JP3083639B2 - Light emitting element drive circuit - Google Patents

Light emitting element drive circuit

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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、発光ダイオード等の発
光素子を高速パルス駆動する駆動回路に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a driving circuit for driving a light emitting element such as a light emitting diode at a high speed pulse.

【0002】[0002]

【従来の技術】図2に発光ダイオード21をパルス動作
させるためのドライブ回路の一例を示す。
2. Description of the Related Art FIG. 2 shows an example of a drive circuit for causing a light emitting diode 21 to perform a pulse operation.

【0003】ドライブ回路は、発光ダイオード21にバ
イアス電圧を印加するバイアス回路20と、入力信号に
応じてバイアス電圧を制御するインバーター22から構
成されている。バイアス回路20は、電圧Vccの電源側
からダイオード27、抵抗25、24、26を直列に接
続した構成になっており、抵抗26がグランドに接続さ
れている。抵抗24と26の接続点Bにはインバーター
22の出力端子が接続されており、発光ダイオード21
は電源と、抵抗25・24の接続点とに接続されてい
る。
The drive circuit includes a bias circuit 20 for applying a bias voltage to the light emitting diode 21 and an inverter 22 for controlling the bias voltage according to an input signal. The bias circuit 20 has a configuration in which a diode 27 and resistors 25, 24, and 26 are connected in series from the power supply side of the voltage Vcc, and the resistor 26 is connected to the ground. The output terminal of the inverter 22 is connected to the connection point B between the resistors 24 and 26,
Is connected to a power supply and a connection point of the resistors 25 and 24.

【0004】インバーター22の入力信号がローレベル
であるとき、接続点Bの電圧はハイレベルとなる。この
とき、発光ダイオード21はオフ状態となり、発光しな
い。発光ダイオード21の両端に順方向に印加される電
圧をVOFF すると、VOFF は次式によって与えられる。
When the input signal of the inverter 22 is at a low level, the voltage at the connection point B is at a high level. At this time, the light emitting diode 21 is turned off and does not emit light. When the voltage applied to both ends of the light emitting diode 21 in the forward direction is V OFF , V OFF is given by the following equation.

【0005】 VOFF ≒VD +b×(VCC−VBH−VD ) b=R25/(R24+R25) ここで、VD はダイオード27の両端の電圧であり、V
BHは接続点Bの電圧である。また、R24、R25はそれぞ
れ抵抗24、25の抵抗値である。
V OFF ≒ V D + b × (V CC −V BH −V D ) b = R 25 / (R 24 + R 25 ) where V D is the voltage across diode 27 and V
BH is the voltage at node B. R 24 and R 25 are resistance values of the resistors 24 and 25 , respectively.

【0006】一方、インバーター22の入力信号がハイ
レベルであるとき、接続点Bの電圧はローレベルとな
る。このとき、発光ダイオード21がオン状態となり、
発光する。発光ダイオード21に流れる順方向の電流を
ONとすると、IONは次式によって与えられる。
On the other hand, when the input signal of the inverter 22 is at a high level, the voltage at the connection point B is at a low level. At this time, the light emitting diode 21 is turned on,
Emits light. Assuming that a forward current flowing through the light emitting diode 21 is I ON , I ON is given by the following equation.

【0007】 ION ≒(VCC−VBL−V’)/R24 V’=a×VON−c×VD c =R24/R25 a =(R24+R25)/R25 ここで、VONは発光ダイオード21の両端に順方向に印
加される電圧であり、VBLは接続点Bの電圧である。
[0007] I ON ≒ (V CC -V BL -V ') / R 24 V' = a × V ON -c × V D c = R 24 / R 25 a = (R 24 + R 25) / R 25 where V ON is a voltage applied to both ends of the light emitting diode 21 in the forward direction, and V BL is a voltage at the connection point B.

