JP2006073884A - Multi-channel current output type driver circuit, semiconductor device having the same, and light-emitting diode driving device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、多チャンネル電流出力型ドライバー回路並びに同回路を有する半導体装置及び発光ダイオード駆動装置に関するものである。 The present invention relates to a multichannel current output type driver circuit, a semiconductor device having the circuit, and a light emitting diode driving device.
近年、各種電子機器には報知や警告のために複数個の発光ダイオードが用いられており、これら複数個の発光ダイオードを点灯させる発光ダイオード駆動装置には、複数個の負荷としての発光ダイオードに電流を供給するように構成した多チャンネル電流出力型ドライバー回路が利用されている(たとえば、特許文献1参照)。 In recent years, various electronic devices have used a plurality of light emitting diodes for notification and warning, and a light emitting diode driving device for lighting the plurality of light emitting diodes has a current flowing in the light emitting diodes as a plurality of loads. A multi-channel current output type driver circuit configured to supply the above is used (for example, see Patent Document 1).
この多チャンネル電流出力型ドライバー回路としては、図3に模式的に示した構成の回路が使用されている。 As this multi-channel current output type driver circuit, a circuit having a configuration schematically shown in FIG. 3 is used.
すなわち、多チャンネル電流出力型ドライバー回路101は、複数個の電流出力回路102と、各電流出力回路102から出力する電流がそれぞれ所定値となるように制御する1個の制御回路103と、選択信号S101に基づいて複数個の電流出力回路102のうちから選択した1個の電流出力回路102と制御回路103とを接続する選択回路104とを有しており、各電流出力回路102に負荷105としての発光ダイオードを接続していた。
That is, the multi-channel current output
そして、多チャンネル電流出力型ドライバー回路101は、選択回路104によって選択した電流出力回路102から電流を出力して、負荷105に通電するようにしていた。
ところが、上記従来の多チャンネル電流出力型ドライバー回路101にあっては、1個の制御回路103を用いて複数個の電流出力回路102から出力する電流を制御するように構成しているために、選択信号S101に基づいて電流出力回路102を切換えた直後に出力電流に過渡的なノイズが発生してしまうおそれがあった。
However, since the conventional multi-channel current output
すなわち、上記従来の多チャンネル電流出力型ドライバー回路101では、選択信号S101に基づいて電流出力回路102を切換える前後において制御回路103が連続して動作しており、切換前に選択されている電流出力回路102と切換後に選択される電流出力回路102とで出力する電流が大きく異なると、それに応じて制御回路103によって各電流出力回路102を制御する制御信号も過渡的に大きく変化することになり、その過渡的な制御信号の変化がそのまま電流出力回路102に影響を及ぼして、電流出力回路102を切換えた直後に電流出力回路102から出力される電流も過渡的に変化してしまい、その電流変化が出力電流にノイズとして重畳されてしまうおそれがあった。
That is, in the conventional multi-channel current output
そこで、請求項1に係る本発明では、複数個の電流出力回路と、各電流出力回路から出力する電流が所定値となるように制御する1個の制御回路と、前記複数個の電流出力回路のうちの1個の電流出力回路を選択して前記制御回路と接続する選択回路とを有し、この選択回路によって選択した前記電流出力回路から電流を出力するように構成した多チャンネル電流出力型ドライバー回路において、各電流出力回路と同一構成であって、各電流出力回路よりも小電流を出力するプリチャージ回路を各電流出力回路に設けるとともに、前記選択回路で選択した前記電流出力回路から電流を出力する前にその電流出力回路に設けたプリチャージ回路を駆動するように構成することにした。 Accordingly, in the present invention according to claim 1, a plurality of current output circuits, a control circuit for controlling the current output from each current output circuit to be a predetermined value, and the plurality of current output circuits. And a selection circuit for selecting one of the current output circuits and connecting to the control circuit, and a multi-channel current output type configured to output current from the current output circuit selected by the selection circuit The driver circuit has the same configuration as each current output circuit, and a precharge circuit that outputs a smaller current than each current output circuit is provided in each current output circuit, and current from the current output circuit selected by the selection circuit is provided. Before outputting the signal, the precharge circuit provided in the current output circuit is driven.
また、請求項2に係る本発明では、前記請求項1に係る本発明において、前記電流出力回路に定電流源としてのトランジスタを設けるとともに、このトランジスタのゲート電圧を前記制御回路で制御するように構成することにした。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, a transistor as a constant current source is provided in the current output circuit, and the gate voltage of the transistor is controlled by the control circuit. Decided to configure.
