JP2010081336A - Flicker circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発光素子を点滅駆動する点滅回路に関する。 The present invention relates to a blinking circuit that blinks a light emitting element.
従来、発光素子を点滅駆動する回路として、例えば非安定マルチバイブレータ回路がある。以下、図にしたがって説明する。図11は従来の非安定マルチバイブレータ回路を用いた点滅回路を示す。図11において、51〜54は抵抗、55はLED(発光ダイオード)、56、57はコンデンサ、58、59はNPNトランジスタ、61、62はダイオードである。 Conventionally, as a circuit for driving the light emitting element to blink, there is, for example, an astable multivibrator circuit. Hereinafter, it demonstrates according to a figure. FIG. 11 shows a blinking circuit using a conventional astable multivibrator circuit. In FIG. 11, 51 to 54 are resistors, 55 is an LED (light emitting diode), 56 and 57 are capacitors, 58 and 59 are NPN transistors, and 61 and 62 are diodes.
抵抗51〜54の一端は電源VDDと接続され、抵抗51の他端はLED55のアノードと接続され、LED55のカソードはコンデンサ56の一端とトランジスタ58のコレクタと接続される。抵抗52の他端はコンデンサ56の他端に接続されるとともに、トランジスタ59のベースおよびダイオード62のカソードに接続される。抵抗53の他端はコンデンサ57の一端に接続されるとともに、トランジスタ58のベースおよびダイオード61のカソードに接続される。抵抗54の他端はコンデンサ57の他端に接続されるとともにトランジスタ59のコレクタと接続される。またトランジスタ58、59のエミッタおよびダイオード61、62のカソードはグランドに接続されている。
One ends of the resistors 51 to 54 are connected to the power supply VDD, the other end of the resistor 51 is connected to the anode of the
次に動作を説明する。いま、トランジスタ58がオフで、トランジスタ59がオンであったとする。このとき、トランジスタ59のコレクタ電位は略0Vであり、抵抗54を介してコレクタ電流が流れる状態となっている。このとき、コンデンサ57には抵抗53を介して電源VDDから充電電流が流れ込み、コンデンサ57の他端は略0Vとなっているので、抵抗53の抵抗値とコンデンサ57の容量値で決まる時定数で充電されていく。
Next, the operation will be described. Assume that the
このとき、コンデンサ57の充電電圧がトランジスタ58にベース電流を生じるレベルに達すると、トランジスタ58はオンしてコレクタ電位は略0Vとなって、コレクタ電流を生じ、LED55には電源VDD、抵抗51を介して流れる順電流を生じる。この順電流によりLED55は点灯する。このとき、トランジスタ58のコレクタ電位が略0Vにまで低下することで、コンデンサ56に充電されていた電荷はダイオード62を介して放電され、しかるのちコンデンサ56は抵抗52を介して電源VDDから充電されていく。これに伴いトランジスタ59のベース電位が所定電圧に達すると再び該トランジスタ59はオンとなる。
At this time, when the charging voltage of the
このようにして、図11の回路のトランジスタ58がオンのとき、トランジスタ59はオフで、トランジスタ59がオンとなるとトランジスタ58はオフになるというように、交互にオン、オフ状態が入れ替わりつつ反転することで発振することになる。これに伴い、トランジスタ58のコレクタに接続されているLED55には断続的に順電流を生じ、LED55は所定周期で点滅動作を行う。
Thus, the
このような非安定マルチバイブレータ回路を用いた点滅回路を開示するものとして、例えば、特開平6−268485号公報が挙げられる。
前述したように、図11に示す従来の点滅回路においては、トランジスタ58がオンのときトランジスタ59はオフ、トランジスタ59がオンとなるとトランジスタ58はオフになるというように、交互にオン状態、オフ状態が入れ替わりつつ反転して発振することになり、これに伴い、トランジスタ58のコレクタに接続されているLED55には断続的に順電流を生じ、LED55は所定周期で点滅動作を行うのであるが、LED55の点灯状態においてはその駆動電流は抵抗51を介して電源VDDから供給されており、それに加えてLED55の消灯状態においてもトランジスタ59はオン状態になっているので、抵抗54を介して電源VDDからコレクタ電流が供給されている。
As described above, in the conventional blinking circuit shown in FIG. 11, the
このように電源VDDからみると、LED55の点灯、消灯の状態に無関係に、常にLED55の順電流を超えるような電源電流を生じており、その結果、消費電流が大きいものとなってしまうという問題があった。
Thus, when viewed from the power supply VDD, the power supply current always exceeds the forward current of the
また、電源VDDとして乾電池やバッテリーといった限られた電気容量しか備えないものを用いる場合には、電源VDDの電池はLED駆動時の順電流や消灯時にも流れ続ける無効電流を負担することで消耗が激しくなってしまい、長時間動作をさせることができないという問題があった。それに加えて、LEDの点灯状態においてはその順電流は電池から供給されるので、電池が消耗してその内部抵抗が増加したときに前記順電流を供給しようとすると電池電圧が低下してしまい、LED点滅回路の動作を継続することができなくなって、電池の容量すべてを使い切ることができないという問題もあった。 In addition, when a power supply VDD having a limited electric capacity such as a dry battery or a battery is used, the battery of the power supply VDD is consumed by bearing a forward current when the LED is driven and a reactive current that continues to flow even when the LED is turned off. There was a problem that it became intense and could not be operated for a long time. In addition, since the forward current is supplied from the battery in the lighting state of the LED, if the battery is exhausted and its internal resistance increases, the battery voltage decreases when attempting to supply the forward current, There was also a problem that the operation of the LED blinking circuit could not be continued and the capacity of the battery could not be used up.
