4のNPNトランジスタと第5のNPNトランジスタとのオンオフ状態が逆にされ、かつそれぞれのオンオフ状態が交互に切り換えられることによりLDのオンオフ状態が交互に切り換えられるようにした高速スイッチング回路(以下、カソード型高速スイッチング回路)であって、第3のPNPトランジスタのベースに容量の一端を接続し、LDのオンオフ状態が切り換えられる時の第6のNPNトランジスタのコレクタ電位の変動が第3のPNPトランジスタのコレクタ−ベース間の寄生容量を介して影響することにより変動しようとする第3のPNPトランジスタのベース電位の変動分をキャンセルするための信号を容量の他端に与えるようにしたことを特徴とする。
【0014】
請求項1の構成によれば、第3のPNPトランジスタのベースに容量を介して信号を与えることにより、LDのオンオフ状態が切り換えられる時の第6のNPNトランジスタのコレクタ電位の変動が第3のPNPトランジスタのコレクタ−ベース間の寄生容量を介して影響することにより変動しようとする第3のPNPトランジスタのベース電位の変動分をキャンセルし、第3のPNPトランジスタのベース電位の変動を抑えることができる。その結果、LDを駆動する電流が小さい場合にも、LDに供給する電流の応答時間を早くしてLDがオンする時の立ち上がりを早くすることができ、スイッチング速度を確保することができる。
【0015】
本発明の請求項2記載の高速スイッチング回路は、カソード型高速スイッチング回路であって、LDのオンオフ状態が切り換えられる時の第6のNPNトランジスタのコレクタ電位の変動が第3のPNPトランジスタのコレクタ−ベース間の寄生容量を介して影響することにより変動しようとする第3のPNPトランジスタのベース電位の変動分をキャンセルするために、第3のPNPトランジスタのベースに容量の一端を接続し、容量の他端に第2の制御信号を入力するようにしたことを特徴とする。
【0016】
請求項2の構成によれば、第3のPNPトランジスタのベースに容量を介して第2の制御信号を与えることにより、LDのオンオフ状態が切り換えられる時の第6のNPNトランジスタのコレクタ電位の変動が第3のPNPトランジスタのコレクタ−ベース間の寄生容量を介して影響することにより変動しようとする第3のPNPトランジスタのベース電位の変動分をキャンセルし、第3のPNPトランジスタのベース電位の変動を抑えることができる。その結果、LDを駆動する電流が小さい場合にも、LDに供給する電流の応答時間を早くしてLDがオンする時の立ち上がりを早くすることができ、スイッチング速度を確保することができる。
【0017】
本発明の請求項3記載の高速スイッチング回路は、カソード型高速スイッチング回路であって、LDのオンオフ状態が切り換えられる時の第6のNPNトランジスタのコレクタ電位の変動が第3のPNPトランジスタのコレクタ−ベース間の寄生容量を介して影響することにより変動しようとする第3のPNPトランジスタのベース電位の変動分をキャンセルするために、第1の電源と第4のNPNトランジスタのコレクタとの間に第3の抵抗を挿入するとともに第4のNPNトランジスタのコレクタと第3のPNPトランジスタのベースとの間に容量を接続したことを特徴とする。
【0018】
請求項3の構成によれば、第1の電源と第4のNPNトランジスタのコレクタとの間に第3の抵抗を挿入するとともに第4のNPNトランジスタのコレクタと第3のPNPトランジスタのベースとの間に容量を接続したことにより、LDのオンオフ状態が切り換えられる時の第6のNPNトランジスタのコレクタ電位の変動が第3のPNPトランジスタのコレクタ−ベース間の寄生容量を介して影響することにより変動しようとする第3のPNPトランジスタのベース電位の変動分をキャンセルし、第3のPNPトランジスタのベース電位の変動を抑えることができる。その結果、LDを駆動する電流が小さい場合にも、LDに供給する電流の応答時間を早くしてLDがオンする時の立ち上がりを早くすることができ、スイッチング速度を確保することができる。
【0019】
本発明の請求項4記載の高速スイッチング回路は、請求項3記載の高速スイッチング回路のおいて、第2の電流源を可変電流源にしたことを特徴とする。
【0020】
請求項4の構成によれば、請求項3と同様の効果が得られる。
【0021】
本発明の請求項5記載の高速スイッチング回路は、請求項3記載の高速スイッチング回路のおいて、第3の抵抗と第4のNPNトランジスタのコレクタとの間に第8のNPNトランジスタを挿入し、第8のNPNトランジスタのコレクタおよびベースを共通に第3の抵抗に接続し、第8のNPNトランジスタのエミッタを第4のNPNトランジスタのコレクタに接続したことを特徴とする。
【0022】
請求項5の構成によれば、請求項3と同様の効果が得られる。
【0023】
本発明の請求項6記載の高速スイッチング回路は、請求項5記載の高速スイッチング回路のおいて、第2の電流源を可変電流源にしたことを特徴とする。
【0024】
請求項6の構成によれば、請求項5と同様の効果が得られる。
【0025】
本発明の請求項7記載の高速スイッチング回路は、カソード型高速スイッチング回路であって、第6のNPNトランジスタのコレクタ電位をモニタし、このモニタするコレクタ電位の変動分を反転させた信号を第3のPNPトランジスタのベースに与えるモニタ回路を設けたことを特徴とする。
【0026】
請求項7の構成によれば、上記のモニタ回路を設けたことにより、LDのオンオフ状態が切り換えられる時の第6のNPNトランジスタのコレクタ電位の変動が第3のPNPトランジスタのコレクタ−ベース間の寄生容量を介して影響することにより変動しようとする第3のPNPトランジスタのベース電位の変動分をキャンセルし、第3のPNPトランジスタのベース電位の変動を抑えることができる。その結果、LDを駆動する電流が小さい場合にも、LDに供給する電流の応答時間を早くしてLDがオンする時の立ち上がりを早くすることができ、スイッチング速度を確保することができる。
【0027】
本発明の請求項8記載の高速スイッチング回路は、エミッタが第1の抵抗を介して第1の電源に接続された第1のPNPトランジスタと、第1のPNPトランジスタのコレクタとグラウンドとの間に接続された第1の可変電流源と、エミッタが第1のPNPトランジスタのベースに接続され、ベースが第1のPNPトランジスタのコレクタに接続され、コレクタがグラウンドに接続された第2のPNPトランジスタと、エミッタが第2の抵抗を介して第1の電源に接続され、ベースが第1のPNPトランジスタのベースに接続された第3のPNPトランジスタと、コレクタが第1の電源に接続され、ベースに第1の制御信号を入力する第4のNPNトランジスタと、コレクタが第3のPNPトランジスタのコレクタに接続され、エミッタが第4のNPNトランジスタのエミッタに接続され、ベースに第2の制御信号を入力する第5のNPNトランジスタと、第4のNPNトランジスタおよび第5のNPNトランジスタのそれぞれのエミッタ同士の接続点とグラウンドとの間に接続された第2の電流源と、エミッタがグラウンドに接続され、コレクタおよびベースが第3のPNPトランジスタのコレクタに接続された第6のNPNトランジスタと、エミッタがグラウンドに接続され、ベースが第6のNPNトランジスタのコレクタおよびベースに接続された第7のNPNトランジスタと、第1の電源と第7のNPNトランジスタのコレクタとの間に接続されたLDとを備え、第1の制御信号と第2の制御信号によって第4のNPNトランジスタと第5のNPNトランジスタとのオンオフ状態が逆にされ、かつそれぞれのオンオフ状態が交互に切り換えられることによりLDのオンオフ状態が交互に切り換えられるようにした高速スイッチング回路(以下、アノード型高速スイッチング回路)であって、第3のPNPトランジスタのベースに容量の一端を接続し、LDのオンオフ状態が切り換えられる時の第6のNPNトランジスタのコレクタ電位の変動が第3のPNPトランジスタのコレクタ−ベース間の寄生容量を介して影響することにより変動しようとする第3のPNPトランジスタのベース電位の変動分をキャンセルするための信号を容量の他端に与えるようにしたことを特徴とする。
【0028】
請求項8の構成によれば、アノード型高速スイッチング回路において、請求項1と同様の効果が得られる。
【0029】
本発明の請求項9記載の高速スイッチング回路は、アノード型高速スイッチング回路であって、LDのオンオフ状態が切り換えられる時の第6のNPNトランジスタのコレクタ電位の変動が第3のPNPトランジスタのコレクタ−ベース間の寄生容量を介して影響することにより変動しようとする第3のPNPトランジスタのベース電位の変動分をキャンセルするために、第3のPNPトランジスタのベースに容量の一端を接続し、容量の他端に第2の制御信号を入力するようにしたことを特徴とする。
【0030】
請求項9の構成によれば、アノード型高速スイッチング回路において、請求項2と同様の効果が得られる。
【0031】
本発明の請求項10記載の高速スイッチング回路は、アノード型高速スイッチング回路であって、LDのオンオフ状態が切り換えられる時の第6のNPNトランジスタのコレクタ電位の変動が第3のPNPトランジスタのコレクタ−ベース間の寄生容量を介して影響することにより変動しようとする第3のPNPトランジスタのベース電位の変動分をキャンセルするために、第1の電源と第4のNPNトランジスタのコレクタとの間に第3の抵抗を挿入するとともに第4のNPNトランジスタのコレクタと第3のPNPトランジスタのベースとの間に容量を接続したことを特徴とする。
【0032】
請求項10の構成によれば、アノード型高速スイッチング回路において、請求項3と同様の効果が得られる。
【0033】
本発明の請求項11記載の高速スイッチング回路は、請求項10記載の高速スイッチング回路において、第2の電流源を可変電流源にしたことを特徴とする。
【0034】
請求項11の構成によれば、アノード型高速スイッチング回路において、請求項4と同様の効果が得られる。
【0035】
本発明の請求項12記載の高速スイッチング回路は、請求項10記載の高速スイッチング回路において、第3の抵抗と第4のNPNトランジスタのコレクタとの間に第8のNPNトランジスタを挿入し、第8のNPNトランジスタのコレクタおよびベースを共通に第3の抵抗に接続し、第8のNPNトランジスタのエミッタを第4のNPNトランジスタのコレクタに接続したことを特徴とする。
【0036】
請求項12の構成によれば、アノード型高速スイッチング回路において、請求項5と同様の効果が得られる。
【0037】
本発明の請求項13記載の高速スイッチング回路は、請求項12記載の高速スイッチング回路において、第2の電流源を可変電流源にしたことを特徴とする。
【0038】
請求項13の構成によれば、アノード型高速スイッチング回路において、請求項6と同様の効果が得られる。
【0039】
本発明の請求項14記載の高速スイッチング回路は、アノード型高速スイッチング回路であって、第6のNPNトランジスタのコレクタ電位をモニタし、このモニタするコレクタ電位の変動分を反転させた信号を第3のPNPトランジスタのベースに与えるモニタ回路を設けたことを特徴とする。
【0040】
請求項14の構成によれば、アノード型高速スイッチング回路において、請求項7と同様の効果が得られる。
【0041】
本発明の請求項15記載の高速スイッチング回路は、請求項1〜14のうちいずれかに記載の高速スイッチング回路において、全てのPNPトランジスタのそれぞれをPチャネルMOSトランジスタに置き換えるとともに、全てのNPNトランジスタのそれぞれをNチャネルMOSトランジスタに置き換えたことを特徴とする。
【0042】
この請求項15の構成のようにMOSトランジスタを用いても請求項1〜14のうちいずれかに記載の高速スイッチング回路と同様の効果が得られる。
【0043】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【0044】
(第1の実施の形態)
図1(a)は本発明の第1の実施の形態におけるカソード型高速スイッチング回路の構成図、図1(b)は図1(a)の構成における主要部分の信号波形図である。図1(a)において、13は容量、Bは加算信号であり、その他の図15(a)と同じものには同一符号を付している。
【0045】
このカソード型高速スイッチング回路は、エミッタが第1の抵抗1を介して第1の電源Vccに接続された第1のPNPトランジスタ2と、第1のPNPトランジスタ2のコレクタとGND(グラウンド)との間に接続された第1の可変電流源3と、エミッタが第1のPNPトランジスタ2のベースに接続され、ベースが第1のPNPトランジスタ2のコレクタに接続され、コレクタがGNDに接続された第2のPNPトランジスタ4と、エミッタが第2の抵抗5を介して第1の電源Vccに接続され、ベースが第1のPNPトランジスタ2のベースに接続された第3のPNPトランジスタ6と、コレクタが第1の電源Vccに接続され、ベースに第1の制御信号MDNを入力する第4のNPNトランジスタ7と、コレクタが第3のPNPトランジスタ6のコレクタに接続され、エミッタが第4のNPNトランジスタ7のエミッタに接続され、ベースに第2の制御信号MDPを入力する第5のNPNトランジスタ8と、第4のNPNトランジスタ7および第5のNPNトランジスタ8のそれぞれのエミッタ同士の接続点とGNDとの間に接続された第2の電流源9と、コレクタおよびベースが第3のPNPトランジスタ6のコレクタに接続された第6のNPNトランジスタ10と、コレクタが第1の電源Vccに接続され、エミッタが第6のNPNトランジスタ10のエミッタに接続され、ベースが第6のNPNトランジスタ10のコレクタおよびベースに接続された第7のNPNトランジスタ11と、第6のNPNトランジスタ10および第7のNPNトランジスタ11のそれぞれのエミッタ同士の接続点とGNDとの間に接続されたLD12とを備え、第1の制御信号MDNと第2の制御信号MDPによって第4のNPNトランジスタ7と第5のNPNトランジスタ8とのオンオフ状態が逆にされ、かつそれぞれのオンオフ状態が交互に切り換えられることによりLD12のオンオフ状態が交互に切り換えられるように構成されている。以上の構成は、図15の従来例と同様である。
【0046】
さらに、本実施の形態では、第3のPNPトランジスタ6のベースに容量13の一端を接続し、LD12のオンオフ状態が切り換えられる時の第6のNPNトランジスタ10のコレクタ電位の変動が第3のPNPトランジスタ6のコレクタ−ベース間の寄生容量24を介して第3のPNPトランジスタ6のベース電位に影響することにより変動しようとする第3のPNPトランジスタ6のベース電位の変動分をキャンセルするための加算信号Bを容量13の他端に与えるようにしたことを特徴とする。ここで、容量13は、PNPトランジスタ6の寄生容量24と等価な容量である。
【0047】