また、請求項3に係る本発明では、複数個の電流出力回路と、各電流出力回路から出力する電流が所定値となるように制御する1個の制御回路と、前記複数個の電流出力回路のうちの1個の電流出力回路を選択して前記制御回路と接続する選択回路とを有し、この選択回路によって選択した前記電流出力回路から電流を出力するように構成した多チャンネル電流出力型ドライバー回路を有する半導体装置において、前記多チャンネル電流出力型ドライバー回路は、各電流出力回路と同一構成であって、各電流出力回路よりも小電流を出力するプリチャージ回路を各電流出力回路に設けるとともに、前記選択回路で選択した前記電流出力回路から電流を出力する前にその電流出力回路に設けたプリチャージ回路を駆動するように構成することにした。 According to the third aspect of the present invention, a plurality of current output circuits, a control circuit for controlling the current output from each current output circuit to be a predetermined value, and the plurality of current output circuits. And a selection circuit for selecting one of the current output circuits and connecting to the control circuit, and a multi-channel current output type configured to output current from the current output circuit selected by the selection circuit In the semiconductor device having a driver circuit, the multi-channel current output type driver circuit has the same configuration as each current output circuit, and a precharge circuit that outputs a smaller current than each current output circuit is provided in each current output circuit. In addition, a precharge circuit provided in the current output circuit is driven before the current is output from the current output circuit selected by the selection circuit. It was.
また、請求項4に係る本発明では、前記請求項3に係る本発明において、前記電流出力回路に定電流源としてのトランジスタを設けるとともに、このトランジスタのゲート電圧を前記制御回路で制御するように構成することにした。
In the present invention according to claim 4, in the present invention according to
また、請求項5に係る本発明では、複数個の発光ダイオードと、各発光ダイオードに接続した電流出力回路と、各電流出力回路から出力する電流が所定値となるように制御する1個の制御回路と、前記複数個の電流出力回路のうちの1個の電流出力回路を選択して前記制御回路と接続する選択回路とを有し、この選択回路によって選択した前記電流出力回路から電流を出力することによって発光ダイオードを点灯するように構成した発光ダイオード駆動装置において、各電流出力回路と同一構成であって、各電流出力回路よりも小電流を出力するプリチャージ回路を各電流出力回路に設けるとともに、前記選択回路で選択した前記電流出力回路から電流を出力する前にその電流出力回路に設けたプリチャージ回路を駆動するように構成することにした。 In the present invention according to claim 5, a plurality of light emitting diodes, a current output circuit connected to each light emitting diode, and a single control for controlling the current output from each current output circuit to a predetermined value. A circuit and a selection circuit that selects one of the plurality of current output circuits and connects to the control circuit, and outputs a current from the current output circuit selected by the selection circuit In the light-emitting diode driving device configured to light the light-emitting diode, the pre-charge circuit that has the same configuration as each current output circuit and outputs a smaller current than each current output circuit is provided in each current output circuit And a precharge circuit provided in the current output circuit is driven before the current is output from the current output circuit selected by the selection circuit. It was.
また、請求項6に係る本発明では、前記請求項5に係る本発明において、前記電流出力回路に定電流源としてのトランジスタを設けるとともに、このトランジスタのゲート電圧を前記制御回路で制御するように構成することにした。
Further, in the present invention according to
そして、本発明では、以下に記載する効果を奏する。 And in this invention, there exists an effect described below.
すなわち、本発明では、電流出力回路と同一構成であって、電流出力回路よりも小電流を出力するプリチャージ回路を電流出力回路に設け、選択回路で選択した電流出力回路から電流を出力する前にその電流出力回路に設けたプリチャージ回路を駆動するように構成しているために、選択回路によって電流出力回路を切換えた直後に電流出力回路から出力される電流に重畳されるノイズを低減することができる。 That is, in the present invention, a precharge circuit that has the same configuration as the current output circuit and outputs a smaller current than the current output circuit is provided in the current output circuit, and before the current is output from the current output circuit selected by the selection circuit. Since the precharge circuit provided in the current output circuit is driven, the noise superimposed on the current output from the current output circuit immediately after switching the current output circuit by the selection circuit is reduced. be able to.
また、本発明では、電流出力回路に定電流源としてのトランジスタを設け、このトランジスタのゲート電圧を制御回路で制御するように構成しているために、電流出力回路や制御回路の回路構成を簡略化することができる。 In the present invention, a transistor as a constant current source is provided in the current output circuit, and the gate voltage of the transistor is controlled by the control circuit. Therefore, the circuit configuration of the current output circuit and the control circuit is simplified. Can be
本発明に係る発光ダイオード駆動装置は、各種電子機器に報知や警告のために搭載されている複数個の発光ダイオードを点灯させるための装置であり、この発光ダイオード駆動装置としては、複数個の発光ダイオードに電流を供給するように構成した多チャンネル電流出力型ドライバー回路を半導体基板上に形成した半導体装置が使用される。 The light-emitting diode driving device according to the present invention is a device for lighting a plurality of light-emitting diodes mounted on various electronic devices for notification and warning, and the light-emitting diode driving device includes a plurality of light-emitting diodes. A semiconductor device in which a multi-channel current output type driver circuit configured to supply current to a diode is formed on a semiconductor substrate is used.