【0008】以上のように、インバーター22の入力信
号のレベルに応じて、発光ダイオード21はオンまたは
オフ状態になり、パルス状に発光する。
As described above, the light emitting diode 21 is turned on or off according to the level of the input signal of the inverter 22, and emits light in a pulsed manner.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
構成では、発光の応答速度を速くすることが困難である
という問題点を有している。
However, the above-described conventional configuration has a problem that it is difficult to increase the response speed of light emission.

【0010】すなわち、発光ダイオード21がオフ状態
にあるとき、回路の時定数をτとすると、τは次式によ
って与えられる。
That is, when the time constant of the circuit is τ when the light emitting diode 21 is in the off state, τ is given by the following equation.

【0011】τ ≒Cj ×(1/R24+1/R25-1 ここで、τは発光ダイオード21の接合容量である。Τ ≒ C j × (1 / R 24 + 1 / R 25 ) -1 where τ is a junction capacitance of the light emitting diode 21.

【0012】τを小さくすると、応答性が良くなる。こ
のため、R24またはR25を小さくすればよい。ところ
が、R24を小さくすると、消費電流が増大し、R25を小
さくすると、VOFF が低下する。したがって、消費電流
を増大させることなく、しかも、VOFF を低下させるこ
となく、発光の応答速度を速くすることが困難であると
いう問題点を有している。
When τ is reduced, the response is improved. Therefore, R 24 or R 25 may be reduced. However, when R 24 is reduced, the current consumption increases, and when R 25 is reduced, V OFF decreases. Therefore, there is a problem that it is difficult to increase the response speed of light emission without increasing current consumption and without reducing V OFF .

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明の発光素子の駆動
回路は、上記の課題を解決するために、ダイオードおよ
び抵抗が直列接続されており、その両端に発光素子を接
続し、入力信号の電圧レベルに応じて、ダイオードをオ
ンまたはオフにすることにより、発光素子の両端のバイ
アス電圧をハイレベルまたはローレベルに制御して発光
をオンまたはオフにする発光素子の駆動回路において、
上記のダイオードは複数の直列接続されたダイオードか
ら構成されていることを特徴としている。
In order to solve the above-mentioned problems, a light emitting element driving circuit according to the present invention has a diode and a resistor connected in series. In a light emitting element driving circuit that turns on or off a diode in accordance with a voltage level to control a bias voltage between both ends of the light emitting element to a high level or a low level to turn on or off light emission,
The above-mentioned diode is characterized by being constituted by a plurality of diodes connected in series.

【0014】[0014]

【作用】上記の構成により、ダイオードおよび抵抗が直
列接続されており、その両端に発光素子を接続し、入力
信号の電圧レベルに応じて、ダイオードをオンまたはオ
フにすることにより、発光素子の両端のバイアス電圧を
ハイレベルまたはローレベルに制御して発光をオンまた
はオフにする発光素子の駆動回路において、上記のダイ
オードを複数の直列接続されたダイオードで構成してい
るので、発光をオフにしたときのバイアス電圧を低下さ
せることなく、上記の抵抗の抵抗値を小さく設定でき
る。これにより、回路の時定数を小さくできるので、発
光素子の発光を高速にオンまたはオフすることができ
る。
According to the above arrangement, the diode and the resistor are connected in series, the light emitting element is connected to both ends thereof, and the diode is turned on or off according to the voltage level of the input signal. In the driving circuit of the light emitting element which turns on or off the light emission by controlling the bias voltage to the high level or the low level, the light emission is turned off because the diode is constituted by a plurality of diodes connected in series. The resistance value of the above resistor can be set small without lowering the bias voltage at that time. Thus, the time constant of the circuit can be reduced, so that light emission of the light emitting element can be turned on or off at high speed.

【0015】[0015]

【実施例】本発明の一実施例について図1に基づいて説
明すれば、以下の通りである。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.

