JP2024063307A - Light emitting element driving device - Google Patents

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Abstract

【課題】NBTIの影響を抑制することができる発光素子駆動装置を提供する。【解決手段】発光素子駆動装置(5)において、発光素子ドライバ部(1)に設けられる入力側トランジスタ(141)、第1出力側トランジスタ(142)、MOSトランジスタ(12)、および第1スイッチ(13)は、いずれもNMOSトランジスタにより構成される。【選択図】図1The present invention provides a light-emitting element driving device capable of suppressing the effects of NBTI. In the light-emitting element driving device (5), an input transistor (141), a first output transistor (142), a MOS transistor (12), and a first switch (13) provided in a light-emitting element driver section (1) are all composed of NMOS transistors. [Selected Figure]

Description

本開示は、発光素子駆動装置に関する。 This disclosure relates to a light-emitting element driving device.

従来、LED(発光ダイオード)などの発光素子を駆動するための発光素子駆動装置が知られている。例えば、特許文献1には、LEDを発光部として用いた近接センサが開示されている。 Conventionally, light-emitting element driving devices for driving light-emitting elements such as LEDs (light-emitting diodes) are known. For example, Patent Document 1 discloses a proximity sensor that uses an LED as a light-emitting element.

特開2020-187847号公報JP 2020-187847 A

発光素子がLEDである場合、発光素子駆動装置は、LEDドライバ部を有する。LEDドライバ部の電源電圧をLEDの電源電圧とした場合、LEDの電源電圧は比較的に高い電圧であるため、LEDドライバ部にPMOSトランジスタ(Pチャネル型MOSFET(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor))を設けた場合、PMOSトランジスタにNBTIが発生するおそれがあった。NBTI(Negative Bias Temperature Instability)は、高温状態においてPMOSトランジスタのゲートに負バイアスが印加されて発生する経時劣化特性であり、PMOSトランジスタの閾値電圧が経時的にシフトする。 When the light-emitting element is an LED, the light-emitting element driving device has an LED driver unit. When the power supply voltage of the LED driver unit is the power supply voltage of the LED, the power supply voltage of the LED is relatively high, so if a PMOS transistor (P-channel MOSFET (metal-oxide-semiconductor field-effect transistor)) is provided in the LED driver unit, there is a risk of NBTI occurring in the PMOS transistor. NBTI (Negative Bias Temperature Instability) is a time-dependent deterioration characteristic that occurs when a negative bias is applied to the gate of a PMOS transistor in a high-temperature state, and the threshold voltage of the PMOS transistor shifts over time.

上記状況に鑑み、本開示は、NBTIの影響を抑制することができる発光素子駆動装置を提供することを目的とする。 In view of the above situation, the present disclosure aims to provide a light-emitting element driving device that can suppress the effects of NBTI.

例えば、本開示に係る発光素子駆動装置は、
第1電源電圧の印加端に接続される正極端を有する第1発光素子を駆動するように構成された発光素子駆動装置であって、
前記第1発光素子を駆動するように構成された発光素子ドライバ部と、
内部回路と、
を備え、
前記内部回路は、駆動電流を生成するように構成された電流プリドライバを有し、
前記発光素子ドライバ部は、
前記駆動電流を入力されるように構成された入力側トランジスタと、前記第1発光素子の負極端に接続されるように構成された第1出力側トランジスタと、を有する第1カレントミラーと、
第1切替え信号が入力されるように構成されたゲートを含む第1MOSトランジスタと、
前記第1電源電圧の印加端に接続されるように構成された第1端と、前記第1MOSトランジスタのドレインに接続される第2端とを含む第1プルアップ抵抗と、
前記第1プルアップ抵抗の前記第2端と前記第1MOSトランジスタのドレインとが接続される第1ノードに接続されるゲートを含み、前記第1出力側トランジスタの駆動のオンオフを切り替えるように構成された第1スイッチと、
を有し、
前記入力側トランジスタ、前記第1出力側トランジスタ、前記第1MOSトランジスタ、および前記第1スイッチは、いずれもNMOSトランジスタにより構成される構成としている。
For example, a light emitting element driving device according to the present disclosure may include:
A light emitting element driving device configured to drive a first light emitting element having a positive terminal connected to an application terminal of a first power supply voltage,
a light emitting element driver configured to drive the first light emitting element;
An internal circuit;
Equipped with
The internal circuitry includes a current pre-driver configured to generate a drive current;
The light emitting element driver unit
a first current mirror including an input transistor configured to receive the driving current and a first output transistor configured to be connected to a negative terminal of the first light emitting element;
a first MOS transistor including a gate configured to receive a first switching signal;
a first pull-up resistor including a first terminal configured to be connected to an application terminal of the first power supply voltage and a second terminal connected to a drain of the first MOS transistor;
a first switch including a gate connected to a first node to which the second end of the first pull-up resistor and a drain of the first MOS transistor are connected, the first switch being configured to switch on and off the driving of the first output transistor;
having
The input transistor, the first output transistor, the first MOS transistor, and the first switch are all configured with NMOS transistors.

本開示に係る発光素子駆動装置によれば、NBTIの影響を抑制することができる。 The light-emitting element driving device disclosed herein can suppress the effects of NBTI.