この多チャンネル電流出力型ドライバー回路は、複数個の電流出力回路と、各電流出力回路から出力する電流が所定値となるように制御する1個の制御回路と、複数個の電流出力回路のうちの1個の電流出力回路と制御回路とを接続する選択回路とを有しており、選択回路によって選択した電流出力回路から電流を出力するように構成している。 The multi-channel current output type driver circuit includes a plurality of current output circuits, a control circuit that controls a current output from each current output circuit to a predetermined value, and a plurality of current output circuits. The current output circuit is connected to the control circuit, and a current is output from the current output circuit selected by the selection circuit.
しかも、本発明に係る多チャンネル電流出力型ドライバー回路では、各電流出力回路と同一構成であって、各電流出力回路よりも小電流を出力するプリチャージ回路を各電流出力回路に設けている。 Moreover, in the multi-channel current output type driver circuit according to the present invention, each current output circuit is provided with a precharge circuit that has the same configuration as each current output circuit and outputs a smaller current than each current output circuit.
具体的には、各電流出力回路に定電流源としてのトランジスタを設けるとともに、プリチャージ回路にも電流源としてのトランジスタを設け、これらのトランジスタのゲート電圧を制御回路で制御するように構成している。これによって、電流出力回路や制御回路の回路構成を簡略化して、回路規模の増大や製造コストの増大を防止している。 Specifically, each current output circuit is provided with a transistor as a constant current source, and the precharge circuit is also provided with a transistor as a current source, and the gate voltage of these transistors is controlled by a control circuit. Yes. This simplifies the circuit configuration of the current output circuit and the control circuit, thereby preventing an increase in circuit scale and manufacturing cost.
そして、本発明に係る多チャンネル電流出力型ドライバー回路では、選択回路によって選択した電流出力回路から電流を出力する前に、その電流出力回路に設けたプリチャージ回路を駆動するように構成している。 The multi-channel current output type driver circuit according to the present invention is configured to drive the precharge circuit provided in the current output circuit before outputting the current from the current output circuit selected by the selection circuit. .
すなわち、本発明に係る多チャンネル電流出力型ドライバー回路では、選択回路によって1個の電流出力回路を選択した場合に、まずプリチャージ回路を駆動し、このプリチャージ回路の駆動によって制御回路を予め動作させておき、その後、プリチャージ回路の駆動を停止し、選択された電流出力回路を駆動して、この電流出力回路から電流を出力するようにしている。換言すれば、従来の多チャンネル電流出力型ドライバー回路では、チャンネルを切換えるときにある電流出力回路から電流を出力させた直後に別の電流出力回路から電流を出力させていたのに対して、本発明に係る多チャンネル電流出力型ドライバー回路では、チャンネルを切換えるときにある電流出力回路から電流を出力させた直後にプリチャージ回路を一端動作させ、その後に、別の電流出力回路から電流を出力させるようにしている。 That is, in the multi-channel current output type driver circuit according to the present invention, when one current output circuit is selected by the selection circuit, the precharge circuit is first driven, and the control circuit is previously operated by driving the precharge circuit. After that, the driving of the precharge circuit is stopped, the selected current output circuit is driven, and the current is output from this current output circuit. In other words, in the conventional multi-channel current output type driver circuit, the current is output from another current output circuit immediately after the current is output from one current output circuit when the channel is switched. In the multi-channel current output type driver circuit according to the invention, the precharge circuit is operated once immediately after the current is output from the current output circuit when the channel is switched, and then the current is output from another current output circuit. I am doing so.
このように、選択回路によって選択された電流出力回路を動作させる前にプリチャージ回路を駆動しているために、その後に選択回路で選択された電流出力回路が動作するときには、制御回路によってプリチャージ回路が制御されている。しかも、そのプリチャージ回路が電流出力回路と同一構成となっているために、電流出力回路が動作する前と後において制御回路からほぼ同様の制御信号が出力されている。これによって、従来の多チャンネル電流出力型ドライバー回路とは異なって制御信号に過渡的な変化がほとんど生ずることが無くなり、それに伴って、電流出力回路を動作させた直後に電流出力回路から出力される電流が過渡的に変化することも少なくなり、結果として、電流出力回路の出力電流に重畳されるノイズを極めて低減させることができる。 As described above, since the precharge circuit is driven before operating the current output circuit selected by the selection circuit, when the current output circuit selected by the selection circuit subsequently operates, the precharge circuit is precharged by the control circuit. The circuit is controlled. In addition, since the precharge circuit has the same configuration as the current output circuit, almost the same control signal is output from the control circuit before and after the current output circuit operates. As a result, unlike the conventional multi-channel current output type driver circuit, there is almost no transitional change in the control signal, and accordingly, the current output circuit outputs the signal immediately after the current output circuit is operated. As a result, the noise that is superimposed on the output current of the current output circuit can be extremely reduced.