【0016】本実施例の発光ダイオード1(発光素子)
のドライブ回路は、発光ダイオード1にバイアス電圧を
印加するバイアス回路10と、入力信号に応じてバイア
ス電圧を制御するインバーター2から構成されている。
Light-emitting diode 1 (light-emitting element) of the present embodiment
The drive circuit comprises a bias circuit 10 for applying a bias voltage to the light emitting diode 1 and an inverter 2 for controlling the bias voltage according to an input signal.

【0017】上記のバイアス回路10は、電圧Vccの電
源側からダイオード7、ショットキー・バリアー・ダイ
オード8、抵抗5、4、6を直列に接続した構成になっ
ており、抵抗6がグランドに接続されている。抵抗4と
6の接続点Bにはインバーター2の出力端子が接続され
ている。発光ダイオード1は、電源と、抵抗5と4の接
続点とに接続される。
The bias circuit 10 has a configuration in which a diode 7, a Schottky barrier diode 8, and resistors 5, 4, and 6 are connected in series from the power supply side of the voltage Vcc, and the resistor 6 is connected to the ground. Have been. The output terminal of the inverter 2 is connected to a connection point B between the resistors 4 and 6. The light emitting diode 1 is connected to a power supply and a connection point between the resistors 5 and 4.

【0018】上記の構成において、ショットキー・バリ
アー・ダイオード8とダイオード7は、インバーター2
の入力信号がローレベルであるとき、発光ダイオード1
の両端に順方向にかかるバイアス電圧の低下を防止する
ために設けられている。
In the above configuration, the Schottky barrier diode 8 and the diode 7 are connected to the inverter 2
When the input signal is low, the light emitting diode 1
Are provided to prevent a decrease in bias voltage applied in the forward direction.

【0019】インバーター2の入力信号がローレベルで
あるとき、接続点Bで電圧はハイレベルとなる。このと
き、発光ダイオード1はオフ状態となり、発光しない。
発光ダイオード1の両端に順方向に印加される電圧をV
OFF すると、VOFF は次の式(1)および(2)によっ
て与えられる。
When the input signal of the inverter 2 is at a low level, the voltage at the connection point B is at a high level. At this time, the light emitting diode 1 is turned off and does not emit light.
The voltage applied to both ends of the light emitting diode 1 in the forward direction is V
When turned off , V OFF is given by the following equations (1) and (2).

【0020】 VOFF ≒(VD1+VD2)+b’×(VCC−VBH−(VD1+VD2))…(1) b’=R5 /(R4 +R5 ) …(2) ここで、VD1、VD2はそれぞれショットキー・バリアー
・ダイオード8、ダイオード7の両端の電圧であり、V
BHは接続点Bの電圧である。また、R4 、R5 はそれぞ
れ抵抗4、5の抵抗値である。
V OFF ≒ (V D1 + V D2 ) + b ′ × (V CC −V BH − (V D1 + V D2 )) (1) b ′ = R 5 / (R 4 + R 5 ) (2) Here And V D1 and V D2 are voltages across Schottky barrier diode 8 and diode 7, respectively.
BH is the voltage at node B. R 4 and R 5 are resistance values of the resistors 4 and 5, respectively.

【0021】一方、インバーター2の入力信号がハイレ
ベルであるとき、接続点Bの電圧はローレベルとなる。
このとき、発光ダイオード1がオン状態となり、発光す
る。
On the other hand, when the input signal of the inverter 2 is at a high level, the voltage at the connection point B is at a low level.
At this time, the light emitting diode 1 is turned on and emits light.

【0022】発光ダイオード1に流れる順方向の電流を
ONとすると、IONは次式によって与えられる。
Assuming that a forward current flowing through the light emitting diode 1 is I ON , I ON is given by the following equation.