なお前述した図11に示す従来の点滅回路は、トランジスタ、抵抗、コンデンサといった個別部品を用いて構成する場合の例を示したが、シリコンICチップを用いて集積化された駆動回路を用いる構成も可能である。この場合にはアナログ回路的な動作を行う発振回路を用い、発振回路で作成されたクロック信号をもとにカウンタ回路等のデジタル回路を用いて所定周期でのLED駆動を行うことになる。 The above-described conventional blinking circuit shown in FIG. 11 has been shown as an example in which it is configured using individual components such as transistors, resistors, and capacitors. However, a configuration using a drive circuit integrated using a silicon IC chip is also possible. Is possible. In this case, an oscillation circuit that performs an analog circuit operation is used, and LED driving is performed at a predetermined cycle using a digital circuit such as a counter circuit based on a clock signal generated by the oscillation circuit.
このように、従来構成の点滅回路においては、発光素子であるLED以外の部品点数が多く必要であったり、シリコンICチップを用いた専用の駆動ICを用いる必要があったりするなど、点滅回路を備えた点滅装置を低コストで実現するうえでの制約となっていた。 As described above, the blinking circuit of the conventional configuration requires a large number of parts other than the LED, which is a light emitting element, or a dedicated driving IC using a silicon IC chip. This was a limitation in realizing the provided flashing device at a low cost.
本発明は、消費電力を少なくするとともに、部品点数を少なくすることで低コスト化を図った点滅回路を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a flashing circuit that reduces the power consumption and reduces the number of parts to reduce the cost.
上記課題を解決するために本発明の点滅回路は、電力を供給する電源部と、前記電源部から電力を供給されることにより充電を行う充電部と、前記充電部における電圧が所定の値に達すると発光素子に電流が流れる発光素子回路とを設け、前記発光素子回路に電流が流れることにより前記充電部が放電されることを特徴とするものである。 In order to solve the above problems, a blinking circuit according to the present invention includes a power supply unit that supplies power, a charging unit that performs charging by being supplied with power from the power supply unit, and a voltage in the charging unit at a predetermined value. And a light emitting element circuit through which a current flows when the light reaches the light emitting element, and the charging unit is discharged when a current flows through the light emitting element circuit.
上記構成を有する本発明に拠れば、発光素子を点灯させるための電流は充電部に充電されたものを使用するので、電源部から供給される電流は微小なものでよい。また本発明の点滅回路に要する能動素子は発光素子のみでよいので、別途半導体チップ等を備える必要がなく、低コストの回路を実現することができる。 According to the present invention having the above-described configuration, the current supplied to the charging unit is used as the current for lighting the light emitting element, so that the current supplied from the power supply unit may be very small. Further, since the active element required for the blinking circuit of the present invention is only a light emitting element, it is not necessary to separately provide a semiconductor chip or the like, and a low-cost circuit can be realized.
以下、本発明に係る実施の形態を図面を用いて説明する。なお各図に共通する要素には同一の符号を付す。図1は本発明の実施例1に係る点滅回路を示す回路図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the element which is common in each figure. FIG. 1 is a circuit diagram showing a flashing circuit according to Embodiment 1 of the present invention.