以上のように構成された本実施の形態のカソード型高速スイッチング回路について以下その動作を説明する。
【0048】
まず、カレントミラー回路21の可変電流源3で設定された電流が、差動スイッチ回路22の制御信号MDNがベースに接続されたNPNトランジスタ7と制御信号MDPがベースに接続されたNPNトランジスタ8において、MDN/MDPがLo/Hiの時、NPNトランジスタ7がオフ、NPNトランジスタ8がオンして、カレントミラー回路23のNPNトランジスタ10に電流が供給され、LD12がオンする。また、MDN/MDPがHi/Loの時、NPNトランジスタ7がオン、NPNトランジスタ8がオフして、LD12がオフする。
【0049】
LD12がオン/オフする時にカレントミラー回路23のNPNトランジスタ10のコレクタ電位が揺らぐため、PNPトランジスタ6のコレクタ−ベース間の寄生容量24の影響によりカレントミラー回路21のベース電位Aが揺らごうとする。そこで、容量13を介してカレントミラー回路21のベースに加算信号Bを印加することによってカレントミラー回路21のベース電位Aの揺らぎを抑えてLD12に供給する電流の応答時間を早くする。なお、図1(a)に示したベース電位Aの波形は、加算信号Bを印加しない場合のもの(図15(a)と同じ)であり、本実施の形態のように加算信号Bを印加することにより、図1(a)のベース電位Aの揺らぎを抑えることができる。
【0050】
以上のように本実施の形態によれば、容量13を介してカレントミラー回路21のベースに加算信号Bを印加するようにしたことにより、従来のLD12のオンオフ状態が切り換えられる時に発生していたベース電位の変動分をキャンセルし、カレントミラー回路21のベース電位Aの揺らぎを抑えることができる。その結果、LD12を駆動する電流が小さい場合にも、LD12に供給する電流の応答時間を早くしてLD12がオンする時の立ち上がりを早くすることができ、スイッチング速度を確保することができる。
【0051】
(第2の実施の形態)
図2(a)は本発明の第2の実施の形態におけるカソード型高速スイッチング回路の構成図、図2(b)は図2(a)の構成における主要部分の信号波形図である。図2(a)において、14は容量であり、その他の図15(a)と同じものには同一符号を付している。
【0052】
本実施の形態では、図15の従来例の構成に容量14を追加している。図15の従来例と同じ部分については第1の実施の形態でも説明したとおりであり、ここでは省略する。本実施の形態では、LD12のオンオフ状態が切り換えられる時の第6のNPNトランジスタ10のコレクタ電位の変動が第3のPNPトランジスタ6のコレクタ−ベース間の寄生容量24を介して影響することにより変動しようとする第3のPNPトランジスタ6のベース電位の変動分をキャンセルするために、第3のPNPトランジスタ6のベースに容量14の一端を接続し、容量14の他端をNPNトランジスタ8のベースに接続して第2の制御信号MDPを入力するようにしたことを特徴とする。ここで、容量14は、PNPトランジスタ6の寄生容量24と等価な容量である。
【0053】
以上のように構成された本実施の形態のカソード型高速スイッチング回路について以下その動作を説明する。
【0054】
まず、カレントミラー回路21の可変電流源3で設定された電流が、差動スイッチ回路22の制御信号MDNがベースに接続されたNPNトランジスタ7と制御信号MDPがベースに接続されたNPNトランジスタ8において、MDN/MDPがLo/Hiの時、NPNトランジスタ7がオフ、NPNトランジスタ8がオンして、カレントミラー回路23のNPNトランジスタ10に電流が供給され、LD12がオンする。また、MDN/MDPがHi/Loの時、NPNトランジスタ7がオン、NPNトランジスタ8がオフして、LD12がオフする。
【0055】
LD12がオン/オフする時にカレントミラー回路23のNPNトランジスタ10のコレクタ電位が揺らぐため、PNPトランジスタ6のコレクタ−ベース間の寄生容量24の影響によりカレントミラー回路21のベース電位Aが揺らごうとする。そこで、容量14を介してカレントミラー回路21のベースに制御信号MDPを印加することによってカレントミラー回路21のベース電位Aの揺らぎを抑えてLD12に供給する電流の応答時間を早くする。
【0056】
以上のように本実施の形態によれば、容量14を介してカレントミラー回路21のベースに制御信号MDPを印加するようにしたことにより、従来のLD12のオンオフ状態が切り換えられる時に発生していたベース電位の変動分をキャンセルし、カレントミラー回路21のベース電位Aの揺らぎを抑えることができる。その結果、LD12を駆動する電流が小さい場合にも、LD12に供給する電流の応答時間を早くしてLD12がオンする時の立ち上がりを早くすることができ、スイッチング速度を確保することができる。
【0057】
(第3の実施の形態)
図3(a)は本発明の第3の実施の形態におけるカソード型高速スイッチング回路の構成図、図3(b)は図3(a)の構成における主要部分の信号波形図である。図3(a)において、15は抵抗、16は容量であり、その他の図15(a)と同じものには同一符号を付している。
【0058】
本実施の形態では、図15の従来例の構成に抵抗15と容量16を追加している。図15の従来例と同じ部分については第1の実施の形態でも説明したとおりであり、ここでは省略する。本実施の形態では、LD12のオンオフ状態が切り換えられる時の第6のNPNトランジスタ10のコレクタ電位の変動が第3のPNPトランジスタ6のコレクタ−ベース間の寄生容量24を介して影響することにより変動しようとする第3のPNPトランジスタ6のベース電位の変動分をキャンセルするために、電源Vccと第4のNPNトランジスタ7のコレクタとの間に第3の抵抗15を挿入するとともに、第3の抵抗15と第4のNPNトランジスタ7のコレクタとの接続点と第3のPNPトランジスタ6のベースとの間に容量16を接続したことを特徴とする。ここで、容量16は、PNPトランジスタ6の寄生容量24と等価な容量であり、抵抗15は、LD12の抵抗成分と等価な抵抗である。このような抵抗15と容量16を設けたことにより、LD12のアノード側電位の変動量と等価な変動量を容量16を介してベース電位Aにかえす。
【0059】
以上のように構成された本実施の形態のカソード型高速スイッチング回路について以下その動作を説明する。
【0060】
まず、カレントミラー回路21の可変電流源3で設定された電流が、差動スイッチ回路22の制御信号MDNがベースに接続されたNPNトランジスタ7と制御信号MDPがベースに接続されたNPNトランジスタ8において、MDN/MDPがLo/Hiの時、NPNトランジスタ7がオフ、NPNトランジスタ8がオンして、カレントミラー回路23のNPNトランジスタ10に電流が供給され、LD12がオンする。また、MDN/MDPがHi/Loの時、NPNトランジスタ7がオン、NPNトランジスタ8がオフして、LD12がオフする。
【0061】
LD12がオン/オフする時にカレントミラー回路23のNPNトランジスタ10のコレクタ電位が揺らぐため、PNPトランジスタ6のコレクタ−ベース間の寄生容量24の影響によりカレントミラー回路21のベース電位Aが揺らごうとする。そこで、容量16を介してカレントミラー回路21のベースにLD12のアノード側電位の変動量と等価な変動量をかえすことによって、カレントミラー回路21のベース電位Aの揺らぎを抑えてLD12に供給する電流の応答時間を早くする。
【0062】
以上のように本実施の形態によれば、電源VccとNPNトランジスタ7のコレクタとの間に抵抗15を挿入し、容量16を介して抵抗15とNPNトランジスタ7のコレクタとの接続点をPNPトランジスタ6のベースに接続したことにより、従来のLD12のオンオフ状態が切り換えられる時に発生していたベース電位の変動分をキャンセルし、カレントミラー回路21のベース電位Aの揺らぎを抑えることができる。その結果、LD12を駆動する電流が小さい場合にも、LD12に供給する電流の応答時間を早くしてLD12がオンする時の立ち上がりを早くすることができ、スイッチング速度を確保することができる。
【0063】
(第4の実施の形態)
図4(a)は本発明の第4の実施の形態におけるカソード型高速スイッチング回路の構成図、図4(b)は図4(a)の構成における主要部分の信号波形図である。図4(a)において、17は可変電流源であり、その他の図3(a)と同じものには同一符号を付している。
【0064】
本実施の形態は、図3に示した第3の実施の形態における固定電流源9を可変電流源17に変更した構成であり、他の構成は第3の実施の形態と同じであるので説明を省略する。
【0065】
以上のように構成された本実施の形態のカソード型高速スイッチング回路について以下その動作を説明する。
【0066】
まず、カレントミラー回路21の可変電流源3で設定された電流が、差動スイッチ回路22の制御信号MDNがベースに接続されたNPNトランジスタ7と制御信号MDPがベースに接続されたNPNトランジスタ8において、MDN/MDPがLo/Hiの時、NPNトランジスタ7がオフ、NPNトランジスタ8がオンして、カレントミラー回路23のNPNトランジスタ10に電流が供給され、LD12がオンする。また、MDN/MDPがHi/Loの時、NPNトランジスタ7がオン、NPNトランジスタ8がオフして、LD12がオフする。
【0067】
LD12がオン/オフする時にカレントミラー回路23のNPNトランジスタ10のコレクタ電位が揺らぐため、PNPトランジスタ6のコレクタ−ベース間の寄生容量24の影響によりカレントミラー回路21のベース電位Aが揺らごうとする。そこで、第3の実施の形態同様、抵抗15および容量16を設けたことによって、カレントミラー回路21のベース電位Aの揺らぎを抑えてLD12に供給する電流の応答時間を早くする。
【0068】
前述の第3の実施の形態の場合、固定電流源9を用いているため、可変電流源3によって電流値が変化した時、LD12のアノード側電位の変動量に対して一定量しかベース電位Aにかえせないが、本実施の形態のように可変電流源17を用いることで等価な変動量をかえすことができる。
【0069】
以上のように本実施の形態によれば、電源VccとNPNトランジスタ7のコレクタとの間に抵抗15を挿入し、容量16を介して抵抗15とNPNトランジスタ7のコレクタとの接続点をPNPトランジスタ6のベースに接続し、さらに可変電流源17を調整したことにより、従来のLD12のオンオフ状態が切り換えられる時に発生していたベース電位の変動分をキャンセルし、カレントミラー回路21のベース電位Aの揺らぎを抑えることができる。その結果、LD12を駆動する電流が小さい場合にも、LD12に供給する電流の応答時間を早くしてLD12がオンする時の立ち上がりを早くすることができ、スイッチング速度を確保することができる。
【0070】
(第5の実施の形態)
図5(a)は本発明の第5の実施の形態におけるカソード型高速スイッチング回路の構成図、図5(b)は図5(a)の構成における主要部分の信号波形図である。図5(a)において、18はNPNトランジスタであり、その他の図3(a)と同じものには同一符号を付している。
【0071】
本実施の形態は、図3に示した第3の実施の形態において、NPNトランジスタ7のコレクタに負荷を追加した構成、すなわちNPNトランジスタ7のコレクタと抵抗15との間にダイオード接続したNPNトランジスタ18を挿入した構成であり、他の構成は第3の実施の形態と同じであるので説明を省略する。
【0072】
以上のように構成された本実施の形態のカソード型高速スイッチング回路について以下その動作を説明する。
【0073】
まず、カレントミラー回路21の可変電流源3で設定された電流が、差動スイッチ回路22の制御信号MDNがベースに接続されたNPNトランジスタ7と制御信号MDPがベースに接続されたNPNトランジスタ8において、MDN/MDPがLo/Hiの時、NPNトランジスタ7がオフ、NPNトランジスタ8がオンして、カレントミラー回路23のNPNトランジスタ10に電流が供給され、LD12がオンする。また、MDN/MDPがHi/Loの時、NPNトランジスタ7がオン、NPNトランジスタ8がオフして、LD12がオフする。
【0074】
LD12がオン/オフする時にカレントミラー回路23のNPNトランジスタ10のコレクタ電位が揺らぐため、PNPトランジスタ6のコレクタ−ベース間の寄生容量24の影響によりカレントミラー回路21のベース電位Aが揺らごうとする。そこで、抵抗15、ダイオード接続したNPNトランジスタ18および容量16を設けたことによって、カレントミラー回路21のベース電位Aの揺らぎを抑えてLD12に供給する電流の応答時間を早くする。
【0075】
また、本実施の形態では、NPNトランジスタ10の変動量と等価な変動量をNPNトランジスタ18で与え、NPNトランジスタ10のコレクタ電位の揺らぎを抑えることができる。
【0076】
以上のように本実施の形態によれば、電源VccとNPNトランジスタ7のコレクタとの間に抵抗15、ダイオード接続したNPNトランジスタ18を挿入し、容量16を介してNPNトランジスタ18とNPNトランジスタ7のコレクタとの接続点をPNPトランジスタ6のベースに接続したことにより、従来のLD12のオンオフ状態が切り換えられる時に発生していたベース電位の変動分をキャンセルし、カレントミラー回路21のベース電位Aの揺らぎを抑えることができる。その結果、LD12を駆動する電流が小さい場合にも、LD12に供給する電流の応答時間を早くしてLD12がオンする時の立ち上がりを早くすることができ、スイッチング速度を確保することができる。
【0077】
(第6の実施の形態)
図6(a)は本発明の第6の実施の形態におけるカソード型高速スイッチング回路の構成図、図6(b)は図6(a)の構成における主要部分の信号波形図である。図6(a)において、17は可変電流源であり、その他の図3(a)と同じものには同一符号を付している。
【0078】
本実施の形態は、図5に示した第5の実施の形態における固定電流源9を可変電流源17に変更した構成であり、他の構成は第5の実施の形態と同じであるので説明を省略する。
【0079】
以上のように構成された本実施の形態のカソード型高速スイッチング回路について以下その動作を説明する。
【0080】
まず、カレントミラー回路21の可変電流源3で設定された電流が、差動スイッチ回路22の制御信号MDNがベースに接続されたNPNトランジスタ7と制御信号MDPがベースに接続されたNPNトランジスタ8において、MDN/MDPがLo/Hiの時、NPNトランジスタ7がオフ、NPNトランジスタ8がオンして、カレントミラー回路23のNPNトランジスタ10に電流が供給され、LD12がオンする。また、MDN/MDPがHi/Loの時、NPNトランジスタ7がオン、NPNトランジスタ8がオフして、LD12がオフする。