【0023】 ION ≒(VCC−VBL−V’)/R4 …(3) V’=a’×VON−c’×(VD1+VD2) …(4) c’=R4 /R5 …(5) a’=(R4 +R5 )/R5 …(6) ここで、VONは発光ダイオード1の両端に順方向に印加
される電圧であり、VBLは接続点Bの電圧である。
I ON ≒ (V CC −V BL −V ′) / R 4 (3) V ′ = a ′ × V ON −c ′ × (V D1 + V D2 ) (4) c ′ = R 4 / R 5 (5) a ′ = (R 4 + R 5 ) / R 5 (6) where V ON is a voltage applied to both ends of the light emitting diode 1 in the forward direction, and V BL is a connection point. B voltage.

【0024】以上のように、インバーター2の入力信号
のレベルに応じて、発光ダイオード1はオンまたはオフ
状態になり、パルス状に発光する。
As described above, the light emitting diode 1 is turned on or off according to the level of the input signal of the inverter 2, and emits light in a pulsed manner.

【0025】ここで、本実施例のショットキー・バリア
ー・ダイオード8を有するドライブ回路と、従来のドラ
イブ回路とで、応答速度を比較する。
Here, the response speed of the drive circuit having the Schottky barrier diode 8 of this embodiment and the response speed of the conventional drive circuit will be compared.

【0026】従来のドライブ回路は、本実施例のドライ
ブ回路のショットキー・バリアー・ダイオード8をショ
ートした回路に相当するから、この場合の発光ダイオー
ド1の両端に順方向に印加される電圧および発光ダイオ
ード1に流れる順方向の電流、VOFF ’、ION’は、そ
れぞれ、式(1)、式(2)のVD1を0と置けば、得ら
れる。
Since the conventional drive circuit corresponds to a circuit in which the Schottky barrier diode 8 of the drive circuit of the present embodiment is short-circuited, the voltage applied to both ends of the light emitting diode 1 in this case and the light emission are applied. The forward currents V OFF ′ and I ON ′ flowing through the diode 1 can be obtained by setting V D1 in Expressions (1) and (2) to 0, respectively.

【0027】これらのドライブ回路において、発光ダイ
オード1の両端に順方向に印加される電圧および発光ダ
イオード1に流れる順方向の電流を同一になるように、
発光ダイオード1を駆動した場合、すなわち、 VOFF =VOFF ’ ION =ION’ を満たすように駆動した場合、 R4 =R4 ’ に設定すると、 R5 <R5 ’ が常に成り立つ。ここで、R4 ’、R5 ’はそれぞれシ
ョットキー・バリアー・ダイオード8をショートした場
合の抵抗4、5の抵抗値である。
In these drive circuits, the voltage applied to both ends of the light emitting diode 1 in the forward direction and the forward current flowing through the light emitting diode 1 are made equal.
When the light emitting diode 1 is driven, that is, when it is driven so as to satisfy V OFF = V OFF 'I ON = I ON ', when R 4 = R 4 ', R 5 <R 5 ' always holds. Here, R 4 ′ and R 5 ′ are the resistance values of the resistors 4 and 5 when the Schottky barrier diode 8 is short-circuited, respectively.

【0028】したがって、本実施例のショットキー・バ
リアー・ダイオード8を有するドライブ回路によれば、
ショットキー・バリアー・ダイオード8を有しないドラ
イブ回路と比較して、VOFF を低下させることなく、R
5 を小さくできる。すなわち、時定数を短くできる。こ
れにより、応答速度が速くなる。また、発光ダイオード
1の接合容量が大きくなっても、従来よりも速い応答速
度が得られる。なお、発光の応答性を改善する上で、シ
ョットキー・バリアー・ダイオード8を使用することが
望ましいが、通常のダイオードを使用してもかまわな
い。
Therefore, according to the drive circuit having the Schottky barrier diode 8 of this embodiment,
Compared to having no drive circuit Schottky barrier diode 8, without reducing the V OFF, R
5 can be made smaller. That is, the time constant can be shortened. Thereby, the response speed increases. Further, even if the junction capacitance of the light emitting diode 1 is increased, a faster response speed than before can be obtained. In order to improve the responsiveness of light emission, it is desirable to use the Schottky barrier diode 8, but a normal diode may be used.