図1において、1は点滅回路で、点滅回路1には、三端子スイッチ素子としての発光サイリスタ10、抵抗11〜14、コンデンサ15が設けられている。抵抗11、13の一端は電源VDDと接続され、抵抗13の他端はコンデンサ15の一端と発光サイリスタ10のアノードに接続されており、コンデンサ15の他端はグランドと接続される。抵抗11の他端は抵抗12の一端と発光サイリスタ10のゲート端子に接続される。抵抗12の他端はグランドに接続される。発光サイリスタ10のカソードは抵抗14を介してグランドに接続されている。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a flashing circuit. The flashing circuit 1 is provided with a light-emitting
即ち、発光サイリスタ10の第1端子であるアノード端子は、抵抗13を介して電源VDDに接続されるとともにコンデンサ15を介してグランドに接続され、第2端子であるカソード端子は抵抗14を介してグランドに接続され、第3端子であるゲート端子は抵抗11と抵抗12の直列回路の接続中心に接続されている。
That is, the anode terminal which is the first terminal of the
図2は図1で示した発光サイリスタ10の構成を示す構成図である。図2(a)は回路シンボルを示し、発光サイリスタ10はアノード端子A、カソード端子K、ゲート端子Gの三つの端子を備えていることを示す。
FIG. 2 is a configuration diagram showing the configuration of the light-emitting
図2(b)は発光サイリスタの断面構造を示す図である。本図にて示す発光サイリスタ10はGaAsウェハー基材を用い、公知のMO−CVD(Metal Organic-Chemical Vapor Deposition)法により前記基材の上層に所定の結晶をエピタキシャル成長させることで作成される。まず、所定のバッファ層(図示しない)をエピタキシャル成長させた後、AlGaAs基材にN型不純物を含ませたN型層103と、P型不純物を含ませ成層したP型層102と、N型不純物を含ませたN型層101とを順に積層させたNPNの3層構造からなるウェハーを構成する。
FIG. 2B is a diagram showing a cross-sectional structure of the light emitting thyristor. The
次いで、最上層のN型層101の一部に公知のフォトリソグラフィー法を用いて選択的にP型不純物領域104を形成する。さらに、公知のドライエッチング法により溝部を形成することで素子分離を行う。また、前記エッチングの過程でサイリスタの最下層となるN型層103の一部を露出させ、該領域103に金属配線を形成してカソード電極を形成する。それと同時にP型領域104とN型領域101にもそれぞれアノード電極とゲート電極が形成される。
Next, a P-
図2(c)は発光サイリスタの別の形態を示す。図2(c)の構成においては、GaAsウェハー基材を用い、公知のMO−CVD法により前記基材の上層に所定の結晶をエピタキシャル成長させることで作成される。まず所定のバッファ層(図示しない)をエピタキシャル成長させた後、AlGaAs基材にN型不純物を含ませたN型層103と、P型不純物を含ませ成層したP型層102と、N型不純物を含ませたN型層101と、P型不純物を含ませ成層したP型層105を順に積層させたPNPNの4層構造のウェハーを構成する。
FIG. 2C shows another embodiment of the light emitting thyristor. In the configuration of FIG. 2 (c), a GaAs wafer substrate is used, and a predetermined crystal is epitaxially grown on the upper layer of the substrate by a known MO-CVD method. First, after a predetermined buffer layer (not shown) is epitaxially grown, an N-
さらに公知のドライエッチング法を用いて溝部を形成することで素子分離を行う。また前記エッチングの過程でサイリスタの最下層となるN型領域103の一部を露出させ、該領域103に金属配線を形成してカソード電極を形成する。同様に、最上層となるP型領域105の一部を露出させ、該領域105に金属配線を形成してアノード電極を形成する。それと同時にN型領域101にゲート電極が形成される。
Further, element isolation is performed by forming a groove using a known dry etching method. In the etching process, a part of the N-
図2(d)は図2(b)および図2(c)と対比させて描いた発光サイリスタの等価回路である。発光サイリスタ10はPNPトランジスタ111とNPNトランジスタ112とからなり、PNPトランジスタ111のエミッタが発光サイリスタ10のアノード端子Aに相当し、PNPトランジスタ111のベースが発光サイリスタ10のゲート端子Gに対応しており、該ゲート端子はNPNトランジスタ112のコレクタとも接続される。またPNPトランジスタ111のコレクタはNPNトランジスタ112のベースと接続され、NPNトランジスタ112のエミッタは発光サイリスタ10のカソード端子Kに相当している。
FIG. 2D is an equivalent circuit of a light-emitting thyristor drawn in contrast to FIGS. 2B and 2C. The light-emitting
なお、図2に示した発光サイリスタ10は、GaAsウェハー基材上にAlGaAs層を構成したものであるが、これに限定されるものではなく、GaP、GaAsP、AlGaInPといった材料を用いるものであってもよく、またはサファイヤ基板上にGaNやAlGaNといった材料を成膜したものであっても良い。
The light-emitting
次に実施例1の動作を説明する。図3は実施例1の点滅回路の動作を説明する回路図、図4は実施例1の点滅回路の動作を示すタイムチャートである。図3において、破線にて囲まれた19は電池等からなる電源VDDの内部をモデル化して示すもので、VDDは電池の電圧発生部、r0は前記電源の内部抵抗をモデル化して示している。なお図3においては、抵抗11〜14の抵抗値をR1、R2、R3、Rkとし、またコンデンサ15の容量値をCとして図中に記載している。
Next, the operation of the first embodiment will be described. FIG. 3 is a circuit diagram for explaining the operation of the blinking circuit according to the first embodiment, and FIG. 4 is a time chart showing the operation of the blinking circuit according to the first embodiment. In FIG. 3,
また、発光サイリスタ10のアノード電位をVa、ゲート電位をVg、カソード電流をIkと記号している。さらに、抵抗11、12を流れる電流をI1とし、抵抗13を介してコンデンサ15に流れる充電電流をI2と記号して図中に記載している。また図4の上段波形の実線部は発光サイリスタ10のアノード電位波形であって、発光サイリスタ10のオフ状態、オン状態を反映して鋸波状に変化する。なお図中に記載したT1は発光サイリスタ10のオフ期間を示し、T2は発光サイリスタ10のオン期間を示している。