【0081】
LD12がオン/オフする時にカレントミラー回路23のNPNトランジスタ10のコレクタ電位が揺らぐため、PNPトランジスタ6のコレクタ−ベース間の寄生容量24の影響によりカレントミラー回路21のベース電位Aが揺らごうとする。そこで、第5の実施の形態同様、抵抗15、NPNトランジスタ18および容量16を設けたことによって、カレントミラー回路21のベース電位Aの揺らぎを抑えてLD12に供給する電流の応答時間を早くする。
【0082】
前述の第5の実施の形態の場合、固定電流源9を用いているため、可変電流源3によって電流値が変化した時、LD12のアノード側電位の変動量に対して一定量しかベース電位Aにかえせないが、本実施の形態のように可変電流源17を用いることで等価な変動量をかえすことができる。
【0083】
以上のように本実施の形態によれば、電源VccとNPNトランジスタ7のコレクタとの間に抵抗15、ダイオード接続したNPNトランジスタ18を挿入し、容量16を介してNPNトランジスタ18とNPNトランジスタ7のコレクタとの接続点をPNPトランジスタ6のベースに接続し、さらに可変電流源17を調整したことにより、従来のLD12のオンオフ状態が切り換えられる時に発生していたベース電位の変動分をキャンセルし、カレントミラー回路21のベース電位Aの揺らぎを抑えることができる。その結果、LD12を駆動する電流が小さい場合にも、LD12に供給する電流の応答時間を早くしてLD12がオンする時の立ち上がりを早くすることができ、スイッチング速度を確保することができる。
【0084】
(第7の実施の形態)
図7(a)は本発明の第7の実施の形態におけるカソード型高速スイッチング回路の構成図、図7(b)は図7(a)の構成における主要部分の信号波形図である。図7(a)において、17は可変電流源、19はモニタ回路であり、その他の図15(a)と同じものには同一符号を付している。
【0085】
本実施の形態では、図15の従来例の構成にモニタ回路19を追加している。図15の従来例と同じ部分については第1の実施の形態でも説明したとおりであり、ここでは省略する。本実施の形態では、LD12のオンオフ状態が切り換えられる時の第6のNPNトランジスタ10のコレクタ電位の変動が第3のPNPトランジスタ6のコレクタ−ベース間の寄生容量24を介して影響することにより変動しようとする第3のPNPトランジスタ6のベース電位の変動分をキャンセルするために、第6のNPNトランジスタ10のコレクタ電位をモニタし、このモニタするコレクタ電位の変動分を反転させた信号を第3のPNPトランジスタ6のベースに与えるモニタ回路19を設けたことを特徴とする。
【0086】
以上のように構成された本実施の形態のカソード型高速スイッチング回路について以下その動作を説明する。
【0087】
まず、カレントミラー回路21の可変電流源3で設定された電流が、差動スイッチ回路22の制御信号MDNがベースに接続されたNPNトランジスタ7と制御信号MDPがベースに接続されたNPNトランジスタ8において、MDN/MDPがLo/Hiの時、NPNトランジスタ7がオフ、NPNトランジスタ8がオンして、カレントミラー回路23のNPNトランジスタ10に電流が供給され、LD12がオンする。また、MDN/MDPがHi/Loの時、NPNトランジスタ7がオン、NPNトランジスタ8がオフして、LD12がオフする。
【0088】
LD12がオン/オフする時にカレントミラー回路23のNPNトランジスタ10のコレクタ電位が揺らぐため、PNPトランジスタ6のコレクタ−ベース間の寄生容量24の影響によりカレントミラー回路21のベース電位Aが揺らごうとする。そこで、モニタ回路19でNPNトランジスタ10のコレクタ電位をモニタし、その変動分を反転させた信号をカレントミラー回路21のベースに与えることにより、カレントミラー回路21のベース電位Aの揺らぎを抑えてLD12に供給する電流の応答時間を早くする。
【0089】
以上のように本実施の形態によれば、モニタ回路19によってNPNトランジスタ10のコレクタ電位の変動分を反転させた信号をカレントミラー回路21のベースに与えることにより、従来のLD12のオンオフ状態が切り換えられる時に発生していたベース電位の変動分をキャンセルし、カレントミラー回路21のベース電位Aの揺らぎを抑えることができる。その結果、LD12を駆動する電流が小さい場合にも、LD12に供給する電流の応答時間を早くしてLD12がオンする時の立ち上がりを早くすることができ、スイッチング速度を確保することができる。
【0090】
(第8の実施の形態)
図8(a)は本発明の第8の実施の形態におけるアノード型高速スイッチング回路の構成図、図8(b)は図8(a)の構成における主要部分の信号波形図である。図8(a)において、図1(a)と対応するものには同一符号を付して説明を省略する。また図8(b)に示すベース電位Aの波形図についても図1(b)の場合と同様、加算信号Bを印加しない場合のもの(図16(a)と同じ)を示している。
【0091】
本実施の形態は、図16に示す従来のアノード型高速スイッチング回路に第1の実施の形態の特徴とする構成(容量13、加算信号B)を適用したものである。したがって、第1の実施の形態と本実施の形態とでは、第1の実施の形態がカソード型高速スイッチング回路であったのに対し、本実施の形態はアノード型高速スイッチング回路である点が相違するだけである。すなわち、第1の実施の形態のようにカソード型高速スイッチング回路の場合は、カレントミラー回路23のNPNトランジスタ11のコレクタが第1の電源Vccに接続され、NPNトランジスタ10と11のエミッタが共通に接続されてグラウンドとの間にLD12が接続されてあったのに対し、本実施の形態のようにアノード型高速スイッチング回路の場合は、NPNトランジスタ10と11のエミッタが共通にグラウンドに接続され、NPNトランジスタ11のコレクタと電源VLDとの間にLD12が接続されている。なお、電源の「VLD」は、アノード型とカソード型との区別をはっきりさせるために用いたものであり、電源VLDは第1の電源Vccと同じである。
【0092】
また、本実施の形態のアノード型高速スイッチング回路についての動作説明は、第1の実施の形態と同様であるので省略する。
【0093】
すなわち本実施の形態によれば、アノード型高速スイッチング回路において、第1の実施の形態と同様の効果が得られる。
【0094】
(第9の実施の形態)
図9(a)は本発明の第9の実施の形態におけるアノード型高速スイッチング回路の構成図、図9(b)は図9(a)の構成における主要部分の信号波形図である。図9(a)において、図2(a)と対応するものには同一符号を付して説明を省略する。
【0095】
本実施の形態は、図16に示す従来のアノード型高速スイッチング回路に第2の実施の形態の特徴とする構成(容量14)を適用したものである。したがって、第2の実施の形態と本実施の形態とでは、第2の実施の形態がカソード型高速スイッチング回路であったのに対し、本実施の形態はアノード型高速スイッチング回路である点が相違するだけである。カソード型高速スイッチング回路とアノード型高速スイッチング回路との相違は第8の実施の形態で述べた通りである。
【0096】
また、本実施の形態のアノード型高速スイッチング回路についての動作説明は、第2の実施の形態と同様であるので省略する。
【0097】
すなわち本実施の形態によれば、アノード型高速スイッチング回路において、第2の実施の形態と同様の効果が得られる。
【0098】
(第10の実施の形態)
図10(a)は本発明の第10の実施の形態におけるアノード型高速スイッチング回路の構成図、図10(b)は図10(a)の構成における主要部分の信号波形図である。図10(a)において、図3(a)と対応するものには同一符号を付して説明を省略する。
【0099】
本実施の形態は、図16に示す従来のアノード型高速スイッチング回路に第3の実施の形態の特徴とする構成(抵抗15、容量16)を適用したものである。したがって、第3の実施の形態と本実施の形態とでは、第3の実施の形態がカソード型高速スイッチング回路であったのに対し、本実施の形態はアノード型高速スイッチング回路である点が相違するだけである。カソード型高速スイッチング回路とアノード型高速スイッチング回路との相違は第8の実施の形態で述べた通りである。
【0100】
また、本実施の形態のアノード型高速スイッチング回路についての動作説明は、第3の実施の形態と同様であるので省略する。
【0101】
すなわち本実施の形態によれば、アノード型高速スイッチング回路において、第3の実施の形態と同様の効果が得られる。
【0102】
(第11の実施の形態)
図11(a)は本発明の第11の実施の形態におけるアノード型高速スイッチング回路の構成図、図11(b)は図11(a)の構成における主要部分の信号波形図である。図11(a)において、図4(a)と対応するものには同一符号を付して説明を省略する。
【0103】
本実施の形態は、図16に示す従来のアノード型高速スイッチング回路に第4の実施の形態の特徴とする構成(抵抗15、容量16、可変電流源17)を適用したものである。したがって、第4の実施の形態と本実施の形態とでは、第4の実施の形態がカソード型高速スイッチング回路であったのに対し、本実施の形態はアノード型高速スイッチング回路である点が相違するだけである。カソード型高速スイッチング回路とアノード型高速スイッチング回路との相違は第8の実施の形態で述べた通りである。
【0104】
また、本実施の形態のアノード型高速スイッチング回路についての動作説明は、第4の実施の形態と同様であるので省略する。
【0105】
すなわち本実施の形態によれば、アノード型高速スイッチング回路において、第4の実施の形態と同様の効果が得られる。
【0106】
(第12の実施の形態)
図12(a)は本発明の第12の実施の形態におけるアノード型高速スイッチング回路の構成図、図12(b)は図12(a)の構成における主要部分の信号波形図である。図12(a)において、図5(a)と対応するものには同一符号を付して説明を省略する。
【0107】
本実施の形態は、図16に示す従来のアノード型高速スイッチング回路に第5の実施の形態の特徴とする構成(抵抗15、容量16、NPNトランジスタ18)を適用したものである。したがって、第5の実施の形態と本実施の形態とでは、第5の実施の形態がカソード型高速スイッチング回路であったのに対し、本実施の形態はアノード型高速スイッチング回路である点が相違するだけである。カソード型高速スイッチング回路とアノード型高速スイッチング回路との相違は第8の実施の形態で述べた通りである。
【0108】
また、本実施の形態のアノード型高速スイッチング回路についての動作説明は、第5の実施の形態と同様であるので省略する。
【0109】
すなわち本実施の形態によれば、アノード型高速スイッチング回路において、第5の実施の形態と同様の効果が得られる。
【0110】
(第13の実施の形態)
図13(a)は本発明の第13の実施の形態におけるアノード型高速スイッチング回路の構成図、図13(b)は図13(a)の構成における主要部分の信号波形図である。図13(a)において、図6(a)と対応するものには同一符号を付して説明を省略する。
【0111】
本実施の形態は、図16に示す従来のアノード型高速スイッチング回路に第6の実施の形態の特徴とする構成(抵抗15、容量16、NPNトランジスタ18、可変電流源17)を適用したものである。したがって、第6の実施の形態と本実施の形態とでは、第6の実施の形態がカソード型高速スイッチング回路であったのに対し、本実施の形態はアノード型高速スイッチング回路である点が相違するだけである。カソード型高速スイッチング回路とアノード型高速スイッチング回路との相違は第8の実施の形態で述べた通りである。
【0112】
また、本実施の形態のアノード型高速スイッチング回路についての動作説明は、第6の実施の形態と同様であるので省略する。
【0113】
すなわち本実施の形態によれば、アノード型高速スイッチング回路において、第6の実施の形態と同様の効果が得られる。
【0114】
(第14の実施の形態)
図14(a)は本発明の第14の実施の形態におけるアノード型高速スイッチング回路の構成図、図14(b)は図14(a)の構成における主要部分の信号波形図である。図14(a)において、図7(a)と対応するものには同一符号を付して説明を省略する。
【0115】
本実施の形態は、図16に示す従来のアノード型高速スイッチング回路に第7の実施の形態の特徴とする構成(モニタ回路19、可変電流源17)を適用したものである。したがって、第7の実施の形態と本実施の形態とでは、第7の実施の形態がカソード型高速スイッチング回路であったのに対し、本実施の形態はアノード型高速スイッチング回路である点が相違するだけである。カソード型高速スイッチング回路とアノード型高速スイッチング回路との相違は第8の実施の形態で述べた通りである。
【0116】
また、本実施の形態のアノード型高速スイッチング回路についての動作説明は、第7の実施の形態と同様であるので省略する。
【0117】
すなわち本実施の形態によれば、アノード型高速スイッチング回路において、第7の実施の形態と同様の効果が得られる。
【0118】
なお、上記の各実施の形態では、PNPトランジスタを用いたカレントミラー回路をNPNトランジスタを用いたカレントミラー回路で受けているが、逆にしても良いことは言うまでも無いことである。また、PNPトランジスタに代えてPチャネルMOSトランジスタ、NPNトランジスタに代えてNチャネルMOSトランジスタを用いても良い。また、それらの寸法は回路により適宣定めることも可能である。
【0119】
【発明の効果】
以上のように本発明は、カレントミラー回路のベースに、従来のLDのオンオフ状態が切り換えられる時に発生していたベース電位の変動分とは逆電位を与えることにより、ベース電位の揺らぎを低減し、出力の立ち上がりを早くすることができる優れた高速スイッチング回路を実現できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態におけるカソード型高速スイッチング回路の回路図および信号波形図である。
【図2】本発明の第2の実施の形態におけるカソード型高速スイッチング回路の回路図および信号波形図である。
【図3】本発明の第3の実施の形態におけるカソード型高速スイッチング回路の回路図および信号波形図である。
【図4】本発明の第4の実施の形態におけるカソード型高速スイッチング回路の回路図および信号波形図である。
【図5】本発明の第5の実施の形態におけるカソード型高速スイッチング回路の回路図および信号波形図である。
【図6】本発明の第6の実施の形態におけるカソード型高速スイッチング回路の回路図および信号波形図である。