しかも、プリチャージ回路を電流出力回路よりも小電流を出力するように構成しているために、プリチャージ回路を設けたことによる消費電力の増大、及び出力電流への誤差の影響を抑制することができる。 In addition, since the precharge circuit is configured to output a smaller current than the current output circuit, the increase in power consumption due to the provision of the precharge circuit and the influence of errors on the output current are suppressed. Can do.
以下に、本発明に係る多チャンネル電流出力型ドライバー回路の具体的な構成について図面を参照しながら説明する。 A specific configuration of the multi-channel current output type driver circuit according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
多チャンネル電流出力型ドライバー回路1は、図1に模式的に示すように、複数個の電流出力回路2と、各電流出力回路2から出力する電流がそれぞれ所定値となるように制御する1個の制御回路3と、外部から供給される選択信号S1に基づいて複数個の電流出力回路2のうちから選択した1個の電流出力回路2と制御回路3とを接続する選択回路4とを有しており、各電流出力回路2に発光ダイオードなどの負荷5を接続している。
As schematically shown in FIG. 1, the multi-channel current output type driver circuit 1 has a plurality of current output circuits 2 and one unit that controls the current output from each current output circuit 2 to a predetermined value. And a selection circuit 4 for connecting the current output circuit 2 selected from the plurality of current output circuits 2 and the
また、多チャンネル電流出力型ドライバー回路1は、各電流出力回路2にプリチャージ回路6を設けている。
In the multi-channel current output type driver circuit 1, a
ここで、選択回路4は、外部からの選択信号S1に基づいて動作するマルチプレクサで構成しており、各電流出力回路2やプリチャージ回路6と制御回路3とを接続するスイッチ群(SA(k),SB(k),SC(k),SP1(k),SP2(k)、kは選択された電流出力回路2のチャンネル番号を表す。)を選択信号S1のデコード結果である切換信号S2によって断続切換するようにしている。
Here, the selection circuit 4 is composed of a multiplexer that operates based on a selection signal S1 from the outside, and a switch group (SA (k) that connects each current output circuit 2,
各電流出力回路2は、図2に示すように、異なる定電流を通電する定電流回路2a〜2nを有しており、外部から供給される選択信号S1に基づいていずれか1個又は複数個の定電流回路2a〜2nを同時に動作させるようにしている。
As shown in FIG. 2, each current output circuit 2 has constant
各定電流回路2a〜2nは、負荷5にトランジスタT1〜Tnのドレインを接続するとともに、このトランジスタT1〜Tnのソースと電源端子VSSとの間に抵抗R1〜Rnを接続しており、このトランジスタT1〜Tnのゲートに制御回路3を用いて所定の電圧を印加することによって、負荷5に所定の電流が通電されるようにしている。なお、ここでは、定電流回路2aによって通電される電流をIとした場合に、定電流回路2bでは2・Iの電流が通電され、定電流回路2nでは2n-1・Iの電流が通電されるようにしており、外部からの選択信号S1によってデジタル/アナログ変換したのと同様の電流が通電されるようにしている。
Each of the constant
また、各定電流回路2a〜2nは、トランジスタT1〜Tnのゲートに選択信号S1によって断続制御されるスイッチSWA1〜SWAnを介してゲート端子7を接続するとともに、このゲート端子7とグランド端子GNDとの間にコンデンサCを接続し、また、トランジスタT1〜Tnのゲートと電源端子VSSとの間に選択信号S1によって断続制御されるスイッチSWB1〜SWBnを接続し、さらには、トランジスタT1〜Tnのドレインに選択信号S1によって断続制御されるスイッチSWC1〜SWCnを接続している。
Each of the constant
各電流出力回路2に設けたプリチャージ回路6は、各電流出力回路2の定電流回路2a〜2nと同一構成であって、電流出力回路2の定電流回路2a〜2nよりも少ない電流を出力するように構成している。すなわち、プリチャージ回路6は、負荷5にトランジスタTpのドレインを切換信号S2によって断続制御されるスイッチSBp(k)を介して接続し、このトランジスタTpのソースと電源端子VSSとの間に抵抗Rpを接続し、トランジスタTpのゲートとグランド端子GNDとの間にコンデンサCpを接続しており、このトランジスタTpのゲートに制御回路3を用いて所定の電圧を印加することによって、負荷5に所定の電流が通電されるようにしている。ここで、プリチャージ回路6に設けた抵抗Rpの抵抗値を定電流回路2a〜2nに設けた抵抗R1〜Rnの抵抗値よりも十分に大きく(たとえば、100倍)して、プリチャージ回路6で通電される電流を定電流回路2a〜2nで通電される電流よりも十分に小さく(たとえば、1/100倍)なるようにしている。これにより、プリチャージ回路6を電流出力回路2よりも小電流を出力するように構成できるために、プリチャージ回路6を設けたことによる消費電力の増大、及び出力電流への誤差の影響を抑制することができる。