Further, the anode potential of the
いま、発光サイリスタ10のオフ状態においては、そのアノード端子の電流は略ゼロであるので破線矢印にて示した電流I2が抵抗13を介してコンデンサ15の充電電流となって流れ、該充電電流によりコンデンサ15の両端電位が上昇する。
Now, when the light-emitting
図4の上段波形の破線部は発光サイリスタ10のゲート電位波形であって、発光サイリスタ10のオフ状態には抵抗11と抵抗12とで電源電圧VDDを分圧する電位に維持され、発光サイリスタ10のオン状態においてはそのゲート・カソード電位差が略0Vとなるのに応じて急速に電位低下する波形となる。
4 indicates the gate potential waveform of the light-emitting
いま、発光サイリスタ10がオフ状態にあるとき、図4の上段に示すように、アノード電位Vaは上昇過程にあって、前記ゲート電位Vgを超えて図中に記載した閾値電圧Vt分だけ高い電位になったとする。閾値電圧Vtは図2で示した発光サイリスタ10のアノード・ゲート間電圧であって、図2(b)、図2(c)に示すアノード・ゲート間のPN接合の順電圧に相当するものである。
Now, when the light-emitting
このとき発光サイリスタ10のアノード端子からゲート端子を抜けて流れる電流を生じて、発光サイリスタ10はターンオンさせられる。これにより発光サイリスタ10のアノード電位は急激に低下させられて、コンデンサ15に充電されていた電荷は発光サイリスタ10のアノード、カソード、抵抗14を介する破線矢印Ikのループで放電させられる。
At this time, a current flowing from the anode terminal of the
この結果、図4の下段波形に示すように、期間T2において示すように放電電流Ikが流れ、それに応じてコンデンサ15の両端電圧が低下してアノード電位Vaが急激に低下する波形が得られる。放電によりコンデンサ15の蓄積電荷が略ゼロとなるに従い、発光サイリスタ10のアノード電流(これはカソード電流に略等しい)が略ゼロとなると、発光サイリスタ10はターンオフすることになる。上記した過程を繰り返すことで発光サイリスタ10には断続的に電流Ikを生じることになる。
As a result, as shown in the lower waveform of FIG. 4, the discharge current Ik flows as shown in the period T2, and the voltage across the
さて、図2を用いて説明したように、図3に示す発光サイリスタ10は、AlGaAsなどの発光材料を用いて構成されたものであり、オン状態においてアノード・カソード間に電流を流すことで、その電流値に応じた光出力を得ることができる。また、発光サイリスタ10のオフ状態においては、アノード・カソード間には電流が流れないので、発光サイリスタ10による発光はなく、この結果、発光サイリスタ10は前記アノード・カソード間の電流波形に応じた点滅動作が行われることになる。
Now, as described with reference to FIG. 2, the light-emitting
さて、図3において、コンデンサ15への充電電流のピーク値(I2peak)は電源電圧VDDと抵抗13の抵抗値R3とに応じて定まるものであって、
I2peak = VDD/(r0+R3)
と概算することができる。発光サイリスタ10の点滅周期が目視により判別できる程度にゆっくりである場合には、抵抗13の抵抗値R3およびコンデンサ15の容量値Cからなる時定数回路は大きな値となり、抵抗13の抵抗値R3も大きな値となって前記したピーク電流I2peakは小さくすることができる。
In FIG. 3, the peak value (I2peak) of the charging current to the
I2peak = VDD / (r0 + R3)
Can be estimated. When the blinking cycle of the
一方、コンデンサ15の放電過程においては、図3に示すように、破線で示すIk電流のループで放電電流が流れる。該電流Ikは主としてコンデンサ15に蓄積されていた電荷によるものであって、19で示す電圧源から供給される電流とは異なる。なお19で示す電圧源から供給される電流は前記電流I1と電流I2を合計したものである。
On the other hand, in the discharging process of the
ここで、抵抗11および抵抗12を介して流れる電流I1は、抵抗11、12のそれぞれの抵抗値R1、R2から
I1=VDD/(R1+R2)
であるので、抵抗値R1、R2の値を大きく設定することで、抵抗11、12を介して流れる電流値を目的とするところに応じて無視しうる程度にまで小さくすることができる。
Here, the current I1 flowing through the
Therefore, by setting the resistance values R1 and R2 to be large, the value of the current flowing through the
この結果、電圧源19から供給される電流は微小な電流値であってもよく、またそのピーク値は著しく小さくすることができる。そのため、電源19が例えば乾電池であって、それが消耗した後にその内部抵抗r0が大きく増大したあとでも図3に示す点滅回路1においては点滅動作を継続することができ、前記乾電池の蓄積エネルギーを最大限に活用して長時間にわたって点滅させることが可能となるのである。
As a result, the current supplied from the
以上詳細に説明したように、実施例1における点滅回路1においては、電圧源から供給される電流は微小な電流値であってもよく、またそのピーク値は著しく小さくすることができる。そのため、電源が例えば乾電池であって、それが消耗した後にその内部抵抗が大きく増大したあとでも実施例1に示した点滅回路1においては点滅動作を継続することができ、乾電池の蓄積エネルギーを最大限に活用して長時間にわたって点滅させることが可能となるのである。 As described above in detail, in the blinking circuit 1 according to the first embodiment, the current supplied from the voltage source may be a minute current value, and the peak value can be remarkably reduced. Therefore, even if the power source is, for example, a dry battery and the internal resistance greatly increases after it is consumed, the blinking circuit 1 shown in the first embodiment can continue the blinking operation, and the accumulated energy of the dry battery can be maximized. It can be used for a long time to blink for a long time.