図1は、本開示の例示的な実施形態に係るLED駆動装置の構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an LED driving device according to an exemplary embodiment of the present disclosure. 図2は、図1の構成において切替え信号S1がローレベルの場合を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a case where the switching signal S1 is at a low level in the configuration of FIG. 図3は、図1の構成において切替え信号S1がハイレベルの場合を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a case where the switching signal S1 is at a high level in the configuration of FIG. 図4は、本開示の第1変形例に係るLED駆動装置の構成を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a configuration of an LED driving device according to a first modified example of the present disclosure. 図5は、本開示の第2変形例に係るLED駆動装置の構成を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a configuration of an LED driving device according to a second modified example of the present disclosure. 図6は、比較例に係るLED駆動装置の構成を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a configuration of an LED driving device according to a comparative example.

<1.LED駆動装置の構成>
図1は、本開示の例示的な実施形態に係るLED駆動装置5の構成を示す図である。LED駆動装置5は、LED3を駆動するための装置である。すなわち、LED駆動装置5は、発光素子駆動装置の一例である。
1. Configuration of LED driving device
1 is a diagram showing a configuration of an LED driving device 5 according to an exemplary embodiment of the present disclosure. The LED driving device 5 is a device for driving an LED 3. In other words, the LED driving device 5 is an example of a light-emitting element driving device.

LED駆動装置5は、LEDドライバ部1と、内部回路2と、を集積化して有するIC(集積回路)である。LED駆動装置5は、外部との電気的接続を確立するための外部端子として、アノード端子51、カソード端子52、およびグランド端子53を有する。 The LED driving device 5 is an IC (integrated circuit) that integrates an LED driver section 1 and an internal circuit 2. The LED driving device 5 has an anode terminal 51, a cathode terminal 52, and a ground terminal 53 as external terminals for establishing an electrical connection with the outside.

LEDドライバ部1は、プルアップ抵抗11と、MOSトランジスタ12と、スイッチ13と、カレントミラー14と、分圧抵抗R1,R2と、分圧抵抗R3,R4と、抵抗R5と、を有する。 The LED driver unit 1 has a pull-up resistor 11, a MOS transistor 12, a switch 13, a current mirror 14, voltage-dividing resistors R1 and R2, voltage-dividing resistors R3 and R4, and a resistor R5.

アノード端子51には、LED3のアノード(正極端)が外部接続されるとともに、第1電源電圧Vcc1が印加される。カソード端子52には、LED3のカソード(負極端)が外部接続される。すなわち、LED3は、LED駆動装置5に対して外付けされる。グランド端子53は、グランド電位の印加端に接続される。 The anode terminal 51 is connected to the anode (positive terminal) of the LED 3 externally and is applied with the first power supply voltage Vcc1. The cathode terminal 52 is connected to the cathode (negative terminal) of the LED 3 externally. In other words, the LED 3 is attached externally to the LED driving device 5. The ground terminal 53 is connected to the application terminal of the ground potential.

プルアップ抵抗11の第1端は、アノード端子51に接続される。MOSトランジスタ12は、NMOSトランジスタ(Nチャネル型MOSFET)により構成される。プルアップ抵抗11の第2端は、ノードNd1においてMOSトランジスタ12のドレインに接続される。MOSトランジスタ12のソースは、グランド端子53に接続される。 The first end of the pull-up resistor 11 is connected to the anode terminal 51. The MOS transistor 12 is composed of an NMOS transistor (N-channel MOSFET). The second end of the pull-up resistor 11 is connected to the drain of the MOS transistor 12 at the node Nd1. The source of the MOS transistor 12 is connected to the ground terminal 53.

内部回路2は、ADC(Analog-to-digital converter)21と、電流プリドライバ22と、インバータ23と、PMOSスイッチPM1,PM2と、を有する。内部回路2は、第2電源電圧Vcc2を電源として動作する。第1電源電圧Vcc1は、第2電源電圧Vcc2よりも高い。例えば、Vcc1=5V、Vcc2=3.3Vである。 The internal circuit 2 includes an ADC (Analog-to-digital converter) 21, a current pre-driver 22, an inverter 23, and PMOS switches PM1 and PM2. The internal circuit 2 operates using the second power supply voltage Vcc2 as a power supply. The first power supply voltage Vcc1 is higher than the second power supply voltage Vcc2. For example, Vcc1=5V, and Vcc2=3.3V.

MOSトランジスタ12のゲートには、インバータ23の出力である切替え信号S1が入力される。切替え信号S1のレベルに応じてMOSトランジスタ12のオン状態/オフ状態が切り替えられる。 The gate of the MOS transistor 12 is supplied with a switching signal S1, which is the output of the inverter 23. The on/off state of the MOS transistor 12 is switched according to the level of the switching signal S1.

カレントミラー14は、入力側トランジスタ141と、出力側トランジスタ142と、を有する。入力側トランジスタ141と出力側トランジスタ142ともに、NMOSトランジスタにより構成される。入力側トランジスタ141のドレインは、電流プリドライバ22の出力端に接続される。入力側トランジスタ141のゲート・ドレインは、短絡される。入力側トランジスタ141のソースおよび出力側トランジスタ142のソースは、グランド端子53に接続される。出力側トランジスタ142のゲートは、入力側トランジスタ141のゲートに接続される。 The current mirror 14 has an input transistor 141 and an output transistor 142. Both the input transistor 141 and the output transistor 142 are configured with NMOS transistors. The drain of the input transistor 141 is connected to the output terminal of the current pre-driver 22. The gate and drain of the input transistor 141 are shorted. The source of the input transistor 141 and the source of the output transistor 142 are connected to the ground terminal 53. The gate of the output transistor 142 is connected to the gate of the input transistor 141.