【図7】本発明の第7の実施の形態におけるカソード型高速スイッチング回路の回路図および信号波形図である。
【図8】本発明の第8の実施の形態におけるアノード型高速スイッチング回路の回路図および信号波形図である。
【図9】本発明の第9の実施の形態におけるアノード型高速スイッチング回路の回路図および信号波形図である。
【図10】本発明の第10の実施の形態におけるアノード型高速スイッチング回路の回路図および信号波形図である。
【図11】本発明の第11の実施の形態におけるアノード型高速スイッチング回路の回路図および信号波形図である。
【図12】本発明の第12の実施の形態におけるアノード型高速スイッチング回路の回路図および信号波形図である。
【図13】本発明の第13の実施の形態におけるアノード型高速スイッチング回路の回路図および信号波形図である。
【図14】本発明の第14の実施の形態におけるアノード型高速スイッチング回路の回路図および信号波形図である。
【図15】従来のカソード型高速スイッチング回路の回路図および信号波形図である。
【図16】従来のアノード型高速スイッチング回路の回路図および信号波形図である。
【図17】MOSトランジスタを用いた従来のカソード型高速スイッチング回路の回路図および信号波形図である。
【符号の説明】
1,5,15 抵抗
2,4,6 PNPトランジスタ
3,17 可変電流源
7,8,10,11,18 NPNトランジスタ
9 固定電流源
12 レーザダイオード(LD)
13,14,16 容量
19 モニタ回路
21,23 カレントミラー回路
22 差動スイッチ回路
24 寄生容量
Vcc 電源
VLD 電源
MDN,MDP 制御信号
B 加算信号
【発明の属する技術分野】
本発明は光ディスク装置用光ピックアップの光源として使われるレーザダイオード(以下「LD」という)出力の高速スイッチング回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、光ディスク装置用光ピックアップの光源として使われるLD出力の高速スイッチング回路は、光ディスク装置の大容量化および高速化に進むにつれLDの応答時間が問題にされるようになってきた。例えば、特許文献1には、レーザ駆動装置の構成が開示されているが、この場合、レーザ電流そのものを差動回路でオン/オフしているため、レーザ電流が小さい時、差動回路のトランジスタに流れ込む電流が減少し、スイッチング速度が遅くなってしまう。
【0003】
以下に従来のカソード型高速スイッチング回路について説明する。
【0004】
図15(a)は従来のカソード型高速スイッチング回路の構成図であり、1、5は抵抗、2、4、6はPNPトランジスタ、3は可変電流源、7、8、10、11はNPNトランジスタ、9は電流源、12はLD、21、23はカレントミラー回路、22は差動スイッチ回路、MDPとMDNは差動スイッチ回路22の制御信号、Vccは電源である。図15(b)は図15(a)の構成における主要部分の信号波形図である。
【0005】
この従来のカソード型高速スイッチング回路は、カレントミラー回路21と差動スイッチ回路22によってオン/オフさせ、出力された電流をカレントミラー回路23からLD12に供給されるが、PNPトランジスタ6のコレクタ−ベース間の寄生容量24によりLD12に供給する電流の応答時間が遅いことが一般的に知られている。
【0006】
以上のように構成されたカソード型高速スイッチング回路について、以下その動作を説明する。
【0007】
まず、カレントミラー回路21の可変電流源3で設定された電流が、差動スイッチ回路22の制御信号MDNがベースに接続されたNPNトランジスタ7と制御信号MDPがベースに接続されたNPNトランジスタ8において、MDN/MDPがLo(ロー)/Hi(ハイ)の時、NPNトランジスタ7がオフ、NPNトランジスタ8がオンして、カレントミラー回路23のNPNトランジスタ10に電流が供給され、LD12がオンする。また、MDN/MDPがHi/Loの時、NPNトランジスタ7がオン、NPNトランジスタ8がオフして、LD12がオフする。
【0008】
また、従来のアノード型高速スイッチング回路についても同様である。図16(a)は従来のアノード型高速スイッチング回路の構成図、図16(b)は図16(a)の構成における主要部分の信号波形図であり、図15と対応するものには同一符号を付し、動作も図15の場合と同様であるので説明を省略する。
【0009】
また、図15に示すカソード型、図16に示すアノード型のいずれの場合もPNP/NPNトランジスタの代わりにMOSトランジスタを用いて構成することができる。カソード型の場合を図17に示す。図17(a)はMOSトランジスタを用いて構成した従来のアノード型高速スイッチング回路の構成図、図17(b)は図17(a)の構成における主要部分の信号波形図であり、2、4、6は図15のPNPトランジスタに代えて用いたPチャネルMOSトランジスタ、7、8、10、11は図15のNPNトランジスタに代えて用いたNチャネルMOSトランジスタである。アノード型の場合も図16に対して同様にして構成できる。
【0010】
【特許文献1】
特公平7−95610号公報
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記の従来の構成では、LD12を駆動する電流が小さい場合に、差動スイッチ回路22のトランジスタに流れ込む電流が減少し、LD12のオンオフ状態が切り換えられる時のトランジスタ10のコレクタ電位の変動が寄生容量24を介してトランジスタ6のベース電位に影響してトランジスタ6のベース電位が変動し、そのため、LD12に供給する電流の応答時間が遅くなってLD12がオンする時の立ち上がりが遅れ、スイッチング速度が遅くなるという欠点を有していた。
【0012】
本発明は上記従来の問題点を解決するもので、LDを駆動する電流が小さい場合にもスイッチング速度を確保することのできる高速スイッチング回路を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項1記載の高速スイッチング回路は、エミッタが第1の抵抗を介して第1の電源に接続された第1のPNPトランジスタと、第1のPNPトランジスタのコレクタとグラウンドとの間に接続された第1の可変電流源と、エミッタが第1のPNPトランジスタのベースに接続され、ベースが第1のPNPトランジスタのコレクタに接続され、コレクタがグラウンドに接続された第2のPNPトランジスタと、エミッタが第2の抵抗を介して第1の電源に接続され、ベースが第1のPNPトランジスタのベースに接続された第3のPNPトランジスタと、コレクタが第1の電源に接続され、ベースに第1の制御信号を入力する第4のNPNトランジスタと、コレクタが第3のPNPトランジスタのコレクタに接続され、エミッタが第4のNPNトランジスタのエミッタに接続され、ベースに第2の制御信号を入力する第5のNPNトランジスタと、第4のNPNトランジスタおよび第5のNPNトランジスタのそれぞれのエミッタ同士の接続点とグラウンドとの間に接続された第2の電流源と、コレクタおよびベースが第3のPNPトランジスタのコレクタに接続された第6のNPNトランジスタと、コレクタが第1の電源に接続され、エミッタが第6のNPNトランジスタのエミッタに接続され、ベースが第6のNPNトランジスタのコレクタおよびベースに接続された第7のNPNトランジスタと、第6のNPNトランジスタおよび第7のNPNトランジスタのそれぞれのエミッタ同士の接続点とグラウンドとの間に接続されたLDとを備え、第1の制御信号と第2の制御信号によって第4のNPNトランジスタと第5のNPNトランジスタとのオンオフ状態が逆にされ、かつそれぞれのオンオフ状態が交互に切り換えられることによりLDのオンオフ状態が交互に切り換えられるようにした高速スイッチング回路(以下、カソード型高速スイッチング回路)であって、第3のPNPトランジスタのベースに容量の一端を接続し、LDのオンオフ状態が切り換えられる時の第6のNPNトランジスタのコレクタ電位の変動が第3のPNPトランジスタのコレクタ−ベース間の寄生容量を介して影響することにより変動しようとする第3のPNPトランジスタのベース電位の変動分をキャンセルするための信号を容量の他端に与えるようにしたことを特徴とする。
【0014】
請求項1の構成によれば、第3のPNPトランジスタのベースに容量を介して信号を与えることにより、LDのオンオフ状態が切り換えられる時の第6のNPNトランジスタのコレクタ電位の変動が第3のPNPトランジスタのコレクタ−ベース間の寄生容量を介して影響することにより変動しようとする第3のPNPトランジスタのベース電位の変動分をキャンセルし、第3のPNPトランジスタのベース電位の変動を抑えることができる。その結果、LDを駆動する電流が小さい場合にも、LDに供給する電流の応答時間を早くしてLDがオンする時の立ち上がりを早くすることができ、スイッチング速度を確保することができる。
【0015】
本発明の請求項2記載の高速スイッチング回路は、カソード型高速スイッチング回路であって、LDのオンオフ状態が切り換えられる時の第6のNPNトランジスタのコレクタ電位の変動が第3のPNPトランジスタのコレクタ−ベース間の寄生容量を介して影響することにより変動しようとする第3のPNPトランジスタのベース電位の変動分をキャンセルするために、第3のPNPトランジスタのベースに容量の一端を接続し、容量の他端に第2の制御信号を入力するようにしたことを特徴とする。
【0016】
請求項2の構成によれば、第3のPNPトランジスタのベースに容量を介して第2の制御信号を与えることにより、LDのオンオフ状態が切り換えられる時の第6のNPNトランジスタのコレクタ電位の変動が第3のPNPトランジスタのコレクタ−ベース間の寄生容量を介して影響することにより変動しようとする第3のPNPトランジスタのベース電位の変動分をキャンセルし、第3のPNPトランジスタのベース電位の変動を抑えることができる。その結果、LDを駆動する電流が小さい場合にも、LDに供給する電流の応答時間を早くしてLDがオンする時の立ち上がりを早くすることができ、スイッチング速度を確保することができる。
【0017】
本発明の請求項3記載の高速スイッチング回路は、カソード型高速スイッチング回路であって、LDのオンオフ状態が切り換えられる時の第6のNPNトランジスタのコレクタ電位の変動が第3のPNPトランジスタのコレクタ−ベース間の寄生容量を介して影響することにより変動しようとする第3のPNPトランジスタのベース電位の変動分をキャンセルするために、第1の電源と第4のNPNトランジスタのコレクタとの間に第3の抵抗を挿入するとともに第4のNPNトランジスタのコレクタと第3のPNPトランジスタのベースとの間に容量を接続したことを特徴とする。
【0018】
請求項3の構成によれば、第1の電源と第4のNPNトランジスタのコレクタとの間に第3の抵抗を挿入するとともに第4のNPNトランジスタのコレクタと第3のPNPトランジスタのベースとの間に容量を接続したことにより、LDのオンオフ状態が切り換えられる時の第6のNPNトランジスタのコレクタ電位の変動が第3のPNPトランジスタのコレクタ−ベース間の寄生容量を介して影響することにより変動しようとする第3のPNPトランジスタのベース電位の変動分をキャンセルし、第3のPNPトランジスタのベース電位の変動を抑えることができる。その結果、LDを駆動する電流が小さい場合にも、LDに供給する電流の応答時間を早くしてLDがオンする時の立ち上がりを早くすることができ、スイッチング速度を確保することができる。
【0019】
本発明の請求項4記載の高速スイッチング回路は、請求項3記載の高速スイッチング回路のおいて、第2の電流源を可変電流源にしたことを特徴とする。
【0020】
請求項4の構成によれば、請求項3と同様の効果が得られる。
【0021】
本発明の請求項5記載の高速スイッチング回路は、請求項3記載の高速スイッチング回路のおいて、第3の抵抗と第4のNPNトランジスタのコレクタとの間に第8のNPNトランジスタを挿入し、第8のNPNトランジスタのコレクタおよびベースを共通に第3の抵抗に接続し、第8のNPNトランジスタのエミッタを第4のNPNトランジスタのコレクタに接続したことを特徴とする。
【0022】
請求項5の構成によれば、請求項3と同様の効果が得られる。
【0023】
本発明の請求項6記載の高速スイッチング回路は、請求項5記載の高速スイッチング回路のおいて、第2の電流源を可変電流源にしたことを特徴とする。
【0024】
請求項6の構成によれば、請求項5と同様の効果が得られる。
【0025】
本発明の請求項7記載の高速スイッチング回路は、カソード型高速スイッチング回路であって、第6のNPNトランジスタのコレクタ電位をモニタし、このモニタするコレクタ電位の変動分を反転させた信号を第3のPNPトランジスタのベースに与えるモニタ回路を設けたことを特徴とする。
【0026】
請求項7の構成によれば、上記のモニタ回路を設けたことにより、LDのオンオフ状態が切り換えられる時の第6のNPNトランジスタのコレクタ電位の変動が第3のPNPトランジスタのコレクタ−ベース間の寄生容量を介して影響することにより変動しようとする第3のPNPトランジスタのベース電位の変動分をキャンセルし、第3のPNPトランジスタのベース電位の変動を抑えることができる。その結果、LDを駆動する電流が小さい場合にも、LDに供給する電流の応答時間を早くしてLDがオンする時の立ち上がりを早くすることができ、スイッチング速度を確保することができる。
【0027】
本発明の請求項8記載の高速スイッチング回路は、エミッタが第1の抵抗を介して第1の電源に接続された第1のPNPトランジスタと、第1のPNPトランジスタのコレクタとグラウンドとの間に接続された第1の可変電流源と、エミッタが第1のPNPトランジスタのベースに接続され、ベースが第1のPNPトランジスタのコレクタに接続され、コレクタがグラウンドに接続された第2のPNPトランジスタと、エミッタが第2の抵抗を介して第1の電源に接続され、ベースが第1のPNPトランジスタのベースに接続された第3のPNPトランジスタと、コレクタが第1の電源に接続され、ベースに第1の制御信号を入力する第4のNPNトランジスタと、コレクタが第3のPNPトランジスタのコレクタに接続され、エミッタが第4のNPNトランジスタのエミッタに接続され、ベースに第2の制御信号を入力する第5のNPNトランジスタと、第4のNPNトランジスタおよび第5のNPNトランジスタのそれぞれのエミッタ同士の接続点とグラウンドとの間に接続された第2の電流源と、エミッタがグラウンドに接続され、コレクタおよびベースが第3のPNPトランジスタのコレクタに接続された第6のNPNトランジスタと、エミッタがグラウンドに接続され、ベースが第6のNPNトランジスタのコレクタおよびベースに接続された第7のNPNトランジスタと、第1の電源と第7のNPNトランジスタのコレクタとの間に接続されたLDとを備え、第1の制御信号と第2の制御信号によって第4のNPNトランジスタと第5のNPNトランジスタとのオンオフ状態が逆にされ、かつそれぞれのオンオフ状態が交互に切り換えられることによりLDのオンオフ状態が交互に切り換えられるようにした高速スイッチング回路(以下、アノード型高速スイッチング回路)であって、第3のPNPトランジスタのベースに容量の一端を接続し、LDのオンオフ状態が切り換えられる時の第6のNPNトランジスタのコレクタ電位の変動が第3のPNPトランジスタのコレクタ−ベース間の寄生容量を介して影響することにより変動しようとする第3のPNPトランジスタのベース電位の変動分をキャンセルするための信号を容量の他端に与えるようにしたことを特徴とする。