また、実施例1では、点滅回路1に要する能動素子は発光サイリスタ10のみでよく、別途半導体ICチップ等を準備する必要がなく、きわめて低コストで所望の点滅回路を構成することが可能になるという効果が得られる。
In the first embodiment, the
次に実施例2の点滅回路を説明する。図5は実施例2の点滅回路を示す回路図である。図5において、実施例2の点滅回路2には、三端子スイッチ素子としての発光サイリスタ20、抵抗21〜24およびコンデンサ25が設けられている。
Next, the blinking circuit of Example 2 will be described. FIG. 5 is a circuit diagram showing a blinking circuit according to the second embodiment. In FIG. 5, the flashing circuit 2 of the second embodiment is provided with a
抵抗21、24の一端はそれぞれ電源VDDに接続され、抵抗21の他端は抵抗22の一端と発光サイリスタ20のゲート端子に接続されており、抵抗22の他端はグランドに接続される。抵抗24の他端は発光サイリスタ20のアノード端子と接続される。コンデンサ25の一端は電源VDDに接続され、コンデンサ25の他端は発光サイリスタ20のカソード端子と抵抗23の一端に接続され、抵抗23の他端はグランドに接続されている。
One end of each of the
即ち、発光サイリスタ20の第1端子であるアノード端子は、抵抗24を介して電源VDDに接続され、第2端子であるカソード端子はコンデンサ25と抵抗23との接続中心に接続され、第3端子であるゲート端子は抵抗21と抵抗22の直列回路の接続中心に接続されている。
That is, the anode terminal which is the first terminal of the
図6は図5で示した発光サイリスタ20の構成を示す図である。図6(a)は発光サイリスタ20の回路シンボルを示し、アノード端子A、カソード端子K、ゲート端子Gの三つの端子を備えている。図6(b)は図6(a)にて示した発光サイリスタの断面構造を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of the
図6(b)にて示す発光サイリスタ20はGaAsウェハー基材を用い、公知のMO−CVD法により前記基材の上層に所定の結晶をエピタキシャル成長させることで作成される。まず、所定のバッファ層(図示しない)をエピタキシャル成長させた後、AlGaAs基材にN型不純物を含ませたN型層103と、P型不純物を含ませ成層したP型層102と、N型不純物を含ませたN型層101とを順に積層させたNPNの3層構造からなるウェハーを構成する。
The
次いで、最上層のN型層101の一部に公知のフォトリソグラフィー法を用いて選択的にP型不純物領域104を形成する。さらに公知のドライエッチング法により溝部を形成することで素子分離を行う。また、前記エッチングの過程でサイリスタの最下層となるN型領域103の一部を露出させ、該領域103に金属配線を形成してカソード電極を形成する。それと同時にP型領域104とP型領域102にもそれぞれアノード電極とゲート電極が形成される。
Next, a P-
図6(c)は発光サイリスタの別の形態を示す。本構成においては、GaAsウェハー基材を用い、公知のMO−CVD法により前記基材の上層に所定の結晶をエピタキシャル成長させることで作成される。まず所定のバッファ層(図示しない)をエピタキシャル成長させた後、AlGaAs基材にN型不純物を含ませたN型層103と、P型不純物を含ませ成層したP型層102と、N型不純物を含ませたN型層101と、P型不純物を含ませ成層したP型層105を順に積層させたPNPNの4層構造のウェハーを構成する。
FIG. 6C shows another embodiment of the light emitting thyristor. In this configuration, a GaAs wafer substrate is used, and a predetermined crystal is epitaxially grown on the upper layer of the substrate by a known MO-CVD method. First, after a predetermined buffer layer (not shown) is epitaxially grown, an N-
さらに公知のドライエッチング法を用いて溝部を形成することで素子分離を行う。また前記エッチングの過程でサイリスタの最下層となるN型領域103の一部を露出させ、該領域103に金属配線を形成してカソード電極を形成する。同様に、最上層となるP型領域105の一部を露出させ、該領域105に金属配線を形成してアノード電極を形成する。それと同時にP型領域102の露出した部分にゲート電極が形成される。
Further, element isolation is performed by forming a groove using a known dry etching method. In the etching process, a part of the N-
図6(d)は図6(b)、図6(c)と対比させて描いた発光サイリスタの等価回路である。発光サイリスタ20はPNPトランジスタ111とNPNトランジスタ112とからなり、PNPトランジスタ111のエミッタが発光サイリスタ20のアノード端子Aに相当し、NPNトランジスタ112のベースが発光サイリスタ20のゲート端子Gに対応しており、該端子はPNPトランジスタ111のコレクタとも接続される。またPNPトランジスタ111のベースはNPNトランジスタ112のコレクタと接続され、NPNトランジスタ112のエミッタは発光サイリスタ20のカソード端子Kに相当している。