スイッチ13は、NMOSトランジスタにより構成される。スイッチ13のソースは、出力側トランジスタ142のドレインに接続される。スイッチ13のドレインは、カソード端子52に接続される。 The switch 13 is composed of an NMOS transistor. The source of the switch 13 is connected to the drain of the output transistor 142. The drain of the switch 13 is connected to the cathode terminal 52.

電流プリドライバ22は、駆動電流Idを生成するように構成される。駆動電流Idは、入力側トランジスタ141のドレインに供給される。 The current pre-driver 22 is configured to generate a drive current Id. The drive current Id is supplied to the drain of the input transistor 141.

このように、本実施形態では、LEDドライバ部1で用いられるMOSトランジスタ12、スイッチ13、入力側トランジスタ141、出力側トランジスタ142がいずれもNMOSトランジスタにより構成されるため、PMOSトランジスタを用いた場合に考慮すべきNBTIを考慮する必要がない。 As described above, in this embodiment, the MOS transistor 12, switch 13, input side transistor 141, and output side transistor 142 used in the LED driver unit 1 are all configured as NMOS transistors, so there is no need to consider NBTI, which would be necessary if PMOS transistors were used.

ここで、例えば図6に示す比較例の構成のように、MOSトランジスタ12とPMOSトランジスタ15によりインバータを構成したような場合は、PMOSトランジスタ15によるNBTIを考慮する必要がある。 Here, for example, when an inverter is configured with MOS transistor 12 and PMOS transistor 15, as in the comparative example configuration shown in Figure 6, it is necessary to take into account NBTI caused by PMOS transistor 15.

<2.LED電流のオンオフ制御>
LED3に流れるLED電流ILEDのオンオフ制御について、図2および図3を参照して説明する。
2. LED current on/off control
The on/off control of the LED current I LED flowing through the LED 3 will be described with reference to FIG. 2 and FIG.

図2は、図1の構成において切替え信号S1がローレベル(すなわちインバータ23の入力がハイレベル)の場合を示す図である。この場合、MOSトランジスタ12はオフ状態となり、プルアップ抵抗11によりスイッチ13のゲートがハイレベル(Vcc1)とされ、スイッチ13はオン状態となる。電流プリドライバ22により生成される駆動電流Idは、カレントミラー14によりミラーリングされる。従って、LED3、スイッチ13、および出力側トランジスタ142の経路でLED電流ILEDが流れ、LED3は発光する。 2 is a diagram showing a case where the switching signal S1 is at a low level (i.e., the input to the inverter 23 is at a high level) in the configuration of FIG. 1. In this case, the MOS transistor 12 is turned off, the gate of the switch 13 is set to a high level (Vcc1) by the pull-up resistor 11, and the switch 13 is turned on. The drive current Id generated by the current pre-driver 22 is mirrored by the current mirror 14. Therefore, an LED current ILED flows through the path of the LED 3, the switch 13, and the output-side transistor 142, and the LED 3 emits light.

一方、図3は、図1の構成において切替え信号S1がハイレベル(すなわちインバータ23の入力がローレベル)の場合を示す図である。この場合、MOSトランジスタ12はオン状態となり、スイッチ13のゲートがローレベルとされ、スイッチ13はオフ状態となる。従って、LED電流ILEDは、スイッチ13を介した経路では流れない。 3 is a diagram showing a case where the switching signal S1 is at a high level (i.e., the input to the inverter 23 is at a low level) in the configuration of FIG. 1. In this case, the MOS transistor 12 is turned on, the gate of the switch 13 is set to a low level, and the switch 13 is turned off. Therefore, the LED current I LED does not flow through the path via the switch 13.

<3.Vfのモニタ機能>
本実施形態に係るLED駆動装置5は、LED3のVf(順方向電圧)をモニタする機能を有する。環境温度のモニタ、あるいは異常検出などのためにVfをモニタする機能が設けられる。
<3. Vf monitoring function>
The LED driving device 5 according to this embodiment has a function of monitoring Vf (forward voltage) of the LED 3. A function of monitoring Vf for monitoring the environmental temperature or for detecting an abnormality is provided.

アノード端子51とグランド端子53と間に、分圧抵抗R1,R2が直列に接続される。分圧抵抗R1,R2が接続される接続ノードNr1は、PMOSスイッチPM1を介してADC21の入力端に入力される。カソード端子52とグランド端子53と間に、分圧抵抗R3,R4が直列に接続される。分圧抵抗R3,R4が接続される接続ノードNr2は、PMOSスイッチPM2を介してADC21の入力端に入力される。PMOSスイッチPM1,PM2は、ともにPMOSトランジスタにより構成され、ゲートに印加される電圧のレベルに応じてオン状態/オフ状態が切り替えられる。 Voltage-dividing resistors R1 and R2 are connected in series between the anode terminal 51 and the ground terminal 53. A connection node Nr1 to which the voltage-dividing resistors R1 and R2 are connected is input to the input terminal of the ADC 21 via the PMOS switch PM1. Voltage-dividing resistors R3 and R4 are connected in series between the cathode terminal 52 and the ground terminal 53. A connection node Nr2 to which the voltage-dividing resistors R3 and R4 are connected is input to the input terminal of the ADC 21 via the PMOS switch PM2. Both PMOS switches PM1 and PM2 are composed of PMOS transistors, and are switched between on and off states depending on the level of the voltage applied to the gates.

