JP4337339B2 - 発光ダイオード駆動回路 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発光ダイオード（以下、ＬＥＤという）を定電流駆動する発光ダイオード駆動回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、発光ダイオード駆動回路としては、図１５および図１７に示すものが知られている。
図１５に示すＬＥＤ駆動回路１０１は、直流電源Ｖcc、抵抗Ｒ１０１、トランジスタＱ１０１から構成されている。図１６に示すように、外部からＡ点に入力されるパルス信号がローレベルになりＬＥＤ１０１が消灯している場合には、ＬＥＤ１０１の駆動電流を遮断することができるため、高効率駆動が可能になるといった利点を有している。
【０００３】
また、図１７に示すＬＥＤ駆動回路１０２は、直流電源Ｖcc、カレントミラー回路からなる定電流源（トランジスタＱ１０２，Ｑ１０３）、トランジスタＱ１０４から構成されている。このＬＥＤ駆動回路１０２を複数設け、同一光度ランクのＬＥＤ１０２をそれぞれに実装した場合、ＬＥＤ１０２毎の順方向電圧ＶF がバラついても、明るさはバラつかないといった利点を有している。
【０００４】
なお、ＬＥＤ駆動回路としては、特許文献１に記載された回路が報告されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平６−２０９１２３
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１５に示すＬＥＤ駆動回路１０１を複数設けた場合、ＬＥＤ１０１の順方向電圧ＶF がバラつくことにより、順方向電流ＩF が変動して動作点が異なるため、ＬＥＤ１０１毎に明るさが異なる可能性が高いといった問題があった。
【０００７】
また、図１７に示すＬＥＤ駆動回路１０２では、図１８に示すように、外部からＢ点に入力されるパルス信号がハイレベルになりＬＥＤ１０２が消灯していても、定電流がトランジスタＱ１０４に流れるため、電源効率が低下するといった問題があった。
このため、定電流回路を用いて高効率に動作可能なＬＥＤ駆動回路の実現が要望されていた。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的としては、発光ダイオードの明度が安定し、かつ、電源効率の向上に寄与することができる発光ダイオード駆動回路を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、上記課題を解決するため、発光ダイオードに所定の符号および大きさの温度係数を有する定電流を供給する定電流回路と、直列に接続される前記発光ダイオードおよび前記定電流回路に、直列に接続して外部からのパルス信号に応じて前記定電流回路の動作をオンオフ制御するスイッチング素子と、を備えた発光ダイオード駆動回路であって、前記定電流回路は、電流源としてのカレントミラー回路と、前記カレントミラー回路に起動電流を流して前記カレントミラー回路を起動するための起動抵抗と、前記カレントミラー回路が起動されて前記カレントミラー回路から生成された電流を受けて基準電圧を生成するとともに負の温度係数を有する定電流を生成する基準電圧回路と、前記基準電圧回路から生成された定電流を受けて所定の符号および大きさの温度係数を有する定電流を生成するバンドギャップ回路と、を有し、前記カレントミラー回路に流れる前記起動電流は、前記起動抵抗には流れ、前記基準電圧回路および前記バンドギャップ回路には流れないことを要旨とする。
【００１４】
請求項２記載の発明は、上記課題を解決するため、前記定電流回路において、前記カレントミラー回路は、ＰＮＰ型の第１および第２のトランジスタを有し、エミッタが共通接続され、ベースが共通接続され、さらに第２のトランジスタのベース−コレクタが接続され、前記基準電圧回路は、ＮＰＮ型の第３および第４のトランジスタを有し、ベースが共通接続され、前記第１のトランジスタのコレクタと第３のトランジスタのコレクタおよびベースが接続され、前記第２のトランジスタのコレクタと第４のトランジスタのコレクタが接続され、第３のトランジスタのエミッタが直列に接続されるｍ個のダイオードの第１のダイオードのアノードに接続され、第４のトランジスタのエミッタが第１の抵抗の他端に接続され、前記バンドギャップ回路は、ＮＰＮ型の第５および第６のトランジスタを有し、ベースが共通接続され、前記第１の抵抗の一端と第５のトランジスタのコレクタおよびベースが接続され、前記第２のトランジスタのエミッタと第６のトランジスタのコレクタが接続され、第５のトランジスタのエミッタが第３の抵抗の他端に接続され、第６のトランジスタのエミッタが第３の抵抗の一端に接続されるとともに前記直列に接続されるｍ個のダイオードの第ｍダイオードのカソードに接続され、前記起動抵抗は、前記第２のトランジスタのベースと前記第３の抵抗の一端との間に接続されていることを要旨とする。
【００１６】
請求項３記載の発明は、上記課題を解決するため、前記バンドギャップ回路に設けられた第６のトランジスタは、マルチエミッタを有することを要旨とする。
【００１７】
請求項４記載の発明は、上記課題を解決するため、前記第１の抵抗および第３の抵抗は、前記第４のトランジスタおよび第５のトランジスタに流れる電流を制限するとともに前記第６のトランジスタに流れる電流の温度係数を調整することを要旨とする。
【００１８】