The
また、各電流出力回路2は、基準端子8と検出端子9とを設け、基準端子8と電源端子VSSとの間に基準となる抵抗Rrefを接続し、検出端子9と抵抗R1〜Rn(トランジスタT1〜Tnのドレイン)との間にスイッチSWC1〜SWCnを介して切換信号S2によって断続制御されるスイッチSC(k)を接続するとともに、検出端子9と抵抗Rp(トランジスタTpのドレイン)との間に切換信号S2によって断続制御されるスイッチSP1(k)を接続している。
Each current output circuit 2 includes a
制御回路3は、図2に示すように、比較アンプ10の非反転入力端子に電流出力回路2の基準端子8を切換信号S2によって断続制御されるスイッチSA(k)を介して接続する一方、比較アンプ10の反転入力端子に電流出力回路2の検出端子9を接続し、さらには、比較アンプ10の出力端子をゲート端子7に切換信号S2によって断続制御されるスイッチSB(k)を介して接続するとともに、比較アンプ10の出力端子をプリチャージ回路6のトランジスタTpのゲートに接続している。
As shown in FIG. 2, the
そして、制御回路3は、切換信号S2によって接続されたスイッチSA(k),SB(k)(SP2(k)),SC(k)(SP1(k))を介して比較アンプ10を動作させ、この比較アンプ10によって基準端子8の電位と検出端子9の電位とを比較して、その電位差に応じた制御信号S3を電流出力回路2のトランジスタT1〜Tnのゲート又はチャージ回路6のトランジスタTpのゲートに通電するようにしている。
Then, the
次に、上記構成の多チャンネル電流出力型ドライバー回路1の動作について説明する。なお、以下の説明では、多チャンネル電流出力型ドライバー回路1の2チャンネル目の電流出力回路2によって負荷5に通電を行った後に、5チャンネル目の電流出力回路2によって負荷5に通電を行う場合について具体的に説明する。 Next, the operation of the multi-channel current output type driver circuit 1 having the above configuration will be described. In the following description, the load 5 is energized by the current output circuit 2 of the second channel of the multi-channel current output type driver circuit 1 and then the load 5 is energized by the current output circuit 2 of the fifth channel. Will be described in detail.
まず、多チャンネル電流出力型ドライバー回路1は、外部から供給される選択信号S1に基づいて選択回路4によって切換信号S2を生成して、この切換信号S2によって2チャンネル目のスイッチSA(2)とスイッチSP2(2)とスイッチSP1(2)とスイッチSBp(2)を接続状態とするとともに、スイッチSB(2)とスイッチSC(2)を切断状態とする。なお、これら以外のスイッチは全て切断状態としておく。 First, the multi-channel current output type driver circuit 1 generates a switching signal S2 by a selection circuit 4 based on a selection signal S1 supplied from the outside, and switches the second channel switch SA (2) with this switching signal S2. Switch SP2 (2), switch SP1 (2), and switch SBp (2) are connected, and switch SB (2) and switch SC (2) are disconnected. All other switches are in a disconnected state.
これによって、多チャンネル電流出力型ドライバー回路1は、2チャンネル目の電流出力回路2に設けたプリチャージ回路6から負荷5に通電する。
As a result, the multi-channel current output type driver circuit 1 energizes the load 5 from the
また、多チャンネル電流出力型ドライバー回路1は、外部から供給される選択信号S1に基づいて例えば2チャンネル目の電流出力回路2の1番目の定電流回路2aのスイッチSWA1,SWB1,SWC1だけを接続状態とする。
The multi-channel current output type driver circuit 1 connects only the switches SWA1, SWB1, and SWC1 of the first constant
次に、多チャンネル電流出力型ドライバー回路1は、所定時間経過後に選択回路4によって切換信号S2を生成して、この切換信号S2によって2チャンネル目のスイッチSA(2)とスイッチSB(2)とスイッチSC(2)を接続状態とするとともに、スイッチSP1(2)とスイッチSP2(2)とスイッチSBp(2)を切断状態とする。 Next, the multi-channel current output type driver circuit 1 generates a switching signal S2 by the selection circuit 4 after a predetermined time has elapsed, and switches SA (2) and SB (2) of the second channel by this switching signal S2. The switch SC (2) is set in a connected state, and the switch SP1 (2), the switch SP2 (2), and the switch SBp (2) are set in a disconnected state.