PMOSスイッチPM1がオン状態の場合、LED3のアノード電位が分圧抵抗R1,R2により分圧された電位がADC21に入力される。一方、PMOSスイッチPM2がオン状態の場合、LED3のカソード電位が分圧抵抗R3,R4により分圧された電位がADC21に入力される。ADC21において入力される電位差がAD変換されることで、LED3のVfがモニタされる。 When the PMOS switch PM1 is on, the anode potential of LED3 is divided by the voltage dividing resistors R1 and R2, and the resulting potential is input to the ADC 21. On the other hand, when the PMOS switch PM2 is on, the cathode potential of LED3 is divided by the voltage dividing resistors R3 and R4, and the resulting potential is input to the ADC 21. The potential difference input to the ADC 21 is AD converted, and the Vf of LED3 is monitored.

PMOSスイッチPM1には、NBTIを考慮して第1電源電圧Vcc1が印加されることは避けることが望ましいため、分圧抵抗R1,R2により第1電源電圧Vcc1を分圧している。ここでの分圧比は、例えば1/2である。 It is desirable to avoid applying the first power supply voltage Vcc1 to the PMOS switch PM1 in consideration of NBTI, so the first power supply voltage Vcc1 is divided by voltage dividing resistors R1 and R2. The voltage division ratio here is, for example, 1/2.

<4.LED発光抑制機能>
上記のようにカソード端子52に分圧抵抗R3,R4が接続されるため、スイッチ13がオフ状態の場合でも、分圧抵抗R3,R4を介してLED3に電流が流れ、LED3が不要に発光してしまう。その対策として、分圧抵抗R3,R4に対して十分小さい抵抗値の抵抗R5をアノード端子51とカソード端子52の間に接続している。これにより、スイッチ13がオフ状態の場合に、抵抗R5を介して分圧抵抗R3,R4に電流が流れるため、LED3に電流が流れることを抑制し、LED3の不要な発光を抑制できる(図3に示す破線矢印の電流経路)。
<4. LED light suppression function>
Since the voltage-dividing resistors R3 and R4 are connected to the cathode terminal 52 as described above, even when the switch 13 is in the off state, a current flows to the LED 3 via the voltage-dividing resistors R3 and R4, causing the LED 3 to emit unnecessary light. As a countermeasure, a resistor R5 having a resistance value sufficiently smaller than that of the voltage-dividing resistors R3 and R4 is connected between the anode terminal 51 and the cathode terminal 52. As a result, when the switch 13 is in the off state, a current flows to the voltage-dividing resistors R3 and R4 via the resistor R5, suppressing the current from flowing to the LED 3 and suppressing unnecessary light emission by the LED 3 (the current path indicated by the dashed arrow in FIG. 3).

<5.第1変形例>
図4は、本開示の第1変形例に係るLED駆動装置5の構成を示す図である。図4に示すLED駆動装置5は、LED3に加えてLED31を駆動可能に構成される。これにより、図4に示すLED駆動装置5は、先述した図1の構成に加えて、外部端子としてカソード端子521をさらに有する。また、図4に示すLEDドライバ部1は、先述した図1の構成に加えて、プルアップ抵抗111、MOSトランジスタ121、およびスイッチ131をさらに有している。また、図4に示す内部回路2は、先述した図1の構成に加えて、インバータ231をさらに有する。
5. First Modified Example
Fig. 4 is a diagram showing a configuration of an LED driving device 5 according to a first modified example of the present disclosure. The LED driving device 5 shown in Fig. 4 is configured to be capable of driving an LED 31 in addition to an LED 3. As a result, the LED driving device 5 shown in Fig. 4 further includes a cathode terminal 521 as an external terminal in addition to the configuration shown in Fig. 1 described above. The LED driver unit 1 shown in Fig. 4 further includes a pull-up resistor 111, a MOS transistor 121, and a switch 131 in addition to the configuration shown in Fig. 1 described above. The internal circuit 2 shown in Fig. 4 further includes an inverter 231 in addition to the configuration shown in Fig. 1 described above.

スイッチ131およびMOSトランジスタ121は、NMOSトランジスタにより構成される。スイッチ131のドレインは、カソード端子521に接続される。スイッチ131のソースは、出力側トランジスタ142のドレインに接続される。プルアップ抵抗111の第1端は、アノード端子51に接続される。プルアップ抵抗111の第2端は、ノードNd11においてMOSトランジスタ121のドレインに接続される。MOSトランジスタ121のソースは、グランド端子53に接続される。ノードNd11は、スイッチ131のゲートに接続される。 The switch 131 and the MOS transistor 121 are composed of NMOS transistors. The drain of the switch 131 is connected to the cathode terminal 521. The source of the switch 131 is connected to the drain of the output transistor 142. The first end of the pull-up resistor 111 is connected to the anode terminal 51. The second end of the pull-up resistor 111 is connected to the drain of the MOS transistor 121 at the node Nd11. The source of the MOS transistor 121 is connected to the ground terminal 53. The node Nd11 is connected to the gate of the switch 131.

MOSトランジスタ121のゲートには、インバータ231の出力である切替え信号S11が印加される。切替え信号S11のレベルに応じてMOSトランジスタ121のオン状態/オフ状態が切り替えられる。これにより、スイッチ131のオン状態/オフ状態が切り替えられ、LED31の発光/消灯が切り替えられる。従って、本変形例では、切替え信号S1,S11により、LED3,31の発光/消灯を個別に選択できる。ここで、スイッチ131およびMOSトランジスタ121がNMOSトランジスタにより構成されるため、LEDドライバ部1においてNBTIを考慮する必要がない。 A switching signal S11, which is the output of the inverter 231, is applied to the gate of the MOS transistor 121. The on/off state of the MOS transistor 121 is switched according to the level of the switching signal S11. This switches the on/off state of the switch 131, and switches the light emission/extinguishing of the LED 31. Therefore, in this modified example, the light emission/extinguishing of the LEDs 3 and 31 can be individually selected by the switching signals S1 and S11. Here, since the switch 131 and the MOS transistor 121 are composed of NMOS transistors, there is no need to consider NBTI in the LED driver unit 1.