【0028】
請求項8の構成によれば、アノード型高速スイッチング回路において、請求項1と同様の効果が得られる。
【0029】
本発明の請求項9記載の高速スイッチング回路は、アノード型高速スイッチング回路であって、LDのオンオフ状態が切り換えられる時の第6のNPNトランジスタのコレクタ電位の変動が第3のPNPトランジスタのコレクタ−ベース間の寄生容量を介して影響することにより変動しようとする第3のPNPトランジスタのベース電位の変動分をキャンセルするために、第3のPNPトランジスタのベースに容量の一端を接続し、容量の他端に第2の制御信号を入力するようにしたことを特徴とする。
【0030】
請求項9の構成によれば、アノード型高速スイッチング回路において、請求項2と同様の効果が得られる。
【0031】
本発明の請求項10記載の高速スイッチング回路は、アノード型高速スイッチング回路であって、LDのオンオフ状態が切り換えられる時の第6のNPNトランジスタのコレクタ電位の変動が第3のPNPトランジスタのコレクタ−ベース間の寄生容量を介して影響することにより変動しようとする第3のPNPトランジスタのベース電位の変動分をキャンセルするために、第1の電源と第4のNPNトランジスタのコレクタとの間に第3の抵抗を挿入するとともに第4のNPNトランジスタのコレクタと第3のPNPトランジスタのベースとの間に容量を接続したことを特徴とする。
【0032】
請求項10の構成によれば、アノード型高速スイッチング回路において、請求項3と同様の効果が得られる。
【0033】
本発明の請求項11記載の高速スイッチング回路は、請求項10記載の高速スイッチング回路において、第2の電流源を可変電流源にしたことを特徴とする。
【0034】
請求項11の構成によれば、アノード型高速スイッチング回路において、請求項4と同様の効果が得られる。
【0035】
本発明の請求項12記載の高速スイッチング回路は、請求項10記載の高速スイッチング回路において、第3の抵抗と第4のNPNトランジスタのコレクタとの間に第8のNPNトランジスタを挿入し、第8のNPNトランジスタのコレクタおよびベースを共通に第3の抵抗に接続し、第8のNPNトランジスタのエミッタを第4のNPNトランジスタのコレクタに接続したことを特徴とする。
【0036】
請求項12の構成によれば、アノード型高速スイッチング回路において、請求項5と同様の効果が得られる。
【0037】
本発明の請求項13記載の高速スイッチング回路は、請求項12記載の高速スイッチング回路において、第2の電流源を可変電流源にしたことを特徴とする。
【0038】
請求項13の構成によれば、アノード型高速スイッチング回路において、請求項6と同様の効果が得られる。
【0039】
本発明の請求項14記載の高速スイッチング回路は、アノード型高速スイッチング回路であって、第6のNPNトランジスタのコレクタ電位をモニタし、このモニタするコレクタ電位の変動分を反転させた信号を第3のPNPトランジスタのベースに与えるモニタ回路を設けたことを特徴とする。
【0040】
請求項14の構成によれば、アノード型高速スイッチング回路において、請求項7と同様の効果が得られる。
【0041】
本発明の請求項15記載の高速スイッチング回路は、請求項1〜14のうちいずれかに記載の高速スイッチング回路において、全てのPNPトランジスタのそれぞれをPチャネルMOSトランジスタに置き換えるとともに、全てのNPNトランジスタのそれぞれをNチャネルMOSトランジスタに置き換えたことを特徴とする。
【0042】
この請求項15の構成のようにMOSトランジスタを用いても請求項1〜14のうちいずれかに記載の高速スイッチング回路と同様の効果が得られる。
【0043】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【0044】
(第1の実施の形態)
図1(a)は本発明の第1の実施の形態におけるカソード型高速スイッチング回路の構成図、図1(b)は図1(a)の構成における主要部分の信号波形図である。図1(a)において、13は容量、Bは加算信号であり、その他の図15(a)と同じものには同一符号を付している。
【0045】
このカソード型高速スイッチング回路は、エミッタが第1の抵抗1を介して第1の電源Vccに接続された第1のPNPトランジスタ2と、第1のPNPトランジスタ2のコレクタとGND(グラウンド)との間に接続された第1の可変電流源3と、エミッタが第1のPNPトランジスタ2のベースに接続され、ベースが第1のPNPトランジスタ2のコレクタに接続され、コレクタがGNDに接続された第2のPNPトランジスタ4と、エミッタが第2の抵抗5を介して第1の電源Vccに接続され、ベースが第1のPNPトランジスタ2のベースに接続された第3のPNPトランジスタ6と、コレクタが第1の電源Vccに接続され、ベースに第1の制御信号MDNを入力する第4のNPNトランジスタ7と、コレクタが第3のPNPトランジスタ6のコレクタに接続され、エミッタが第4のNPNトランジスタ7のエミッタに接続され、ベースに第2の制御信号MDPを入力する第5のNPNトランジスタ8と、第4のNPNトランジスタ7および第5のNPNトランジスタ8のそれぞれのエミッタ同士の接続点とGNDとの間に接続された第2の電流源9と、コレクタおよびベースが第3のPNPトランジスタ6のコレクタに接続された第6のNPNトランジスタ10と、コレクタが第1の電源Vccに接続され、エミッタが第6のNPNトランジスタ10のエミッタに接続され、ベースが第6のNPNトランジスタ10のコレクタおよびベースに接続された第7のNPNトランジスタ11と、第6のNPNトランジスタ10および第7のNPNトランジスタ11のそれぞれのエミッタ同士の接続点とGNDとの間に接続されたLD12とを備え、第1の制御信号MDNと第2の制御信号MDPによって第4のNPNトランジスタ7と第5のNPNトランジスタ8とのオンオフ状態が逆にされ、かつそれぞれのオンオフ状態が交互に切り換えられることによりLD12のオンオフ状態が交互に切り換えられるように構成されている。以上の構成は、図15の従来例と同様である。
【0046】
さらに、本実施の形態では、第3のPNPトランジスタ6のベースに容量13の一端を接続し、LD12のオンオフ状態が切り換えられる時の第6のNPNトランジスタ10のコレクタ電位の変動が第3のPNPトランジスタ6のコレクタ−ベース間の寄生容量24を介して第3のPNPトランジスタ6のベース電位に影響することにより変動しようとする第3のPNPトランジスタ6のベース電位の変動分をキャンセルするための加算信号Bを容量13の他端に与えるようにしたことを特徴とする。ここで、容量13は、PNPトランジスタ6の寄生容量24と等価な容量である。
【0047】
以上のように構成された本実施の形態のカソード型高速スイッチング回路について以下その動作を説明する。
【0048】
まず、カレントミラー回路21の可変電流源3で設定された電流が、差動スイッチ回路22の制御信号MDNがベースに接続されたNPNトランジスタ7と制御信号MDPがベースに接続されたNPNトランジスタ8において、MDN/MDPがLo/Hiの時、NPNトランジスタ7がオフ、NPNトランジスタ8がオンして、カレントミラー回路23のNPNトランジスタ10に電流が供給され、LD12がオンする。また、MDN/MDPがHi/Loの時、NPNトランジスタ7がオン、NPNトランジスタ8がオフして、LD12がオフする。
【0049】
LD12がオン/オフする時にカレントミラー回路23のNPNトランジスタ10のコレクタ電位が揺らぐため、PNPトランジスタ6のコレクタ−ベース間の寄生容量24の影響によりカレントミラー回路21のベース電位Aが揺らごうとする。そこで、容量13を介してカレントミラー回路21のベースに加算信号Bを印加することによってカレントミラー回路21のベース電位Aの揺らぎを抑えてLD12に供給する電流の応答時間を早くする。なお、図1(a)に示したベース電位Aの波形は、加算信号Bを印加しない場合のもの(図15(a)と同じ)であり、本実施の形態のように加算信号Bを印加することにより、図1(a)のベース電位Aの揺らぎを抑えることができる。
【0050】
以上のように本実施の形態によれば、容量13を介してカレントミラー回路21のベースに加算信号Bを印加するようにしたことにより、従来のLD12のオンオフ状態が切り換えられる時に発生していたベース電位の変動分をキャンセルし、カレントミラー回路21のベース電位Aの揺らぎを抑えることができる。その結果、LD12を駆動する電流が小さい場合にも、LD12に供給する電流の応答時間を早くしてLD12がオンする時の立ち上がりを早くすることができ、スイッチング速度を確保することができる。
【0051】
(第2の実施の形態)
図2(a)は本発明の第2の実施の形態におけるカソード型高速スイッチング回路の構成図、図2(b)は図2(a)の構成における主要部分の信号波形図である。図2(a)において、14は容量であり、その他の図15(a)と同じものには同一符号を付している。
【0052】
本実施の形態では、図15の従来例の構成に容量14を追加している。図15の従来例と同じ部分については第1の実施の形態でも説明したとおりであり、ここでは省略する。本実施の形態では、LD12のオンオフ状態が切り換えられる時の第6のNPNトランジスタ10のコレクタ電位の変動が第3のPNPトランジスタ6のコレクタ−ベース間の寄生容量24を介して影響することにより変動しようとする第3のPNPトランジスタ6のベース電位の変動分をキャンセルするために、第3のPNPトランジスタ6のベースに容量14の一端を接続し、容量14の他端をNPNトランジスタ8のベースに接続して第2の制御信号MDPを入力するようにしたことを特徴とする。ここで、容量14は、PNPトランジスタ6の寄生容量24と等価な容量である。
【0053】
以上のように構成された本実施の形態のカソード型高速スイッチング回路について以下その動作を説明する。
【0054】
まず、カレントミラー回路21の可変電流源3で設定された電流が、差動スイッチ回路22の制御信号MDNがベースに接続されたNPNトランジスタ7と制御信号MDPがベースに接続されたNPNトランジスタ8において、MDN/MDPがLo/Hiの時、NPNトランジスタ7がオフ、NPNトランジスタ8がオンして、カレントミラー回路23のNPNトランジスタ10に電流が供給され、LD12がオンする。また、MDN/MDPがHi/Loの時、NPNトランジスタ7がオン、NPNトランジスタ8がオフして、LD12がオフする。
【0055】
LD12がオン/オフする時にカレントミラー回路23のNPNトランジスタ10のコレクタ電位が揺らぐため、PNPトランジスタ6のコレクタ−ベース間の寄生容量24の影響によりカレントミラー回路21のベース電位Aが揺らごうとする。そこで、容量14を介してカレントミラー回路21のベースに制御信号MDPを印加することによってカレントミラー回路21のベース電位Aの揺らぎを抑えてLD12に供給する電流の応答時間を早くする。
【0056】
以上のように本実施の形態によれば、容量14を介してカレントミラー回路21のベースに制御信号MDPを印加するようにしたことにより、従来のLD12のオンオフ状態が切り換えられる時に発生していたベース電位の変動分をキャンセルし、カレントミラー回路21のベース電位Aの揺らぎを抑えることができる。その結果、LD12を駆動する電流が小さい場合にも、LD12に供給する電流の応答時間を早くしてLD12がオンする時の立ち上がりを早くすることができ、スイッチング速度を確保することができる。
【0057】
(第3の実施の形態)
図3(a)は本発明の第3の実施の形態におけるカソード型高速スイッチング回路の構成図、図3(b)は図3(a)の構成における主要部分の信号波形図である。図3(a)において、15は抵抗、16は容量であり、その他の図15(a)と同じものには同一符号を付している。
【0058】
本実施の形態では、図15の従来例の構成に抵抗15と容量16を追加している。図15の従来例と同じ部分については第1の実施の形態でも説明したとおりであり、ここでは省略する。本実施の形態では、LD12のオンオフ状態が切り換えられる時の第6のNPNトランジスタ10のコレクタ電位の変動が第3のPNPトランジスタ6のコレクタ−ベース間の寄生容量24を介して影響することにより変動しようとする第3のPNPトランジスタ6のベース電位の変動分をキャンセルするために、電源Vccと第4のNPNトランジスタ7のコレクタとの間に第3の抵抗15を挿入するとともに、第3の抵抗15と第4のNPNトランジスタ7のコレクタとの接続点と第3のPNPトランジスタ6のベースとの間に容量16を接続したことを特徴とする。ここで、容量16は、PNPトランジスタ6の寄生容量24と等価な容量であり、抵抗15は、LD12の抵抗成分と等価な抵抗である。このような抵抗15と容量16を設けたことにより、LD12のアノード側電位の変動量と等価な変動量を容量16を介してベース電位Aにかえす。
【0059】
以上のように構成された本実施の形態のカソード型高速スイッチング回路について以下その動作を説明する。
【0060】
まず、カレントミラー回路21の可変電流源3で設定された電流が、差動スイッチ回路22の制御信号MDNがベースに接続されたNPNトランジスタ7と制御信号MDPがベースに接続されたNPNトランジスタ8において、MDN/MDPがLo/Hiの時、NPNトランジスタ7がオフ、NPNトランジスタ8がオンして、カレントミラー回路23のNPNトランジスタ10に電流が供給され、LD12がオンする。また、MDN/MDPがHi/Loの時、NPNトランジスタ7がオン、NPNトランジスタ8がオフして、LD12がオフする。
【0061】
LD12がオン/オフする時にカレントミラー回路23のNPNトランジスタ10のコレクタ電位が揺らぐため、PNPトランジスタ6のコレクタ−ベース間の寄生容量24の影響によりカレントミラー回路21のベース電位Aが揺らごうとする。そこで、容量16を介してカレントミラー回路21のベースにLD12のアノード側電位の変動量と等価な変動量をかえすことによって、カレントミラー回路21のベース電位Aの揺らぎを抑えてLD12に供給する電流の応答時間を早くする。