これによって、多チャンネル電流出力型ドライバー回路1は、2チャンネル目の電流出力回路2の1番目の定電流回路2aから負荷5に通電する。
As a result, the multi-channel current output type driver circuit 1 energizes the load 5 from the first constant
このように、多チャンネル電流出力型ドライバー回路1は、2チャンネル目の電流出力回路2を動作させるときに、その電流出力回路2に設けたプリチャージ回路6を前もって駆動して、このプリチャージ回路6を用いて負荷5に比較的少ない電流を通電し、その後、電流出力回路2を駆動して負荷5に比較的多くの電流を通電するようにしている。
As described above, when operating the current output circuit 2 of the second channel, the multi-channel current output type driver circuit 1 drives the
次に、外部から供給される選択信号S1によって5チャンネル目の電流出力回路2が選択されると、多チャンネル電流出力型ドライバー回路1は、外部から供給される選択信号S1に基づいて選択回路4によって切換信号S2を生成して、この切換信号S2によって5チャンネル目のスイッチSA(5)とスイッチSP2(5)とスイッチSP1(5)とスイッチSBp(5)を接続状態とするとともに、スイッチSB(5)とスイッチSC(5)を切断状態とする。なお、これら以外のスイッチは全て切断状態としておく。 Next, when the current output circuit 2 of the fifth channel is selected by the selection signal S1 supplied from the outside, the multi-channel current output type driver circuit 1 selects the selection circuit 4 based on the selection signal S1 supplied from the outside. The switch signal S2 is generated by the switch signal S2, and the switch SA (5), the switch SP2 (5), the switch SP1 (5) and the switch SBp (5) of the fifth channel are connected by the switch signal S2 and the switch SB (5) and switch SC (5) are disconnected. All other switches are in a disconnected state.
これによって、多チャンネル電流出力型ドライバー回路1は、5チャンネル目の電流出力回路2に設けたプリチャージ回路6から負荷5に通電する。
As a result, the multi-channel current output type driver circuit 1 energizes the load 5 from the
また、多チャンネル電流出力型ドライバー回路1は、外部から供給される選択信号S1に基づいて例えば5チャンネル目の電流出力回路2の2番目の定電流回路2bのスイッチSWA2,SWB2,SWC2だけを接続状態とする。
The multi-channel current output type driver circuit 1 connects only the switches SWA2, SWB2, SWC2 of the second constant
次に、多チャンネル電流出力型ドライバー回路1は、所定時間経過後に選択回路4によって切換信号S2を生成して、この切換信号S2によって5チャンネル目のスイッチSA(5)とスイッチSB(5)とスイッチSC(5)を接続状態とするとともに、スイッチSP1(5)とスイッチSP2(5)とスイッチSBp(5)を切断状態とする。 Next, the multi-channel current output type driver circuit 1 generates a switching signal S2 by a selection circuit 4 after a predetermined time has elapsed, and switches SA (5) and SB (5) of the fifth channel by this switching signal S2. The switch SC (5) is set in a connected state, and the switch SP1 (5), the switch SP2 (5), and the switch SBp (5) are set in a disconnected state.
これによって、多チャンネル電流出力型ドライバー回路1は、5チャンネル目の電流出力回路2の2番目の定電流回路2bから負荷5に通電する。
As a result, the multi-channel current output type driver circuit 1 energizes the load 5 from the second constant
このように、多チャンネル電流出力型ドライバー回路1は、5チャンネル目の電流出力回路2を動作させるときにも、その電流出力回路2に設けたプリチャージ回路6を前もって駆動して、このプリチャージ回路6を用いて負荷5に比較的少ない電流を通電し、その後、電流出力回路2を駆動して負荷5に比較的多くの電流を通電するようにしている。
As described above, the multi-channel current output type driver circuit 1 also drives the
以上に説明したように、上記構成の多チャンネル電流出力型ドライバー回路1は、選択回路4によって1個の電流出力回路2を選択した場合に、まずプリチャージ回路6を駆動し、このプリチャージ回路6の駆動によって制御回路3を予め動作させておき、その後、プリチャージ回路6の駆動を停止し、選択された電流出力回路2を駆動して、この電流出力回路2から電流を出力するようにしている。
As described above, the multi-channel current output type driver circuit 1 having the above configuration drives the
このように、選択回路4によって選択された電流出力回路2を動作させる前にプリチャージ回6路を駆動しているために、その後に選択回路4で選択された電流出力回路2が動作するときには、制御回路3によってプリチャージ回路6が制御されている。
As described above, since the
しかも、上記構成の多チャンネル電流出力型ドライバー回路1では、プリチャージ回路6が電流出力回路2と同一構成となっているために、電流出力回路2が動作する前と後において制御回路3からほぼ同様の制御信号S3が出力されることになり、制御信号S3に過渡的な変化がほとんど生ずることが無くなり、それに伴って、電流出力回路2を動作させた直後に電流出力回路2から出力される電流が過渡的に変化することも少なくなり、結果として、電流出力回路2の出力電流に重畳されるノイズを極めて低減させることができる。
Moreover, in the multi-channel current output type driver circuit 1 having the above configuration, the
すなわち、プリチャージ回路6を設けなかった場合には、kチャンネル目の電流出力回路2を動作させた直後にもまだ(k−1)チャンネル目の電流出力回路2のトランジスタTk-1のゲート電圧が出力されているために、kチャンネル目の電流出力回路2のトランジスタTkに流れる過渡的な電流変化ΔIdは、トランジスタTkの飽和領域から非飽和領域に制御信号S3が変化しているとすると、
ΔId=β(Vg(k-1)−Vt)2−β{2(Vg(k-1)−Vt)Vds(k)−Vds(k) 2} ・・・式(1)
となる。ここで、Vgはゲート電圧、Vtは閾値電圧、Vdsはドレイン・ソース間電圧、βはトランジスタTkの製造プロセスによって決定される定数である。
That is, when the
ΔId = β (Vg (k-1) −Vt) 2 −β {2 (Vg (k-1) −Vt) Vds (k) −Vds (k) 2 } Equation (1)
It becomes. Here, Vg is a gate voltage, Vt is the threshold voltage, Vds is the drain-source voltage, beta is a constant determined by the manufacturing process of the transistor T k.