なお、LED31と同様のLEDをさらに1つ以上追加し、それに伴ってLED駆動装置5の構成を変形してもよい。 It is also possible to add one or more LEDs similar to LED 31 and modify the configuration of LED driver 5 accordingly.

<6.第2変形例>
図5は、本開示の第2変形例に係るLED駆動装置5の構成を示す図である。図5に示す構成では、図1に示す構成とスイッチ13を設ける箇所が異なっている。具体的には、図5に示す構成では、スイッチ13は、カレントミラー14を構成する入力側トランジスタ141のゲートと出力側トランジスタ142のゲートの間を接続するように配置される。スイッチ13のドレインは、入力側トランジスタ141のゲートに接続される。スイッチ13のソースは、出力側トランジスタ142のゲートに接続される。
6. Second Modification
Fig. 5 is a diagram showing a configuration of an LED driving device 5 according to a second modified example of the present disclosure. The configuration shown in Fig. 5 differs from the configuration shown in Fig. 1 in the location where the switch 13 is provided. Specifically, in the configuration shown in Fig. 5, the switch 13 is disposed so as to connect between the gate of the input side transistor 141 and the gate of the output side transistor 142 that configure the current mirror 14. The drain of the switch 13 is connected to the gate of the input side transistor 141. The source of the switch 13 is connected to the gate of the output side transistor 142.

また、図5に示す構成のLED駆動装置5では、図1に示すプルアップ抵抗11およびMOSトランジスタ12の代わりに、プルアップ抵抗11AとMOSトランジスタ12Aの組、およびプルアップ抵抗11BとMOSトランジスタ12Bの組が設けられる。MOSトランジスタ12A,12Bは、NMOSトランジスタにより構成される。プルアップ抵抗11AとMOSトランジスタ12Aとが接続されるノードNd11がMOSトランジスタ12Bのゲートに接続される。プルアップ抵抗11BとMOSトランジスタ12Bとが接続されるノードNd12がスイッチ13のゲートに接続される。 In addition, in the LED driving device 5 configured as shown in FIG. 5, a pair of pull-up resistor 11A and MOS transistor 12A, and a pair of pull-up resistor 11B and MOS transistor 12B are provided instead of the pull-up resistor 11 and MOS transistor 12 shown in FIG. 1. The MOS transistors 12A and 12B are configured with NMOS transistors. A node Nd11 to which the pull-up resistor 11A and MOS transistor 12A are connected is connected to the gate of the MOS transistor 12B. A node Nd12 to which the pull-up resistor 11B and MOS transistor 12B are connected is connected to the gate of the switch 13.

また、図5に示す構成のLED駆動装置5では、アナログスイッチAS1とAS2が設けられる。アナログスイッチAS1は、PMOSスイッチPM1とNMOSスイッチNM1の並列接続により構成される。アナログスイッチAS2は、PMOSスイッチPM2とNMOSスイッチNM2の並列接続により構成される。ノードNd11は、PMOSスイッチPM2のゲートとともにNMOSスイッチNM1のゲートに接続される。ノードNd12は、NMOSスイッチNM2のゲートとともにPMOSスイッチPM1のゲートに接続される。MOSトランジスタ12Aのゲートに切替え信号S1が印加される。 Also, in the LED driving device 5 configured as shown in FIG. 5, analog switches AS1 and AS2 are provided. Analog switch AS1 is configured by a parallel connection of PMOS switch PM1 and NMOS switch NM1. Analog switch AS2 is configured by a parallel connection of PMOS switch PM2 and NMOS switch NM2. Node Nd11 is connected to the gate of NMOS switch NM1 as well as the gate of PMOS switch PM2. Node Nd12 is connected to the gate of PMOS switch PM1 as well as the gate of NMOS switch NM2. Switching signal S1 is applied to the gate of MOS transistor 12A.

このような構成により、切替え信号S1がローレベルの場合、ノードNd11の電圧がハイレベル、ノードN12の電圧がローレベルとなり、スイッチ13はオフ状態である。これにより、出力側トランジスタ142の駆動はオフ状態となる。このとき、アナログスイッチAS1はオン状態、アナログスイッチAS2はオフ状態であり、第1電源電圧Vcc1(LED3のアノード電位)を分圧抵抗R1,R2により分圧した電圧がADコンバータ21に入力される。 With this configuration, when the switching signal S1 is at a low level, the voltage of node Nd11 is at a high level, the voltage of node N12 is at a low level, and the switch 13 is in an off state. This causes the output transistor 142 to be driven in an off state. At this time, the analog switch AS1 is in an on state, the analog switch AS2 is in an off state, and the voltage obtained by dividing the first power supply voltage Vcc1 (the anode potential of LED3) by the voltage dividing resistors R1 and R2 is input to the AD converter 21.

切替え信号S1がハイレベルの場合、ノードNd11の電圧がローレベル、ノードN12の電圧がハイレベルとなり、スイッチ13はオン状態である。これにより、出力側トランジスタ142の駆動はオン状態となる。このとき、アナログスイッチAS1はオフ状態、アナログスイッチAS2はオン状態であり、LED3のカソード電位を分圧抵抗R3,R4により分圧した電圧がADコンバータ21に入力される。これにより、LED3のVfをモニタできる。 When the switching signal S1 is at a high level, the voltage of node Nd11 is at a low level, the voltage of node N12 is at a high level, and the switch 13 is in an on state. This causes the output transistor 142 to be driven in an on state. At this time, the analog switch AS1 is in an off state, the analog switch AS2 is in an on state, and the voltage obtained by dividing the cathode potential of LED3 by the voltage-dividing resistors R3 and R4 is input to the AD converter 21. This allows the Vf of LED3 to be monitored.