【0062】
以上のように本実施の形態によれば、電源VccとNPNトランジスタ7のコレクタとの間に抵抗15を挿入し、容量16を介して抵抗15とNPNトランジスタ7のコレクタとの接続点をPNPトランジスタ6のベースに接続したことにより、従来のLD12のオンオフ状態が切り換えられる時に発生していたベース電位の変動分をキャンセルし、カレントミラー回路21のベース電位Aの揺らぎを抑えることができる。その結果、LD12を駆動する電流が小さい場合にも、LD12に供給する電流の応答時間を早くしてLD12がオンする時の立ち上がりを早くすることができ、スイッチング速度を確保することができる。
【0063】
(第4の実施の形態)
図4(a)は本発明の第4の実施の形態におけるカソード型高速スイッチング回路の構成図、図4(b)は図4(a)の構成における主要部分の信号波形図である。図4(a)において、17は可変電流源であり、その他の図3(a)と同じものには同一符号を付している。
【0064】
本実施の形態は、図3に示した第3の実施の形態における固定電流源9を可変電流源17に変更した構成であり、他の構成は第3の実施の形態と同じであるので説明を省略する。
【0065】
以上のように構成された本実施の形態のカソード型高速スイッチング回路について以下その動作を説明する。
【0066】
まず、カレントミラー回路21の可変電流源3で設定された電流が、差動スイッチ回路22の制御信号MDNがベースに接続されたNPNトランジスタ7と制御信号MDPがベースに接続されたNPNトランジスタ8において、MDN/MDPがLo/Hiの時、NPNトランジスタ7がオフ、NPNトランジスタ8がオンして、カレントミラー回路23のNPNトランジスタ10に電流が供給され、LD12がオンする。また、MDN/MDPがHi/Loの時、NPNトランジスタ7がオン、NPNトランジスタ8がオフして、LD12がオフする。
【0067】
LD12がオン/オフする時にカレントミラー回路23のNPNトランジスタ10のコレクタ電位が揺らぐため、PNPトランジスタ6のコレクタ−ベース間の寄生容量24の影響によりカレントミラー回路21のベース電位Aが揺らごうとする。そこで、第3の実施の形態同様、抵抗15および容量16を設けたことによって、カレントミラー回路21のベース電位Aの揺らぎを抑えてLD12に供給する電流の応答時間を早くする。
【0068】
前述の第3の実施の形態の場合、固定電流源9を用いているため、可変電流源3によって電流値が変化した時、LD12のアノード側電位の変動量に対して一定量しかベース電位Aにかえせないが、本実施の形態のように可変電流源17を用いることで等価な変動量をかえすことができる。
【0069】
以上のように本実施の形態によれば、電源VccとNPNトランジスタ7のコレクタとの間に抵抗15を挿入し、容量16を介して抵抗15とNPNトランジスタ7のコレクタとの接続点をPNPトランジスタ6のベースに接続し、さらに可変電流源17を調整したことにより、従来のLD12のオンオフ状態が切り換えられる時に発生していたベース電位の変動分をキャンセルし、カレントミラー回路21のベース電位Aの揺らぎを抑えることができる。その結果、LD12を駆動する電流が小さい場合にも、LD12に供給する電流の応答時間を早くしてLD12がオンする時の立ち上がりを早くすることができ、スイッチング速度を確保することができる。
【0070】
(第5の実施の形態)
図5(a)は本発明の第5の実施の形態におけるカソード型高速スイッチング回路の構成図、図5(b)は図5(a)の構成における主要部分の信号波形図である。図5(a)において、18はNPNトランジスタであり、その他の図3(a)と同じものには同一符号を付している。
【0071】
本実施の形態は、図3に示した第3の実施の形態において、NPNトランジスタ7のコレクタに負荷を追加した構成、すなわちNPNトランジスタ7のコレクタと抵抗15との間にダイオード接続したNPNトランジスタ18を挿入した構成であり、他の構成は第3の実施の形態と同じであるので説明を省略する。
【0072】
以上のように構成された本実施の形態のカソード型高速スイッチング回路について以下その動作を説明する。
【0073】
まず、カレントミラー回路21の可変電流源3で設定された電流が、差動スイッチ回路22の制御信号MDNがベースに接続されたNPNトランジスタ7と制御信号MDPがベースに接続されたNPNトランジスタ8において、MDN/MDPがLo/Hiの時、NPNトランジスタ7がオフ、NPNトランジスタ8がオンして、カレントミラー回路23のNPNトランジスタ10に電流が供給され、LD12がオンする。また、MDN/MDPがHi/Loの時、NPNトランジスタ7がオン、NPNトランジスタ8がオフして、LD12がオフする。
【0074】
LD12がオン/オフする時にカレントミラー回路23のNPNトランジスタ10のコレクタ電位が揺らぐため、PNPトランジスタ6のコレクタ−ベース間の寄生容量24の影響によりカレントミラー回路21のベース電位Aが揺らごうとする。そこで、抵抗15、ダイオード接続したNPNトランジスタ18および容量16を設けたことによって、カレントミラー回路21のベース電位Aの揺らぎを抑えてLD12に供給する電流の応答時間を早くする。
【0075】
また、本実施の形態では、NPNトランジスタ10の変動量と等価な変動量をNPNトランジスタ18で与え、NPNトランジスタ10のコレクタ電位の揺らぎを抑えることができる。
【0076】
以上のように本実施の形態によれば、電源VccとNPNトランジスタ7のコレクタとの間に抵抗15、ダイオード接続したNPNトランジスタ18を挿入し、容量16を介してNPNトランジスタ18とNPNトランジスタ7のコレクタとの接続点をPNPトランジスタ6のベースに接続したことにより、従来のLD12のオンオフ状態が切り換えられる時に発生していたベース電位の変動分をキャンセルし、カレントミラー回路21のベース電位Aの揺らぎを抑えることができる。その結果、LD12を駆動する電流が小さい場合にも、LD12に供給する電流の応答時間を早くしてLD12がオンする時の立ち上がりを早くすることができ、スイッチング速度を確保することができる。
【0077】
(第6の実施の形態)
図6(a)は本発明の第6の実施の形態におけるカソード型高速スイッチング回路の構成図、図6(b)は図6(a)の構成における主要部分の信号波形図である。図6(a)において、17は可変電流源であり、その他の図3(a)と同じものには同一符号を付している。
【0078】
本実施の形態は、図5に示した第5の実施の形態における固定電流源9を可変電流源17に変更した構成であり、他の構成は第5の実施の形態と同じであるので説明を省略する。
【0079】
以上のように構成された本実施の形態のカソード型高速スイッチング回路について以下その動作を説明する。
【0080】
まず、カレントミラー回路21の可変電流源3で設定された電流が、差動スイッチ回路22の制御信号MDNがベースに接続されたNPNトランジスタ7と制御信号MDPがベースに接続されたNPNトランジスタ8において、MDN/MDPがLo/Hiの時、NPNトランジスタ7がオフ、NPNトランジスタ8がオンして、カレントミラー回路23のNPNトランジスタ10に電流が供給され、LD12がオンする。また、MDN/MDPがHi/Loの時、NPNトランジスタ7がオン、NPNトランジスタ8がオフして、LD12がオフする。
【0081】
LD12がオン/オフする時にカレントミラー回路23のNPNトランジスタ10のコレクタ電位が揺らぐため、PNPトランジスタ6のコレクタ−ベース間の寄生容量24の影響によりカレントミラー回路21のベース電位Aが揺らごうとする。そこで、第5の実施の形態同様、抵抗15、NPNトランジスタ18および容量16を設けたことによって、カレントミラー回路21のベース電位Aの揺らぎを抑えてLD12に供給する電流の応答時間を早くする。
【0082】
前述の第5の実施の形態の場合、固定電流源9を用いているため、可変電流源3によって電流値が変化した時、LD12のアノード側電位の変動量に対して一定量しかベース電位Aにかえせないが、本実施の形態のように可変電流源17を用いることで等価な変動量をかえすことができる。
【0083】
以上のように本実施の形態によれば、電源VccとNPNトランジスタ7のコレクタとの間に抵抗15、ダイオード接続したNPNトランジスタ18を挿入し、容量16を介してNPNトランジスタ18とNPNトランジスタ7のコレクタとの接続点をPNPトランジスタ6のベースに接続し、さらに可変電流源17を調整したことにより、従来のLD12のオンオフ状態が切り換えられる時に発生していたベース電位の変動分をキャンセルし、カレントミラー回路21のベース電位Aの揺らぎを抑えることができる。その結果、LD12を駆動する電流が小さい場合にも、LD12に供給する電流の応答時間を早くしてLD12がオンする時の立ち上がりを早くすることができ、スイッチング速度を確保することができる。
【0084】
(第7の実施の形態)
図7(a)は本発明の第7の実施の形態におけるカソード型高速スイッチング回路の構成図、図7(b)は図7(a)の構成における主要部分の信号波形図である。図7(a)において、17は可変電流源、19はモニタ回路であり、その他の図15(a)と同じものには同一符号を付している。
【0085】
本実施の形態では、図15の従来例の構成にモニタ回路19を追加している。図15の従来例と同じ部分については第1の実施の形態でも説明したとおりであり、ここでは省略する。本実施の形態では、LD12のオンオフ状態が切り換えられる時の第6のNPNトランジスタ10のコレクタ電位の変動が第3のPNPトランジスタ6のコレクタ−ベース間の寄生容量24を介して影響することにより変動しようとする第3のPNPトランジスタ6のベース電位の変動分をキャンセルするために、第6のNPNトランジスタ10のコレクタ電位をモニタし、このモニタするコレクタ電位の変動分を反転させた信号を第3のPNPトランジスタ6のベースに与えるモニタ回路19を設けたことを特徴とする。
【0086】
以上のように構成された本実施の形態のカソード型高速スイッチング回路について以下その動作を説明する。
【0087】
まず、カレントミラー回路21の可変電流源3で設定された電流が、差動スイッチ回路22の制御信号MDNがベースに接続されたNPNトランジスタ7と制御信号MDPがベースに接続されたNPNトランジスタ8において、MDN/MDPがLo/Hiの時、NPNトランジスタ7がオフ、NPNトランジスタ8がオンして、カレントミラー回路23のNPNトランジスタ10に電流が供給され、LD12がオンする。また、MDN/MDPがHi/Loの時、NPNトランジスタ7がオン、NPNトランジスタ8がオフして、LD12がオフする。
【0088】
LD12がオン/オフする時にカレントミラー回路23のNPNトランジスタ10のコレクタ電位が揺らぐため、PNPトランジスタ6のコレクタ−ベース間の寄生容量24の影響によりカレントミラー回路21のベース電位Aが揺らごうとする。そこで、モニタ回路19でNPNトランジスタ10のコレクタ電位をモニタし、その変動分を反転させた信号をカレントミラー回路21のベースに与えることにより、カレントミラー回路21のベース電位Aの揺らぎを抑えてLD12に供給する電流の応答時間を早くする。
【0089】
以上のように本実施の形態によれば、モニタ回路19によってNPNトランジスタ10のコレクタ電位の変動分を反転させた信号をカレントミラー回路21のベースに与えることにより、従来のLD12のオンオフ状態が切り換えられる時に発生していたベース電位の変動分をキャンセルし、カレントミラー回路21のベース電位Aの揺らぎを抑えることができる。その結果、LD12を駆動する電流が小さい場合にも、LD12に供給する電流の応答時間を早くしてLD12がオンする時の立ち上がりを早くすることができ、スイッチング速度を確保することができる。
【0090】
(第8の実施の形態)
図8(a)は本発明の第8の実施の形態におけるアノード型高速スイッチング回路の構成図、図8(b)は図8(a)の構成における主要部分の信号波形図である。図8(a)において、図1(a)と対応するものには同一符号を付して説明を省略する。また図8(b)に示すベース電位Aの波形図についても図1(b)の場合と同様、加算信号Bを印加しない場合のもの(図16(a)と同じ)を示している。
【0091】
本実施の形態は、図16に示す従来のアノード型高速スイッチング回路に第1の実施の形態の特徴とする構成(容量13、加算信号B)を適用したものである。したがって、第1の実施の形態と本実施の形態とでは、第1の実施の形態がカソード型高速スイッチング回路であったのに対し、本実施の形態はアノード型高速スイッチング回路である点が相違するだけである。すなわち、第1の実施の形態のようにカソード型高速スイッチング回路の場合は、カレントミラー回路23のNPNトランジスタ11のコレクタが第1の電源Vccに接続され、NPNトランジスタ10と11のエミッタが共通に接続されてグラウンドとの間にLD12が接続されてあったのに対し、本実施の形態のようにアノード型高速スイッチング回路の場合は、NPNトランジスタ10と11のエミッタが共通にグラウンドに接続され、NPNトランジスタ11のコレクタと電源VLDとの間にLD12が接続されている。なお、電源の「VLD」は、アノード型とカソード型との区別をはっきりさせるために用いたものであり、電源VLDは第1の電源Vccと同じである。
【0092】
また、本実施の形態のアノード型高速スイッチング回路についての動作説明は、第1の実施の形態と同様であるので省略する。
【0093】
すなわち本実施の形態によれば、アノード型高速スイッチング回路において、第1の実施の形態と同様の効果が得られる。
【0094】
(第9の実施の形態)
図9(a)は本発明の第9の実施の形態におけるアノード型高速スイッチング回路の構成図、図9(b)は図9(a)の構成における主要部分の信号波形図である。図9(a)において、図2(a)と対応するものには同一符号を付して説明を省略する。
【0095】
本実施の形態は、図16に示す従来のアノード型高速スイッチング回路に第2の実施の形態の特徴とする構成(容量14)を適用したものである。したがって、第2の実施の形態と本実施の形態とでは、第2の実施の形態がカソード型高速スイッチング回路であったのに対し、本実施の形態はアノード型高速スイッチング回路である点が相違するだけである。カソード型高速スイッチング回路とアノード型高速スイッチング回路との相違は第8の実施の形態で述べた通りである。
【0096】