このΔIdは1LSB当たりの電流変化であるため、1チャンネル(mLSB)当たりの電流変化ΔIoutは、
ΔIout=Σn L=12L-1・Dk(L)・ΔId ・・・式(2)
となる。この値をピーク値としてトランジスタTkに流れる電流が徐々に変化することになる。
Since this ΔId is a current change per 1 LSB, the current change ΔIout per channel (mLSB) is
ΔIout = Σ n L = 1 2 L−1・ Dk (L) ・ ΔId ・ ・ ・ Equation (2)
It becomes. So that the current flowing through the value to the transistor T k as a peak value gradually changes.
この過渡的な電流変化によって負荷5に発生する電圧降下量が変化し、出力電圧にノイズが発生することになる。 Due to this transient current change, the amount of voltage drop generated in the load 5 changes, and noise is generated in the output voltage.
たとえば、負荷5として発光ダイオードを用いた場合には、発生するノイズのピーク値ΔVoutは、
ΔVout=kT/q・ln(ΔIout/Is)+ΔIout・rd ・・・式(3)
となる。ここで、rdは発光ダイオードの内部抵抗である。
For example, when a light emitting diode is used as the load 5, the peak value ΔVout of the generated noise is
ΔVout = kT / q · ln (ΔIout / Is) + ΔIout · r d Equation (3)
It becomes. Here, r d is the internal resistance of the light emitting diode.
一方、プリチャージ回路6を設けた場合には、プリチャージ回路6に流れる電流Ipは、
Ip=Iref・Rref/Rp ・・・式(4)
と表せる。
On the other hand, when the
Ip = Iref ・ Rref / Rp (4)
It can be expressed.
ここで、トランジスタTpについてみると、非飽和状態でのゲート電圧Vg(p)は、
Vg(p)=1/(2・Vds)・(Ip/mg(p)・1/K(p)+Vds2)+Vt(p) ・・・式(5)
となり、飽和状態でのゲート電圧Vg(p)は、
Vg(p)=(Ip/mg(p)・1/K(p))1/2+Vt(p) ・・・式(6)
となる。
Here, regarding the transistor Tp, the gate voltage Vg (p) in the non-saturated state is
Vg (p) = 1 / ( 2 · Vds) · (Ip / mg (p) · 1 / K (p) + Vds 2) + Vt (p) ··· (5)
The gate voltage Vg (p) in the saturation state is
Vg (p) = (Ip / mg (p) · 1 / K (p) ) 1/2 + Vt (p) (6)
It becomes.
上記の式において、抵抗RpをRrefの1/100に設定するとともに、トランジスタTpのサイズmg(p)を他のトランジスタT1〜Tnの1/100に設定して、電流IpをLSB/100と設定した場合には、1LSBでの電流をIとすると、非飽和状態では、
Vg(p)=1/(2・Vds)・(I/K(p)+Vds2)+Vt(p) ・・・式(7)
となり、飽和状態では、
Vg(p)=(I/K(p))1/2+Vt(p) ・・・式(8)
となる。
In the above equation, the resistor Rp is set to 1/100 of Rref, the size mg (p) of the transistor Tp is set to 1/100 of the other transistors T1 to Tn, and the current Ip is set to LSB / 100 In this case, if the current at 1 LSB is I,
Vg (p) = 1 / (2 · Vds) · (I / K (p) + Vds 2 ) + Vt (p) (7)
And in saturation,
Vg (p) = (I / K (p) ) 1/2 + Vt (p) (8)
It becomes.