<7.適用例>
本開示に係るLED駆動装置5は、様々なアプリケーションに適用可能であり、例えば車載用とすることが好適である。例えば、LED駆動装置5は、近接センサの発光部に設けられるLEDを駆動するために車両に設けられる。その他、例えば、LED駆動装置5は、車両のヘッドランプ、リアランプなどに設けられるLEDを駆動するために車両に設けてもよい。
7. Application Examples
The LED driving device 5 according to the present disclosure can be applied to various applications, and is preferably used for in-vehicle applications. For example, the LED driving device 5 is provided in a vehicle to drive an LED provided in a light-emitting portion of a proximity sensor. In addition, for example, the LED driving device 5 may be provided in a vehicle to drive an LED provided in a head lamp, a rear lamp, or the like of the vehicle.

<8.その他>
なお、本開示に係る種々の技術的特徴は、上記実施形態の他、その技術的創作の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。すなわち、上記実施形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきであり、本発明の技術的範囲は、上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内に属する全ての変更が含まれると理解されるべきである。また、上記の各実施形態は、矛盾のない限り、適宜に組み合わせて実施してもよい。
<8. Other>
In addition, various technical features according to the present disclosure can be modified in various ways without departing from the spirit of the technical creation, in addition to the above-mentioned embodiment. In other words, the above-mentioned embodiment should be considered to be illustrative in all respects and not restrictive, and the technical scope of the present invention should be understood to include all modifications that are within the meaning and scope of the claims, and are not limited to the above-mentioned embodiment. In addition, the above-mentioned embodiments may be implemented in appropriate combinations as long as there is no contradiction.

<8.付記>
以上の通り、例えば、本開示に係る発光素子駆動装置(5)は、
第1電源電圧(Vcc1)の印加端に接続される正極端を有する第1発光素子(3)を駆動するように構成された発光素子駆動装置であって、
前記第1発光素子を駆動するように構成された発光素子ドライバ部(1)と、
内部回路(2)と、
を備え、
前記内部回路は、駆動電流(Id)を生成するように構成された電流プリドライバ(22)を有し、
前記発光素子ドライバ部は、
前記駆動電流を入力されるように構成された入力側トランジスタ(141)と、前記第1発光素子の負極端に接続されるように構成された第1出力側トランジスタ(142)と、を有する第1カレントミラー(14)と、
第1切替え信号(S1)が入力されるように構成されたゲートを含む第1MOSトランジスタ(12)と、
前記第1電源電圧の印加端に接続されるように構成された第1端と、前記第1MOSトランジスタのドレインに接続される第2端とを含む第1プルアップ抵抗(11)と、
前記第1プルアップ抵抗の前記第2端と前記第1MOSトランジスタのドレインとが接続される第1ノード(Nd1)に接続されるゲートを含み、前記第1出力側トランジスタの駆動のオンオフを切り替えるように構成された第1スイッチ(13)と、
を有し、
前記入力側トランジスタ、前記第1出力側トランジスタ、前記第1MOSトランジスタ、および前記第1スイッチは、いずれもNMOSトランジスタにより構成される構成としている(第1の構成)。
<8. Notes>
As described above, for example, the light-emitting element driving device (5) according to the present disclosure has:
A light emitting element driving device configured to drive a first light emitting element (3) having a positive terminal connected to an application terminal of a first power supply voltage (Vcc1),
a light emitting element driver section (1) configured to drive the first light emitting element;
An internal circuit (2);
Equipped with
The internal circuitry includes a current pre-driver (22) configured to generate a drive current (Id);
The light emitting element driver unit
a first current mirror (14) including an input transistor (141) configured to receive the driving current and a first output transistor (142) configured to be connected to a negative terminal of the first light-emitting element;
a first MOS transistor (12) including a gate configured to receive a first switching signal (S1);
a first pull-up resistor (11) including a first terminal configured to be connected to an application terminal of the first power supply voltage and a second terminal connected to a drain of the first MOS transistor;
a first switch (13) including a gate connected to a first node (Nd1) to which the second end of the first pull-up resistor and the drain of the first MOS transistor are connected, the first switch (13) being configured to switch on and off the driving of the first output transistor;
having
The input transistor, the first output transistor, the first MOS transistor, and the first switch are all configured with NMOS transistors (first configuration).

また、上記第1の構成において、前記発光素子ドライバ部(1)は、
前記正極端に接続されるように構成された第1分圧抵抗(R1,R2)と、
前記負極端に接続されるに構成された第2分圧抵抗(R3,R4)と、
を有し、
前記内部回路(2)は、
ADコンバータ(21)と、
前記第1分圧抵抗の接続ノード(Nr1)と前記ADコンバータの間に接続される第1PMOSスイッチ(PM1)と、
前記第2分圧抵抗の接続ノード(Nr2)と前記ADコンバータの間に接続される第2PMOSスイッチ(PM2)と、を有する構成としてもよい(第2の構成)。
In the first configuration, the light-emitting element driver section (1)
A first voltage dividing resistor (R1, R2) configured to be connected to the positive terminal;
A second voltage dividing resistor (R3, R4) configured to be connected to the negative terminal;
having
The internal circuit (2)
An AD converter (21);
a first PMOS switch (PM1) connected between a connection node (Nr1) of the first voltage dividing resistor and the AD converter;
A second PMOS switch (PM2) may be connected between the connection node (Nr2) of the second voltage dividing resistor and the AD converter (second configuration).