また、本実施の形態のアノード型高速スイッチング回路についての動作説明は、第2の実施の形態と同様であるので省略する。
【0097】
すなわち本実施の形態によれば、アノード型高速スイッチング回路において、第2の実施の形態と同様の効果が得られる。
【0098】
(第10の実施の形態)
図10(a)は本発明の第10の実施の形態におけるアノード型高速スイッチング回路の構成図、図10(b)は図10(a)の構成における主要部分の信号波形図である。図10(a)において、図3(a)と対応するものには同一符号を付して説明を省略する。
【0099】
本実施の形態は、図16に示す従来のアノード型高速スイッチング回路に第3の実施の形態の特徴とする構成(抵抗15、容量16)を適用したものである。したがって、第3の実施の形態と本実施の形態とでは、第3の実施の形態がカソード型高速スイッチング回路であったのに対し、本実施の形態はアノード型高速スイッチング回路である点が相違するだけである。カソード型高速スイッチング回路とアノード型高速スイッチング回路との相違は第8の実施の形態で述べた通りである。
【0100】
また、本実施の形態のアノード型高速スイッチング回路についての動作説明は、第3の実施の形態と同様であるので省略する。
【0101】
すなわち本実施の形態によれば、アノード型高速スイッチング回路において、第3の実施の形態と同様の効果が得られる。
【0102】
(第11の実施の形態)
図11(a)は本発明の第11の実施の形態におけるアノード型高速スイッチング回路の構成図、図11(b)は図11(a)の構成における主要部分の信号波形図である。図11(a)において、図4(a)と対応するものには同一符号を付して説明を省略する。
【0103】
本実施の形態は、図16に示す従来のアノード型高速スイッチング回路に第4の実施の形態の特徴とする構成(抵抗15、容量16、可変電流源17)を適用したものである。したがって、第4の実施の形態と本実施の形態とでは、第4の実施の形態がカソード型高速スイッチング回路であったのに対し、本実施の形態はアノード型高速スイッチング回路である点が相違するだけである。カソード型高速スイッチング回路とアノード型高速スイッチング回路との相違は第8の実施の形態で述べた通りである。
【0104】
また、本実施の形態のアノード型高速スイッチング回路についての動作説明は、第4の実施の形態と同様であるので省略する。
【0105】
すなわち本実施の形態によれば、アノード型高速スイッチング回路において、第4の実施の形態と同様の効果が得られる。
【0106】
(第12の実施の形態)
図12(a)は本発明の第12の実施の形態におけるアノード型高速スイッチング回路の構成図、図12(b)は図12(a)の構成における主要部分の信号波形図である。図12(a)において、図5(a)と対応するものには同一符号を付して説明を省略する。
【0107】
本実施の形態は、図16に示す従来のアノード型高速スイッチング回路に第5の実施の形態の特徴とする構成(抵抗15、容量16、NPNトランジスタ18)を適用したものである。したがって、第5の実施の形態と本実施の形態とでは、第5の実施の形態がカソード型高速スイッチング回路であったのに対し、本実施の形態はアノード型高速スイッチング回路である点が相違するだけである。カソード型高速スイッチング回路とアノード型高速スイッチング回路との相違は第8の実施の形態で述べた通りである。
【0108】
また、本実施の形態のアノード型高速スイッチング回路についての動作説明は、第5の実施の形態と同様であるので省略する。
【0109】
すなわち本実施の形態によれば、アノード型高速スイッチング回路において、第5の実施の形態と同様の効果が得られる。
【0110】
(第13の実施の形態)
図13(a)は本発明の第13の実施の形態におけるアノード型高速スイッチング回路の構成図、図13(b)は図13(a)の構成における主要部分の信号波形図である。図13(a)において、図6(a)と対応するものには同一符号を付して説明を省略する。
【0111】
本実施の形態は、図16に示す従来のアノード型高速スイッチング回路に第6の実施の形態の特徴とする構成(抵抗15、容量16、NPNトランジスタ18、可変電流源17)を適用したものである。したがって、第6の実施の形態と本実施の形態とでは、第6の実施の形態がカソード型高速スイッチング回路であったのに対し、本実施の形態はアノード型高速スイッチング回路である点が相違するだけである。カソード型高速スイッチング回路とアノード型高速スイッチング回路との相違は第8の実施の形態で述べた通りである。
【0112】
また、本実施の形態のアノード型高速スイッチング回路についての動作説明は、第6の実施の形態と同様であるので省略する。
【0113】
すなわち本実施の形態によれば、アノード型高速スイッチング回路において、第6の実施の形態と同様の効果が得られる。
【0114】
(第14の実施の形態)
図14(a)は本発明の第14の実施の形態におけるアノード型高速スイッチング回路の構成図、図14(b)は図14(a)の構成における主要部分の信号波形図である。図14(a)において、図7(a)と対応するものには同一符号を付して説明を省略する。
【0115】
本実施の形態は、図16に示す従来のアノード型高速スイッチング回路に第7の実施の形態の特徴とする構成(モニタ回路19、可変電流源17)を適用したものである。したがって、第7の実施の形態と本実施の形態とでは、第7の実施の形態がカソード型高速スイッチング回路であったのに対し、本実施の形態はアノード型高速スイッチング回路である点が相違するだけである。カソード型高速スイッチング回路とアノード型高速スイッチング回路との相違は第8の実施の形態で述べた通りである。
【0116】
また、本実施の形態のアノード型高速スイッチング回路についての動作説明は、第7の実施の形態と同様であるので省略する。
【0117】
すなわち本実施の形態によれば、アノード型高速スイッチング回路において、第7の実施の形態と同様の効果が得られる。
【0118】
なお、上記の各実施の形態では、PNPトランジスタを用いたカレントミラー回路をNPNトランジスタを用いたカレントミラー回路で受けているが、逆にしても良いことは言うまでも無いことである。また、PNPトランジスタに代えてPチャネルMOSトランジスタ、NPNトランジスタに代えてNチャネルMOSトランジスタを用いても良い。また、それらの寸法は回路により適宣定めることも可能である。
【0119】
【発明の効果】
以上のように本発明は、カレントミラー回路のベースに、従来のLDのオンオフ状態が切り換えられる時に発生していたベース電位の変動分とは逆電位を与えることにより、ベース電位の揺らぎを低減し、出力の立ち上がりを早くすることができる優れた高速スイッチング回路を実現できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態におけるカソード型高速スイッチング回路の回路図および信号波形図である。
【図2】本発明の第2の実施の形態におけるカソード型高速スイッチング回路の回路図および信号波形図である。
【図3】本発明の第3の実施の形態におけるカソード型高速スイッチング回路の回路図および信号波形図である。
【図4】本発明の第4の実施の形態におけるカソード型高速スイッチング回路の回路図および信号波形図である。
【図5】本発明の第5の実施の形態におけるカソード型高速スイッチング回路の回路図および信号波形図である。
【図6】本発明の第6の実施の形態におけるカソード型高速スイッチング回路の回路図および信号波形図である。
【図7】本発明の第7の実施の形態におけるカソード型高速スイッチング回路の回路図および信号波形図である。
【図8】本発明の第8の実施の形態におけるアノード型高速スイッチング回路の回路図および信号波形図である。
【図9】本発明の第9の実施の形態におけるアノード型高速スイッチング回路の回路図および信号波形図である。
【図10】本発明の第10の実施の形態におけるアノード型高速スイッチング回路の回路図および信号波形図である。
【図11】本発明の第11の実施の形態におけるアノード型高速スイッチング回路の回路図および信号波形図である。
【図12】本発明の第12の実施の形態におけるアノード型高速スイッチング回路の回路図および信号波形図である。
【図13】本発明の第13の実施の形態におけるアノード型高速スイッチング回路の回路図および信号波形図である。
【図14】本発明の第14の実施の形態におけるアノード型高速スイッチング回路の回路図および信号波形図である。
【図15】従来のカソード型高速スイッチング回路の回路図および信号波形図である。
【図16】従来のアノード型高速スイッチング回路の回路図および信号波形図である。
【図17】MOSトランジスタを用いた従来のカソード型高速スイッチング回路の回路図および信号波形図である。
【符号の説明】
1,5,15 抵抗
2,4,6 PNPトランジスタ
3,17 可変電流源
7,8,10,11,18 NPNトランジスタ
9 固定電流源
12 レーザダイオード(LD)
13,14,16 容量
19 モニタ回路
21,23 カレントミラー回路
22 差動スイッチ回路
24 寄生容量
Vcc 電源
VLD 電源
MDN,MDP 制御信号
B 加算信号
Claims (15)
- エミッタが第1の抵抗を介して第1の電源に接続された第1のPNPトランジスタと、前記第1のPNPトランジスタのコレクタとグラウンドとの間に接続された第1の可変電流源と、エミッタが前記第1のPNPトランジスタのベースに接続され、ベースが前記第1のPNPトランジスタのコレクタに接続され、コレクタがグラウンドに接続された第2のPNPトランジスタと、エミッタが第2の抵抗を介して前記第1の電源に接続され、ベースが前記第1のPNPトランジスタのベースに接続された第3のPNPトランジスタと、コレクタが前記第1の電源に接続され、ベースに第1の制御信号を入力する第4のNPNトランジスタと、コレクタが前記第3のPNPトランジスタのコレクタに接続され、エミッタが前記第4のNPNトランジスタのエミッタに接続され、ベースに第2の制御信号を入力する第5のNPNトランジスタと、前記第4のNPNトランジスタおよび前記第5のNPNトランジスタのそれぞれのエミッタ同士の接続点とグラウンドとの間に接続された第2の電流源と、コレクタおよびベースが前記第3のPNPトランジスタのコレクタに接続された第6のNPNトランジスタと、コレクタが前記第1の電源に接続され、エミッタが前記第6のNPNトランジスタのエミッタに接続され、ベースが前記第6のNPNトランジスタのコレクタおよびベースに接続された第7のNPNトランジスタと、前記第6のNPNトランジスタおよび前記第7のNPNトランジスタのそれぞれのエミッタ同士の接続点とグラウンドとの間に接続されたレーザダイオードとを備え、前記第1の制御信号と第2の制御信号によって前記第4のNPNトランジスタと前記第5のNPNトランジスタとのオンオフ状態が逆にされ、かつそれぞれのオンオフ状態が交互に切り換えられることにより前記レーザダイオードのオンオフ状態が交互に切り換えられるようにした高速スイッチング回路であって、
前記第3のPNPトランジスタのベースに容量の一端を接続し、前記レーザダイオードのオンオフ状態が切り換えられる時の前記第6のNPNトランジスタのコレクタ電位の変動が前記第3のPNPトランジスタのコレクタ−ベース間の寄生容量を介して影響することにより変動しようとする前記第3のPNPトランジスタのベース電位の変動分をキャンセルするための信号を前記容量の他端に与えるようにしたことを特徴とする高速スイッチング回路。 - エミッタが第1の抵抗を介して第1の電源に接続された第1のPNPトランジスタと、前記第1のPNPトランジスタのコレクタとグラウンドとの間に接続された第1の可変電流源と、エミッタが前記第1のPNPトランジスタのベースに接続され、ベースが前記第1のPNPトランジスタのコレクタに接続され、コレクタがグラウンドに接続された第2のPNPトランジスタと、エミッタが第2の抵抗を介して前記第1の電源に接続され、ベースが前記第1のPNPトランジスタのベースに接続された第3のPNPトランジスタと、コレクタが前記第1の電源に接続され、ベースに第1の制御信号を入力する第4のNPNトランジスタと、コレクタが前記第3のPNPトランジスタのコレクタに接続され、エミッタが前記第4のNPNトランジスタのエミッタに接続され、ベースに第2の制御信号を入力する第5のNPNトランジスタと、前記第4のNPNトランジスタおよび前記第5のNPNトランジスタのそれぞれのエミッタ同士の接続点とグラウンドとの間に接続された第2の電流源と、コレクタおよびベースが前記第3のPNPトランジスタのコレクタに接続された第6のNPNトランジスタと、コレクタが前記第1の電源に接続され、エミッタが前記第6のNPNトランジスタのエミッタに接続され、ベースが前記第6のNPNトランジスタのコレクタおよびベースに接続された第7のNPNトランジスタと、前記第6のNPNトランジスタおよび前記第7のNPNトランジスタのそれぞれのエミッタ同士の接続点とグラウンドとの間に接続されたレーザダイオードとを備え、前記第1の制御信号と第2の制御信号によって前記第4のNPNトランジスタと前記第5のNPNトランジスタとのオンオフ状態が逆にされ、かつそれぞれのオンオフ状態が交互に切り換えられることにより前記レーザダイオードのオンオフ状態が交互に切り換えられるようにした高速スイッチング回路であって、
前記レーザダイオードのオンオフ状態が切り換えられる時の前記第6のNPNトランジスタのコレクタ電位の変動が前記第3のPNPトランジスタのコレクタ−ベース間の寄生容量を介して影響することにより変動しようとする前記第3のPNPトランジスタのベース電位の変動分をキャンセルするために、前記第3のPNPトランジスタのベースに容量の一端を接続し、前記容量の他端に前記第2の制御信号を入力するようにしたことを特徴とする高速スイッチング回路。 - エミッタが第1の抵抗を介して第1の電源に接続された第1のPNPトランジスタと、前記第1のPNPトランジスタのコレクタとグラウンドとの間に接続された第1の可変電流源と、エミッタが前記第1のPNPトランジスタのベースに接続され、ベースが前記第1のPNPトランジスタのコレクタに接続され、コレクタがグラウンドに接続された第2のPNPトランジスタと、エミッタが第2の抵抗を介して前記第1の電源に接続され、ベースが前記第1のPNPトランジスタのベースに接続された第3のPNPトランジスタと、コレクタが前記第1の電源に接続され、ベースに第1の制御信号を入力する第4のNPNトランジスタと、コレクタが前記第3のPNPトランジスタのコレクタに接続され、エミッタが前記第4のNPNトランジスタのエミッタに接続され、ベースに第2の制御信号を入力する第5のNPNトランジスタと、前記第4のNPNトランジスタおよび前記第5のNPNトランジスタのそれぞれのエミッタ同士の接続点とグラウンドとの間に接続された第2の電流源と、コレクタおよびベースが前記第3のPNPトランジスタのコレクタに接続された第6のNPNトランジスタと、コレクタが前記第1の電源に接続され、エミッタが前記第6のNPNトランジスタのエミッタに接続され、ベースが前記第6のNPNトランジスタのコレクタおよびベースに接続された第7のNPNトランジスタと、前記第6のNPNトランジスタおよび前記第7のNPNトランジスタのそれぞれのエミッタ同士の接続点とグラウンドとの間に接続されたレーザダイオードとを備え、前記第1の制御信号と第2の制御信号によって前記第4のNPNトランジスタと前記第5のNPNトランジスタとのオンオフ状態が逆にされ、かつそれぞれのオンオフ状態が交互に切り換えられることにより前記レーザダイオードのオンオフ状態が交互に切り換えられるようにした高速スイッチング回路であって、