FIG. 6D is an equivalent circuit of a light-emitting thyristor drawn in contrast to FIGS. 6B and 6C. The
なお、図6で示した発光サイリスタ20はGaAsウェハー基材上にAlGaAs層を構成したものであるが、これに限定されるものではなく、GaP、GaAsP、AlGaInPといった材料を用いるものであってもよく、またはサファイヤ基板上にGaNやAlGaNといった材料を成膜したものであっても良い。
The light-emitting
次に実施例2の動作を説明する。図7は実施例2の点滅回路の動作を説明するための回路図、図8は実施例2の動作を示すタイムチャートである。図7において、破線にて囲まれた19は電池等からなる電源VDDの内部をモデル化して示すもので、VDDは電池の電圧発生部で、r0は前記電源の内部抵抗をモデル化して示している。
Next, the operation of the second embodiment will be described. FIG. 7 is a circuit diagram for explaining the operation of the blinking circuit of the second embodiment, and FIG. 8 is a time chart showing the operation of the second embodiment. In FIG. 7,
図7において、抵抗21〜24の抵抗値をそれぞれR1、R2、R3、Raとし、コンデンサ25の容量値をCとして図中に記載している。また発光サイリスタ20のカソード電位をVk、ゲート電位をVg、アノード電流をIaと記号している。また抵抗21および抵抗22を流れる電流をI1とし、抵抗23を介してコンデンサ25に流れる充電電流をI2と記号して図中に記載している。
In FIG. 7, resistance values of the
図8の上段波形の実線部は発光サイリスタ20のカソード電位波形Vkであって、発光サイリスタ20のオフ状態、オン状態を反映して鋸波状に変化する。なお図中に記載したT1は発光サイリスタ20のオフ期間を示し、T2は発光サイリスタ20のオン期間を示している。いま、発光サイリスタ20のオフ状態においては、そのカソード端子の電流は略ゼロであるので、図7に破線矢印にて示した電流I2が抵抗23を介してコンデンサ25の充電電流となって流れ、該充電電流によりコンデンサ25の両端電圧が増加する。
The solid line portion of the upper waveform in FIG. 8 is the cathode potential waveform Vk of the
また、図8の上段波形の破線部は発光サイリスタ20のゲート電位波形Vgであって、発光サイリスタ20のオフ状態には抵抗21と22とで電源電圧VDDを分圧する電位に維持され、発光サイリスタ20のオン状態においては発光サイリスタ20のアノード・ゲート電位差が略0Vとなるのに応じて急速に電位上昇する波形となる。
8 is a gate potential waveform Vg of the light-emitting
いま、発光サイリスタ20がオフ状態にあるとき、コンデンサ25への充電電流の変化に伴い、発光サイリスタ20のカソード電位Vkは下降過程にあって、前記ゲート電位Vgを下回って図中に記載した閾値電圧Vt分だけ低い電位となったとする。閾値電圧Vtは図6で示した発光サイリスタ20のアノード・ゲート間電圧であって、図6(b)、図6(c)に示すゲート・カソード間のPN接合の順電圧に相当するものである。
Now, when the light-emitting
このとき、発光サイリスタ20のゲート端子からカソード端子を抜けて流れる電流を生じて、該発光サイリスタ20はターンオンさせられる。これにより発光サイリスタ20のカソード電位Vkは急激に上昇させられて、コンデンサ25に充電されていた電荷は抵抗24、発光サイリスタ20のアノード、カソードを介して図7の破線矢印Iaのループで放電させられる。この結果、図8の下段波形に示すように、期間T2のように放電電流Iaが流れ、それに応じてコンデンサ25の両端電圧が低下してカソード電位Vkが急激に上昇する波形が得られる。
At this time, a current flowing from the gate terminal of the
前記放電によりコンデンサ25の蓄積電荷が略ゼロとなるに従い、発光サイリスタ20のアノード電流(これはカソード電流に略等しい)が略ゼロとなると、該発光サイリスタ20はターンオフすることになる。上記した過程を繰り返すことで、発光サイリスタ20には断続的に電流Iaを生じることになる。
As the accumulated charge of the capacitor 25 becomes substantially zero due to the discharge, the
さて、図6を用いて説明したように、本実施例に用いられる発光サイリスタ20はAlGaAsなどの発光材料を用いて構成されたものであり、オン状態においてアノード・カソード間に電流を流すことで該電流値に応じた光出力を得ることができる。また発光サイリスタ20のオフ状態においてはアノード・カソード間には電流が流れないので、該発光サイリスタ20による発光はなく、この結果、発光サイリスタ20は前記アノード・カソード間の電流波形に応じた点滅動作が行われることになる。
Now, as described with reference to FIG. 6, the light-emitting