また、上記第2の構成において、前記発光素子ドライバ部(1)は、前記正極端と前記負極端の間に接続されるように構成される抵抗(R5)を有し、
前記抵抗の抵抗値は、前記第2分圧抵抗(R3,R4)の抵抗値よりも小さい構成としてもよい(第3の構成)。
In the second configuration, the light-emitting element driver unit (1) has a resistor (R5) configured to be connected between the positive terminal and the negative terminal,
The resistance value of the resistor may be smaller than the resistance value of the second voltage dividing resistor (R3, R4) (third configuration).

また、上記第1から第3のいずれかの構成において、前記第1電源電圧(Vcc1)の印加端に接続される正極端を有する第2発光素子(31)を駆動するように構成された前記発光素子駆動装置(5)であって、
前記発光素子ドライバ部(1)は、
前記入力側トランジスタ(141)と、前記第2発光素子の負極端に接続されるように構成された第2出力側トランジスタ(142)と、を有する第2カレントミラー(14)と、
第2切替え信号(S11)が入力されるように構成されたゲートを含む第2MOSトランジスタ(121)と、
前記第1電源電圧の印加端に接続されるように構成された第1端と、前記第2MOSトランジスタのドレインに接続される第2端とを含む第2プルアップ抵抗(111)と、
前記第2プルアップ抵抗の前記第2端と前記第2MOSトランジスタのドレインとが接続される第2ノード(Nd11)に接続されるゲートを含み、前記第2出力側トランジスタの駆動のオンオフを切り替えるように構成された第2スイッチ(131)と、
を有し、
前記第2MOSトランジスタおよび前記第2スイッチは、いずれもNMOSトランジスタにより構成される構成としてもよい(第4の構成)。
In any one of the first to third configurations, the light-emitting element driving device (5) is configured to drive a second light-emitting element (31) having a positive terminal connected to an application terminal of the first power supply voltage (Vcc1),
The light emitting element driver unit (1)
a second current mirror (14) including the input transistor (141) and a second output transistor (142) configured to be connected to a negative terminal of the second light-emitting element;
a second MOS transistor (121) including a gate configured to receive a second switching signal (S11);
a second pull-up resistor (111) including a first terminal configured to be connected to an application terminal of the first power supply voltage and a second terminal connected to a drain of the second MOS transistor;
a second switch (131) including a gate connected to a second node (Nd11) to which the second end of the second pull-up resistor and the drain of the second MOS transistor are connected, and configured to switch on and off the driving of the second output side transistor;
having
The second MOS transistor and the second switch may each be configured with an NMOS transistor (fourth configuration).

また、上記第1から第4のいずれかの構成において、前記内部回路は、第2電源電圧を用いて動作するように構成され、前記第1電源電圧は、前記第2電源電圧よりも高い構成としてもよい(第5の構成)。 In addition, in any of the first to fourth configurations, the internal circuit may be configured to operate using a second power supply voltage, and the first power supply voltage may be higher than the second power supply voltage (fifth configuration).

また、上記第1から第5のいずれかの構成の発光素子駆動装置は、車載用であることが好適である(第6の構成)。 It is also preferable that the light-emitting element driving device of any of the first to fifth configurations be mounted on a vehicle (sixth configuration).

本開示は、各種用途の発光素子の駆動に利用することが可能である。 This disclosure can be used to drive light-emitting elements for a variety of applications.

1 LEDドライバ部
2 内部回路
3,31 LED
5 LED駆動装置
11 プルアップ抵抗
11A,11B プルアップ抵抗
12 MOSトランジスタ
12A,12B MOSトランジスタ
13 スイッチ
14 カレントミラー
15 PMOSトランジスタ
21 ADコンバータ
22 電流プリドライバ
23 インバータ
51 アノード端子
52 カソード端子
53 グランド端子
111 プルアップ抵抗
121 MOSトランジスタ
131 スイッチ
141 入力側トランジスタ
142 出力側トランジスタ
231 インバータ
521 カソード端子
AS1,AS2 アナログスイッチ
NM1,NM2 NMOSスイッチ
PM1,PM2 PMOSスイッチ
R1,R2 分圧抵抗
R3,R4 分圧抵抗
R5 抵抗
1 LED driver section 2 Internal circuit 3, 31 LED
5 LED driver 11 Pull-up resistor 11A, 11B Pull-up resistor 12 MOS transistor 12A, 12B MOS transistor 13 Switch 14 Current mirror 15 PMOS transistor 21 AD converter 22 Current pre-driver 23 Inverter 51 Anode terminal 52 Cathode terminal 53 Ground terminal 111 Pull-up resistor 121 MOS transistor 131 Switch 141 Input transistor 142 Output transistor 231 Inverter 521 Cathode terminal AS1, AS2 Analog switch NM1, NM2 NMOS switch PM1, PM2 PMOS switch R1, R2 Voltage dividing resistor R3, R4 Voltage dividing resistor R5 Resistor

Claims (6)