また、電流出力回路2でのトランジスタT1〜Tnのゲート電圧Vg(n)は、非飽和状態では、
Vg(n)=1/(2・Vds)・(I/K(n)+Vds2)+Vt(n) ・・・式(9)
となり、飽和状態では、
Vg(n)=(I/K(n))1/2+Vt(n) ・・・式(10)となる。
Further, the gate voltage Vg (n) of the transistors T1 to Tn in the current output circuit 2 is not saturated.
Vg (n) = 1 / (2 · Vds) · (I / K (n) + Vds 2 ) + Vt (n) (9)
And in saturation,
Vg (n) = (I / K (n) ) 1/2 + Vt (n) (Equation 10)
ここで、式(7)と式(9)、式(8)と式(10)とをそれぞれ比較すると両者の違いはKとVtの値であり、トランジスタ固有の値のみとなり、プリチャージ回路6のトランジスタTpと電流出力回路2のトランジスタT1〜Tnの相対的なばらつきによる値のずれのみとなる。
Here, when the equations (7) and (9), and the equations (8) and (10) are compared, the difference between them is the values of K and Vt, only the values specific to the transistors, and the
したがって、プリチャージ回路6を動作させた後には、電流出力回路2が非飽和状態或いは飽和状態で動作していても、その状態にかかわらず制御信号S3を電流出力回路2のトランジスタT1〜Tnが必要とするゲート電圧とほぼ同電圧にすることができ、これにより、制御信号S3の過渡的な変化を低減することができ、上記式(2)(3)で表されたノイズのピーク値をほぼ0に近い値にまで低減することができる。
Therefore, after the
なお、プリチャージ回路6に流れる電流を1/100LSBに設定してもなお出力電流が0の時にはその影響が出るおそれがあるため、電流出力回路2での出力電流が0となる場合には、プリチャージ回路6を動作させずに、出力電流を0のまま保持するように制御することもできる。
Note that even if the current flowing through the
1 多チャンネル電流出力型ドライバー回路
2 電流出力回路
3 制御回路
4 選択回路
5 負荷
6 プリチャージ回路
7 ゲート端子
8 基準端子
9 検出端子
T トランジスタ
R 抵抗
S スイッチ
C コンデンサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Multichannel current output type driver circuit 2
Claims (6)
各電流出力回路と同一構成であって、各電流出力回路よりも小電流を出力するプリチャージ回路を各電流出力回路に設けるとともに、前記選択回路で選択した前記電流出力回路から電流を出力する前にその電流出力回路に設けたプリチャージ回路を駆動するように構成したことを特徴とする多チャンネル電流出力型ドライバー回路。 Selecting a plurality of current output circuits, one control circuit for controlling the current output from each current output circuit to a predetermined value, and one current output circuit among the plurality of current output circuits A multi-channel current output driver circuit configured to output a current from the current output circuit selected by the selection circuit.
Each current output circuit has the same configuration, and a precharge circuit that outputs a smaller current than each current output circuit is provided in each current output circuit, and before current is output from the current output circuit selected by the selection circuit. A multi-channel current output type driver circuit configured to drive a precharge circuit provided in the current output circuit.
前記多チャンネル電流出力型ドライバー回路は、各電流出力回路と同一構成であって、各電流出力回路よりも小電流を出力するプリチャージ回路を各電流出力回路に設けるとともに、前記選択回路で選択した前記電流出力回路から電流を出力する前にその電流出力回路に設けたプリチャージ回路を駆動するように構成したことを特徴とする半導体装置。 Selecting a plurality of current output circuits, one control circuit for controlling the current output from each current output circuit to a predetermined value, and one current output circuit among the plurality of current output circuits And a selection circuit connected to the control circuit, and a semiconductor device having a multi-channel current output type driver circuit configured to output current from the current output circuit selected by the selection circuit.
The multi-channel current output type driver circuit has the same configuration as each current output circuit, and a precharge circuit that outputs a smaller current than each current output circuit is provided in each current output circuit, and is selected by the selection circuit. A semiconductor device configured to drive a precharge circuit provided in a current output circuit before outputting a current from the current output circuit.
各電流出力回路と同一構成であって、各電流出力回路よりも小電流を出力するプリチャージ回路を各電流出力回路に設けるとともに、前記選択回路で選択した前記電流出力回路から電流を出力する前にその電流出力回路に設けたプリチャージ回路を駆動するように構成したことを特徴とする発光ダイオード駆動装置。 A plurality of light emitting diodes, a current output circuit connected to each light emitting diode, a control circuit for controlling the current output from each current output circuit to a predetermined value, and the plurality of current output circuits. A selection circuit that selects one of the current output circuits and connects to the control circuit, and is configured to turn on the light emitting diode by outputting a current from the current output circuit selected by the selection circuit. In the light emitting diode driving device,
Each current output circuit has the same configuration, and a precharge circuit that outputs a smaller current than each current output circuit is provided in each current output circuit, and before current is output from the current output circuit selected by the selection circuit. And a precharge circuit provided in the current output circuit.
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