さて、図7において、コンデンサ25への充電電流のピーク値(I2peak)は電源電圧VDDと抵抗23の抵抗値R3とに応じて定まるものであって、
I2peak = VDD/(r0+R3)
と概算することができる。発光サイリスタの点滅周期が目視により判別できる程度にゆっくりである場合には、抵抗値R3、コンデンサ25の容量値Cからなる時定数回路は大きな値となり、抵抗値R3も大きな値となって前記した電流I2peakは小さくすることができる。
In FIG. 7, the peak value (I2peak) of the charging current to the capacitor 25 is determined according to the power supply voltage VDD and the resistance value R3 of the
I2peak = VDD / (r0 + R3)
Can be estimated. When the blinking cycle of the light emitting thyristor is slow enough to be visually discerned, the time constant circuit composed of the resistance value R3 and the capacitance value C of the capacitor 25 becomes a large value, and the resistance value R3 also becomes a large value. The current I2peak can be reduced.
一方、コンデンサ25の放電過程においては、図7で示したように、破線で示すIa電流のループで放電電流が流れ、該電流は主としてコンデンサ25に蓄積されていた電荷によるものであって、19で示す電圧源から供給される電流とは異なる。なお、19で示す電圧源から供給される電流は前記電流I1と電流I2とを合計したものである。ここで、抵抗21、22を介して流れる電流I1は、それぞれの抵抗値R1、R2から
I1=VDD/(R1+R2)
であるので、抵抗値R1、R2の値を大きく設定することで、それを介して流れる電流値を目的とするところに応じて無視しうる程度にまで小さくすることができる。
On the other hand, in the discharging process of the capacitor 25, as shown in FIG. 7, a discharging current flows in a loop of Ia current indicated by a broken line, and this current is mainly due to the electric charge accumulated in the capacitor 25. This is different from the current supplied from the voltage source shown in FIG. The current supplied from the voltage source indicated by 19 is the sum of the current I1 and the current I2. Here, the current I1 flowing through the
Therefore, by setting the resistance values R1 and R2 to be large, the value of the current flowing through the resistance values R1 and R2 can be reduced to a level that can be ignored depending on the intended purpose.
この結果、電圧源19から供給される電流は微小な電流値であってもよく、またそのピーク値は著しく小さい。そのため、電源19が例えば乾電池であって、それが消耗した後にその内部抵抗r0が大きく増大したあとでも図7に示した点滅回路においては点滅動作を継続することができ、前記乾電池の蓄積エネルギーを最大限に活用して長時間にわたって点滅させることが可能となるのである。
As a result, the current supplied from the
以上詳細に説明したように実施例2においては、発光サイリスタ20を使用した点滅回路において、電圧源から供給される電流は微小な電流値であってもよく、またそのピーク値は著しく小さくすることができる。そのため、電源が例えば乾電池であって、それが消耗した後にその内部抵抗が大きく増大したあとでも実施例2の点滅回路においては点滅動作を継続することができ、乾電池の蓄積エネルギーを最大限に活用して長時間にわたって点滅させることが可能となるのである。
As described above in detail, in the second embodiment, in the blinking circuit using the light-emitting
また、点滅回路に要する能動素子はサイリスタのみでよく、別途半導体ICチップ等を準備する必要がなく、きわめて低コストで所望の点滅回路を構成することが可能になるのである。 Further, the active element required for the flashing circuit may be only a thyristor, and it is not necessary to prepare a separate semiconductor IC chip or the like, and a desired flashing circuit can be configured at a very low cost.