【0029】また、抵抗4に並列に、いわゆるスピード
アップコンデンサーを接続すれば、発光ダイオード1を
さらに高速駆動できる。
If a so-called speed-up capacitor is connected in parallel with the resistor 4, the light emitting diode 1 can be driven at a higher speed.

【0030】さらに、ドライブ回路をリードフレームを
用いて製造する場合、P型半導体基板を使用した発光ダ
イオード1を電源端子に接続されたフレーム部にダイボ
ンディングすれば、3端子(電源端子、グランド端子お
よび入力端子)のパッケージにドライブ回路と発光ダイ
オード1を収容することができる。これにより、安価で
コンパクトな発光ダイオード1付きのドライブ回路用I
C(集積回路)を実現できる。
Further, when a drive circuit is manufactured using a lead frame, if the light emitting diode 1 using a P-type semiconductor substrate is die-bonded to a frame portion connected to a power supply terminal, three terminals (power supply terminal, ground terminal) are provided. The drive circuit and the light emitting diode 1 can be accommodated in a package of the input terminal and the input terminal. As a result, an inexpensive and compact drive circuit I with a light emitting diode 1 is provided.
C (integrated circuit) can be realized.

【0031】以上の実施例では、発光素子として発光ダ
イオード1を挙げて説明したが、レーザーダイオード等
にも本発明を応用できる。
In the above embodiment, the light emitting diode 1 is described as the light emitting element. However, the present invention can be applied to a laser diode or the like.

【0032】[0032]

【発明の効果】本発明の発光素子の駆動回路は、以上の
ように、ダイオードは複数の直列接続されたダイオード
から構成されているので、発光をオフにしたときのバイ
アス電圧を低下させることなく、上記の抵抗の抵抗値を
小さく設定できる。これにより、回路の時定数を小さく
できるので、発光素子の発光を高速にオンまたはオフす
ることができるという効果を奏する。
As described above, in the light emitting element driving circuit of the present invention, since the diode is constituted by a plurality of diodes connected in series, it is possible to reduce the bias voltage when light emission is turned off. The resistance value of the above resistor can be set small. As a result, the time constant of the circuit can be reduced, so that light emission of the light emitting element can be turned on or off at high speed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る発光ダイオードの駆動回路の回路
図である。
FIG. 1 is a circuit diagram of a light emitting diode driving circuit according to the present invention.

【図2】従来の発光ダイオードの駆動回路の回路図であ
る。
FIG. 2 is a circuit diagram of a conventional light emitting diode driving circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 発光ダイオード(発光素子) 2 インバーター2 5 抵抗 7 ダイオード 8 ショットキー・バリアー・ダイオード DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light emitting diode (light emitting element) 2 Inverter 2 5 Resistance 7 Diode 8 Schottky barrier diode

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 33/00 H01S 5/00 - 5/50 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 33/00 H01S 5/00-5/50

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】ダイオードおよび抵抗が直列接続されてお
り、その両端に発光素子を接続し、入力信号の電圧レベ
ルに応じて、ダイオードをオンまたはオフにすることに
より、発光素子の両端のバイアス電圧をハイレベルまた
はローレベルに制御して発光をオンまたはオフにする発
光素子の駆動回路において、 上記のダイオードは複数の直列接続されたダイオードか
ら構成されていることを特徴とする発光素子の駆動回
路。
A diode and a resistor are connected in series, a light emitting element is connected to both ends thereof, and the diode is turned on or off in accordance with a voltage level of an input signal, thereby providing a bias voltage at both ends of the light emitting element. A high-level or low-level light emitting element drive circuit for turning light emission on or off, wherein the diode is composed of a plurality of serially connected diodes. .
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