第1電源電圧の印加端に接続される正極端を有する第1発光素子を駆動するように構成された発光素子駆動装置であって、
前記第1発光素子を駆動するように構成された発光素子ドライバ部と、
内部回路と、
を備え、
前記内部回路は、駆動電流を生成するように構成された電流プリドライバを有し、
前記発光素子ドライバ部は、
前記駆動電流を入力されるように構成された入力側トランジスタと、前記第1発光素子の負極端に接続されるように構成された第1出力側トランジスタと、を有する第1カレントミラーと、
第1切替え信号が入力されるように構成されたゲートを含む第1MOSトランジスタと、
前記第1電源電圧の印加端に接続されるように構成された第1端と、前記第1MOSトランジスタのドレインに接続される第2端とを含む第1プルアップ抵抗と、
前記第1プルアップ抵抗の前記第2端と前記第1MOSトランジスタのドレインとが接続される第1ノードに接続されるゲートを含み、前記第1出力側トランジスタの駆動のオンオフを切り替えるように構成された第1スイッチと、
を有し、
前記入力側トランジスタ、前記第1出力側トランジスタ、前記第1MOSトランジスタ、および前記第1スイッチは、いずれもNMOSトランジスタにより構成される、発光素子駆動装置。
A light emitting element driving device configured to drive a first light emitting element having a positive terminal connected to an application terminal of a first power supply voltage,
a light emitting element driver configured to drive the first light emitting element;
An internal circuit;
Equipped with
The internal circuitry includes a current pre-driver configured to generate a drive current;
The light emitting element driver unit
a first current mirror including an input transistor configured to receive the driving current and a first output transistor configured to be connected to a negative terminal of the first light emitting element;
a first MOS transistor including a gate configured to receive a first switching signal;
a first pull-up resistor including a first terminal configured to be connected to an application terminal of the first power supply voltage and a second terminal connected to a drain of the first MOS transistor;
a first switch including a gate connected to a first node to which the second end of the first pull-up resistor and a drain of the first MOS transistor are connected, the first switch being configured to switch on and off the driving of the first output transistor;
having
the input transistor, the first output transistor, the first MOS transistor, and the first switch are all configured with NMOS transistors.
前記発光素子ドライバ部は、
前記正極端に接続されるように構成された第1分圧抵抗と、
前記負極端に接続されるに構成された第2分圧抵抗と、
を有し、
前記内部回路は、
ADコンバータと、
前記第1分圧抵抗の接続ノードと前記ADコンバータの間に接続される第1PMOSスイッチと、
前記第2分圧抵抗の接続ノードと前記ADコンバータの間に接続される第2PMOSスイッチと、
を有する、請求項1に記載の発光素子駆動装置。
The light emitting element driver unit
A first voltage dividing resistor configured to be connected to the positive terminal;
A second voltage dividing resistor configured to be connected to the negative terminal;
having
The internal circuit includes:
An AD converter;
a first PMOS switch connected between a connection node of the first voltage dividing resistor and the AD converter;
a second PMOS switch connected between the connection node of the second voltage dividing resistor and the AD converter;
The light emitting element driving device according to claim 1 ,
前記発光素子ドライバ部は、前記正極端と前記負極端の間に接続されるように構成される抵抗を有し、
前記抵抗の抵抗値は、前記第2分圧抵抗の抵抗値よりも小さい、請求項2に記載の発光素子駆動装置。
The light-emitting element driver unit has a resistor configured to be connected between the positive terminal and the negative terminal,
3. The light-emitting element driving device according to claim 2, wherein a resistance value of the resistor is smaller than a resistance value of the second voltage dividing resistor.
前記第1電源電圧の印加端に接続される正極端を有する第2発光素子を駆動するように構成された前記発光素子駆動装置であって、
前記発光素子ドライバ部は、
前記入力側トランジスタと、前記第2発光素子の負極端に接続されるように構成された第2出力側トランジスタと、を有する第2カレントミラーと、
第2切替え信号が入力されるように構成されたゲートを含む第2MOSトランジスタと、
前記第1電源電圧の印加端に接続されるように構成された第1端と、前記第2MOSトランジスタのドレインに接続される第2端とを含む第2プルアップ抵抗と、
前記第2プルアップ抵抗の前記第2端と前記第2MOSトランジスタのドレインとが接続される第2ノードに接続されるゲートを含み、前記第2出力側トランジスタの駆動のオンオフを切り替えるように構成された第2スイッチと、
を有し、
前記第2MOSトランジスタおよび前記第2スイッチは、いずれもNMOSトランジスタにより構成される、請求項1に記載の発光素子駆動装置。
The light emitting element driving device is configured to drive a second light emitting element having a positive terminal connected to an application terminal of the first power supply voltage,
The light emitting element driver unit
a second current mirror including the input transistor and a second output transistor configured to be connected to a negative terminal of the second light emitting element;
a second MOS transistor including a gate configured to receive a second switching signal;
a second pull-up resistor including a first terminal configured to be connected to an application terminal of the first power supply voltage and a second terminal connected to a drain of the second MOS transistor;
a second switch including a gate connected to a second node to which the second end of the second pull-up resistor and the drain of the second MOS transistor are connected, the second switch being configured to switch on and off the driving of the second output transistor;
having
2. The light-emitting element driving device according to claim 1, wherein the second MOS transistor and the second switch are both constituted by an NMOS transistor.
前記内部回路は、第2電源電圧を用いて動作するように構成され、
前記第1電源電圧は、前記第2電源電圧よりも高い、請求項1に記載の発光素子駆動装置。
the internal circuit is configured to operate using a second power supply voltage;
2. The light emitting element driving device according to claim 1, wherein the first power supply voltage is higher than the second power supply voltage.
車載用である請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の発光素子駆動装置。 A light-emitting element driving device according to any one of claims 1 to 5, which is mounted on a vehicle.
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