前記レーザダイオードのオンオフ状態が切り換えられる時の前記第6のNPNトランジスタのコレクタ電位の変動が前記第3のPNPトランジスタのコレクタ−ベース間の寄生容量を介して影響することにより変動しようとする前記第3のPNPトランジスタのベース電位の変動分をキャンセルするために、前記第1の電源と前記第4のNPNトランジスタのコレクタとの間に第3の抵抗を挿入するとともに前記第4のNPNトランジスタのコレクタと前記第3のPNPトランジスタのベースとの間に容量を接続したことを特徴とする高速スイッチング回路。 - 第2の電流源を可変電流源にしたことを特徴とする請求項3記載の高速スイッチング回路。
- 第3の抵抗と第4のNPNトランジスタのコレクタとの間に第8のNPNトランジスタを挿入し、前記第8のNPNトランジスタのコレクタおよびベースを共通に前記第3の抵抗に接続し、前記第8のNPNトランジスタのエミッタを前記第4のNPNトランジスタのコレクタに接続したことを特徴とする請求項3記載の高速スイッチング回路。
- 第2の電流源を可変電流源にしたことを特徴とする請求項5記載の高速スイッチング回路。
- エミッタが第1の抵抗を介して第1の電源に接続された第1のPNPトランジスタと、前記第1のPNPトランジスタのコレクタとグラウンドとの間に接続された第1の可変電流源と、エミッタが前記第1のPNPトランジスタのベースに接続され、ベースが前記第1のPNPトランジスタのコレクタに接続され、コレクタがグラウンドに接続された第2のPNPトランジスタと、エミッタが第2の抵抗を介して前記第1の電源に接続され、ベースが前記第1のPNPトランジスタのベースに接続された第3のPNPトランジスタと、コレクタが前記第1の電源に接続され、ベースに第1の制御信号を入力する第4のNPNトランジスタと、コレクタが前記第3のPNPトランジスタのコレクタに接続され、エミッタが前記第4のNPNトランジスタのエミッタに接続され、ベースに第2の制御信号を入力する第5のNPNトランジスタと、前記第4のNPNトランジスタおよび前記第5のNPNトランジスタのそれぞれのエミッタ同士の接続点とグラウンドとの間に接続された第2の電流源と、コレクタおよびベースが前記第3のPNPトランジスタのコレクタに接続された第6のNPNトランジスタと、コレクタが前記第1の電源に接続され、エミッタが前記第6のNPNトランジスタのエミッタに接続され、ベースが前記第6のNPNトランジスタのコレクタおよびベースに接続された第7のNPNトランジスタと、前記第6のNPNトランジスタおよび前記第7のNPNトランジスタのそれぞれのエミッタ同士の接続点とグラウンドとの間に接続されたレーザダイオードとを備え、前記第1の制御信号と第2の制御信号によって前記第4のNPNトランジスタと前記第5のNPNトランジスタとのオンオフ状態が逆にされ、かつそれぞれのオンオフ状態が交互に切り換えられることにより前記レーザダイオードのオンオフ状態が交互に切り換えられるようにした高速スイッチング回路であって、
前記第6のNPNトランジスタのコレクタ電位をモニタし、このモニタするコレクタ電位の変動分を反転させた信号を前記第3のPNPトランジスタのベースに与えるモニタ回路を設けたことを特徴とする高速スイッチング回路。 - エミッタが第1の抵抗を介して第1の電源に接続された第1のPNPトランジスタと、前記第1のPNPトランジスタのコレクタとグラウンドとの間に接続された第1の可変電流源と、エミッタが前記第1のPNPトランジスタのベースに接続され、ベースが前記第1のPNPトランジスタのコレクタに接続され、コレクタがグラウンドに接続された第2のPNPトランジスタと、エミッタが第2の抵抗を介して前記第1の電源に接続され、ベースが前記第1のPNPトランジスタのベースに接続された第3のPNPトランジスタと、コレクタが前記第1の電源に接続され、ベースに第1の制御信号を入力する第4のNPNトランジスタと、コレクタが前記第3のPNPトランジスタのコレクタに接続され、エミッタが前記第4のNPNトランジスタのエミッタに接続され、ベースに第2の制御信号を入力する第5のNPNトランジスタと、前記第4のNPNトランジスタおよび前記第5のNPNトランジスタのそれぞれのエミッタ同士の接続点とグラウンドとの間に接続された第2の電流源と、エミッタがグラウンドに接続され、コレクタおよびベースが前記第3のPNPトランジスタのコレクタに接続された第6のNPNトランジスタと、エミッタがグラウンドに接続され、ベースが前記第6のNPNトランジスタのコレクタおよびベースに接続された第7のNPNトランジスタと、前記第1の電源と前記第7のNPNトランジスタのコレクタとの間に接続されたレーザダイオードとを備え、前記第1の制御信号と第2の制御信号によって前記第4のNPNトランジスタと前記第5のNPNトランジスタとのオンオフ状態が逆にされ、かつそれぞれのオンオフ状態が交互に切り換えられることにより前記レーザダイオードのオンオフ状態が交互に切り換えられるようにした高速スイッチング回路であって、
前記第3のPNPトランジスタのベースに容量の一端を接続し、前記レーザダイオードのオンオフ状態が切り換えられる時の前記第6のNPNトランジスタのコレクタ電位の変動が前記第3のPNPトランジスタのコレクタ−ベース間の寄生容量を介して影響することにより変動しようとする前記第3のPNPトランジスタのベース電位の変動分をキャンセルするための信号を前記容量の他端に与えるようにしたことを特徴とする高速スイッチング回路。 - エミッタが第1の抵抗を介して第1の電源に接続された第1のPNPトランジスタと、前記第1のPNPトランジスタのコレクタとグラウンドとの間に接続された第1の可変電流源と、エミッタが前記第1のPNPトランジスタのベースに接続され、ベースが前記第1のPNPトランジスタのコレクタに接続され、コレクタがグラウンドに接続された第2のPNPトランジスタと、エミッタが第2の抵抗を介して前記第1の電源に接続され、ベースが前記第1のPNPトランジスタのベースに接続された第3のPNPトランジスタと、コレクタが前記第1の電源に接続され、ベースに第1の制御信号を入力する第4のNPNトランジスタと、コレクタが前記第3のPNPトランジスタのコレクタに接続され、エミッタが前記第4のNPNトランジスタのエミッタに接続され、ベースに第2の制御信号を入力する第5のNPNトランジスタと、前記第4のNPNトランジスタおよび前記第5のNPNトランジスタのそれぞれのエミッタ同士の接続点とグラウンドとの間に接続された第2の電流源と、エミッタがグラウンドに接続され、コレクタおよびベースが前記第3のPNPトランジスタのコレクタに接続された第6のNPNトランジスタと、エミッタがグラウンドに接続され、ベースが前記第6のNPNトランジスタのコレクタおよびベースに接続された第7のNPNトランジスタと、前記第1の電源と前記第7のNPNトランジスタのコレクタとの間に接続されたレーザダイオードとを備え、前記第1の制御信号と第2の制御信号によって前記第4のNPNトランジスタと前記第5のNPNトランジスタとのオンオフ状態が逆にされ、かつそれぞれのオンオフ状態が交互に切り換えられることにより前記レーザダイオードのオンオフ状態が交互に切り換えられるようにした高速スイッチング回路であって、
前記レーザダイオードのオンオフ状態が切り換えられる時の前記第6のNPNトランジスタのコレクタ電位の変動が前記第3のPNPトランジスタのコレクタ−ベース間の寄生容量を介して影響することにより変動しようとする前記第3のPNPトランジスタのベース電位の変動分をキャンセルするために、前記第3のPNPトランジスタのベースに容量の一端を接続し、前記容量の他端に前記第2の制御信号を入力するようにしたことを特徴とする高速スイッチング回路。 - エミッタが第1の抵抗を介して第1の電源に接続された第1のPNPトランジスタと、前記第1のPNPトランジスタのコレクタとグラウンドとの間に接続された第1の可変電流源と、エミッタが前記第1のPNPトランジスタのベースに接続され、ベースが前記第1のPNPトランジスタのコレクタに接続され、コレクタがグラウンドに接続された第2のPNPトランジスタと、エミッタが第2の抵抗を介して前記第1の電源に接続され、ベースが前記第1のPNPトランジスタのベースに接続された第3のPNPトランジスタと、コレクタが前記第1の電源に接続され、ベースに第1の制御信号を入力する第4のNPNトランジスタと、コレクタが前記第3のPNPトランジスタのコレクタに接続され、エミッタが前記第4のNPNトランジスタのエミッタに接続され、ベースに第2の制御信号を入力する第5のNPNトランジスタと、前記第4のNPNトランジスタおよび前記第5のNPNトランジスタのそれぞれのエミッタ同士の接続点とグラウンドとの間に接続された第2の電流源と、エミッタがグラウンドに接続され、コレクタおよびベースが前記第3のPNPトランジスタのコレクタに接続された第6のNPNトランジスタと、エミッタがグラウンドに接続され、ベースが前記第6のNPNトランジスタのコレクタおよびベースに接続された第7のNPNトランジスタと、前記第1の電源と前記第7のNPNトランジスタのコレクタとの間に接続されたレーザダイオードとを備え、前記第1の制御信号と第2の制御信号によって前記第4のNPNトランジスタと前記第5のNPNトランジスタとのオンオフ状態が逆にされ、かつそれぞれのオンオフ状態が交互に切り換えられることにより前記レーザダイオードのオンオフ状態が交互に切り換えられるようにした高速スイッチング回路であって、
前記レーザダイオードのオンオフ状態が切り換えられる時の前記第6のNPNトランジスタのコレクタ電位の変動が前記第3のPNPトランジスタのコレクタ−ベース間の寄生容量を介して影響することにより変動しようとする前記第3のPNPトランジスタのベース電位の変動分をキャンセルするために、前記第1の電源と前記第4のNPNトランジスタのコレクタとの間に第3の抵抗を挿入するとともに前記第4のNPNトランジスタのコレクタと前記第3のPNPトランジスタのベースとの間に容量を接続したことを特徴とする高速スイッチング回路。 - 第2の電流源を可変電流源にしたことを特徴とする請求項10記載の高速スイッチング回路。
- 第3の抵抗と第4のNPNトランジスタのコレクタとの間に第8のNPNトランジスタを挿入し、前記第8のNPNトランジスタのコレクタおよびベースを共通に前記第3の抵抗に接続し、前記第8のNPNトランジスタのエミッタを前記第4のNPNトランジスタのコレクタに接続したことを特徴とする請求項10記載の高速スイッチング回路。
- 第2の電流源を可変電流源にしたことを特徴とする請求項12記載の高速スイッチング回路。
- エミッタが第1の抵抗を介して第1の電源に接続された第1のPNPトランジスタと、前記第1のPNPトランジスタのコレクタとグラウンドとの間に接続された第1の可変電流源と、エミッタが前記第1のPNPトランジスタのベースに接続され、ベースが前記第1のPNPトランジスタのコレクタに接続され、コレクタがグラウンドに接続された第2のPNPトランジスタと、エミッタが第2の抵抗を介して前記第1の電源に接続され、ベースが前記第1のPNPトランジスタのベースに接続された第3のPNPトランジスタと、コレクタが前記第1の電源に接続され、ベースに第1の制御信号を入力する第4のNPNトランジスタと、コレクタが前記第3のPNPトランジスタのコレクタに接続され、エミッタが前記第4のNPNトランジスタのエミッタに接続され、ベースに第2の制御信号を入力する第5のNPNトランジスタと、前記第4のNPNトランジスタおよび前記第5のNPNトランジスタのそれぞれのエミッタ同士の接続点とグラウンドとの間に接続された第2の電流源と、エミッタがグラウンドに接続され、コレクタおよびベースが前記第3のPNPトランジスタのコレクタに接続された第6のNPNトランジスタと、エミッタがグラウンドに接続され、ベースが前記第6のNPNトランジスタのコレクタおよびベースに接続された第7のNPNトランジスタと、前記第1の電源と前記第7のNPNトランジスタのコレクタとの間に接続されたレーザダイオードとを備え、前記第1の制御信号と第2の制御信号によって前記第4のNPNトランジスタと前記第5のNPNトランジスタとのオンオフ状態が逆にされ、かつそれぞれのオンオフ状態が交互に切り換えられることにより前記レーザダイオードのオンオフ状態が交互に切り換えられるようにした高速スイッチング回路であって、
前記第6のNPNトランジスタのコレクタ電位をモニタし、このモニタするコレクタ電位の変動分を反転させた信号を前記第3のPNPトランジスタのベースに与えるモニタ回路を設けたことを特徴とする高速スイッチング回路。 - 全てのPNPトランジスタのそれぞれをPチャネルMOSトランジスタに置き換えるとともに、全てのNPNトランジスタのそれぞれをNチャネルMOSトランジスタに置き換えたことを特徴とする請求項1〜14のうちいずれかに記載の高速スイッチング回路。
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JP2012009123A (ja) * | 2010-06-24 | 2012-01-12 | Samsung Electro-Mechanics Co Ltd | 電流駆動回路及びこれを含んだ光ストレージシステム |
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JP4610446B2 (ja) * | 2005-08-29 | 2011-01-12 | パナソニック株式会社 | 電流出力回路 |
JP2012009123A (ja) * | 2010-06-24 | 2012-01-12 | Samsung Electro-Mechanics Co Ltd | 電流駆動回路及びこれを含んだ光ストレージシステム |
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