上記実施例1、2で説明した点滅回路1、2は、各種の電子機器のインジケータ、あるいはイルミネーション装置や警告用の保安装置に適用することができる。図9に多機能プリンタを示す。図9に示す多機能プリンタ(MFP)200はスキャナ部201とプリンタ部202を有し、スキャナ部201には操作パネル203が設けられ、操作パネル203にはインジケータ204が配設されている。またプリンタ部202にも操作パネル205が設けられ、この操作パネル205にもインジケータ206が配設されている。上記のインジケータ204、206に本発明の点滅回路を用いることにより、操作者への通知を行うことができる。
The blinking circuits 1 and 2 described in the first and second embodiments can be applied to indicators of various electronic devices, illumination devices, and warning security devices. FIG. 9 shows a multifunction printer. A multi-function printer (MFP) 200 shown in FIG. 9 includes a
また図10は自転車を示す側面図である。図10において、自転車300のリアフォーク部301には尾灯303が取付けられている。この尾灯303に、本発明に係る赤色光を発する発光サイリスタを用いた点滅回路を用いることにより、夜間に走行中に後続の車両等に自車の存在を知らせることができ、夜間等における交通事故を未然に防止することに役立つ。なお符号302で示すのは車輪のスポークである。
FIG. 10 is a side view showing the bicycle. In FIG. 10, a
1、2 点滅回路
10、20 発光サイリスタ
11、12、13、14 抵抗
21、22、23、24 抵抗
15、25 コンデンサ
1, 2
Claims (7)
前記電源部から電力を供給されることにより充電を行う充電部と、
前記充電部における電圧が所定の値に達すると発光素子に電流が流れる発光素子回路とを設け、
前記発光素子回路に電流が流れることにより前記充電部が放電されることを特徴とする点滅回路。 A power supply for supplying power;
A charging unit that performs charging by being supplied with power from the power source unit;
A light emitting element circuit in which a current flows through the light emitting element when the voltage in the charging unit reaches a predetermined value;
The blinking circuit, wherein the charging unit is discharged when a current flows through the light emitting element circuit.
発光機能を有する三端子スイッチ素子と、
抵抗を介して前記電源に接続されたコンデンサとを具備し、
前記三端子スイッチ素子の第1端子は抵抗を介して前記電源に接続されるとともに前記コンデンサを介してグランドに接続され、第2端子は抵抗を介してグランドに接続され、第3端子は抵抗の直列回路の接続中心に接続されることを特徴とする点滅回路。 Power supply,
A three-terminal switch element having a light emitting function;
A capacitor connected to the power source through a resistor,
The first terminal of the three-terminal switch element is connected to the power source via a resistor and connected to the ground via the capacitor, the second terminal is connected to the ground via a resistor, and the third terminal is connected to the resistor. A flashing circuit connected to the connection center of a series circuit.
発光機能を有する三端子スイッチ素子と、
前記電源に接続されたコンデンサとを具備し、
前記コンデンサはグランドに接続された抵抗に接続され、
前記三端子スイッチ素子の第1端子は前記電源に接続され、第2端子は前記コンデンサと前記抵抗との接続中心に接続され、第3端子は抵抗の直列回路の接続中心に接続されることを特徴とする点滅回路。 Power supply,
A three-terminal switch element having a light emitting function;
A capacitor connected to the power source,
The capacitor is connected to a resistor connected to ground,
The first terminal of the three-terminal switch element is connected to the power source, the second terminal is connected to the connection center of the capacitor and the resistor, and the third terminal is connected to the connection center of a series circuit of resistors. A flashing circuit that is characterized.
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Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS53155384U (en) * | 1977-05-11 | 1978-12-06 | ||
JPS6039136U (en) * | 1983-08-22 | 1985-03-18 | 株式会社東芝 | keyboard table |
JPH08250290A (en) * | 1995-03-10 | 1996-09-27 | Hiroshi Sakamura | Automatic apparatus to carry out step-by-step lighting modulation for discharge lamp for advertisement |
JPH11230994A (en) * | 1998-02-12 | 1999-08-27 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Ac current measuring instrument |
JP2001284640A (en) * | 2000-03-31 | 2001-10-12 | Sanyo Electric Co Ltd | Light emitting element array |
JP2002335017A (en) * | 2001-05-10 | 2002-11-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Light emitting element driving circuit |
JP2004297308A (en) * | 2003-03-26 | 2004-10-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Optical transmission apparatus and semiconductor light emitting element |
-
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Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS53155384U (en) * | 1977-05-11 | 1978-12-06 | ||
JPS6039136U (en) * | 1983-08-22 | 1985-03-18 | 株式会社東芝 | keyboard table |
JPH08250290A (en) * | 1995-03-10 | 1996-09-27 | Hiroshi Sakamura | Automatic apparatus to carry out step-by-step lighting modulation for discharge lamp for advertisement |
JPH11230994A (en) * | 1998-02-12 | 1999-08-27 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Ac current measuring instrument |
JP2001284640A (en) * | 2000-03-31 | 2001-10-12 | Sanyo Electric Co Ltd | Light emitting element array |
JP2002335017A (en) * | 2001-05-10 | 2002-11-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Light emitting element driving circuit |
JP2004297308A (en) * | 2003-03-26 | 2004-10-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Optical transmission apparatus and semiconductor light emitting element |
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