請求項５記載の発明は、上記課題を解決するため、前記スイッチング素子は、バイポーラトランジスタ、ＦＥＴ、ＩＧＢＴの何れか１つからなる半導体スイッチング素子であることを要旨とする。
【００１９】
請求項６記載の発明は、上記課題を解決するため、半導体集積回路としてモノリシック形成されることを要旨とする。
【００２２】
請求項７記載の発明は、上記課題を解決するため、発光ダイオードに所定の符号および大きさの温度係数を有する定電流を供給する定電流回路を備え、前記発光ダイオードと前記定電流回路を直列に接続してなる発光ダイオード駆動回路であって、前記定電流回路は、電流源としてのカレントミラー回路と、前記カレントミラー回路に起動電流を流して前記カレントミラー回路を起動するための起動抵抗と、前記カレントミラー回路が起動されて前記カレントミラー回路から生成された電流を受けて基準電圧を生成するとともに負の温度係数を有する定電流を生成する基準電圧回路と、前記基準電圧回路から生成された定電流を受けて所定の符号および大きさの温度係数を有する定電流を生成するバンドギャップ回路と、を有し、前記カレントミラー回路に流れる前記起動電流は、前記起動抵抗には流れ、前記基準電圧回路および前記バンドギャップ回路には流れないことを要旨とする。
【００２３】
請求項８記載の発明は、上記課題を解決するため、半導体集積回路としてモノリシック形成されることを要旨とする。
【００４１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。なお、請求項１乃至請求項８の発明に対応する発明の実施の形態は、（第１の実施の形態）〜（第３の実施の形態）に記載されており、これらの実施例以外の実施例は参考である。
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路１１の構成を示す図である。
【００４２】
図１に示すように、ＬＥＤ駆動回路１１は、ＬＥＤ１に正の温度係数を有する定電流を供給する定電流回路１３と、直列に接続されるＬＥＤ１および定電流回路１３に、直列に接続して外部からのパルス信号に応じて定電流回路１３の動作をオンオフ制御するスイッチング素子Ｑ７とから構成されている。
詳しくは、定電流回路１３は、電流源としてのカレントミラー回路１５と、カレントミラー回路１５を起動するための起動抵抗Ｒ２と、カレントミラー回路から生成された電流を受けて正の温度係数を有する定電流を生成するバンドギャップ回路１７とから構成されている。
【００４３】
さらに、第１抵抗Ｒ１は、第４トランジスタＱ４に流れる電流を制限するために設けられている。
定電流回路１３において、カレントミラー回路１５は、ＰＮＰ型の第１のトランジスタＱ１および第２のトランジスタＱ２を有し、エミッタが共通接続され、ベースが共通接続され、さらに第２のトランジスタＱ２のベース−コレクタが接続されている。また、バンドギャップ回路１７は、ＮＰＮ型の第３のトランジスタＱ３および第４のトランジスタＱ４を有し、ベースが共通接続され、第１のトランジスタＱ１のコレクタと第３のトランジスタＱ３のコレクタおよびベースが接続され、第２のトランジスタＱ２のコレクタと第４のトランジスタＱ４のコレクタが接続され、第３のトランジスタＱ３のエミッタが第１の抵抗Ｒ１の一端に接続され、第４のトランジスタＱ４のエミッタが第１の抵抗Ｒ１の他端に接続されている。さらに、起動抵抗Ｒ２は、第２のトランジスタＱ２のベースと第１の抵抗Ｒ１の一端との間に接続されている。
【００４４】
次に、図２〜図４を参照して、本発明の本実施の形態に係わるＬＥＤ駆動回路１１の動作について説明する。なお、時刻ｔは図２に示すそれぞれのタイミングである。
いま、時刻ｔ０において、ＬＥＤ駆動回路１１に直流電源Ｖccが印加されており、スイッチング素子Ｑ７のベース電圧がローレベル状態にあることとして説明を始める。
【００４５】
このとき、スイッチング素子Ｑ７はオフ状態になっているので、ＬＥＤ１および定電流回路１３には電流が流れていない。すなわち、順方向電流ＩF ＝０となっている。
次に、時刻ｔ１において、スイッチング素子Ｑ７のベース電圧がローレベルからハイレベルに切り替わると、スイッチング素子Ｑ７はオフ状態からオン状態に切り替わり、スイッチング素子Ｑ７のコレクタ−エミッタ間が導通して図１に示すＤ点の電圧がほぼＧＮＤレベルになる。
【００４６】
図１に示すＤ点の電圧がほぼＧＮＤレベルになると、まず、直流電源ＶccからＬＥＤ１のアノード、カソード、第２トランジスタＱ２のエミッタからベース、起動抵抗Ｒ２、スイッチング素子Ｑ７のコレクタからエミッタを経由して起動電流が流れ、容易に起動できるようになる。なお、起動抵抗Ｒ２がＭΩオーダーの抵抗値を有するため、起動電流はμＡオーダーの値となる。
【００４７】
この起動電流に応じて図１に示すＣ点のベース電圧が降下し、第１および第２トランジスタＱ１，Ｑ２がオンする。
なお、定電流回路１３に設けられているトランジスタＱ１〜Ｑ４のうち第１および第２トランジスタＱ１，Ｑ２のみがオンするような最小の直流電源Ｖccの電圧を、図３に示すように、Ｖcc1 とすると、
【数１】
となる。
【００４８】
さらに、第１および第２トランジスタＱ１，Ｑ２がオンすると、第３および第４トランジスタＱ３，Ｑ４のベースからエミッタに向かって電流が流れ、第３および第４トランジスタＱ３，Ｑ４がオンする。
この結果、直流電源ＶccからＬＥＤ１のアノード、カソード、第１トランジスタＱ１のエミッタからコレクタ、第３トランジスタＱ３のコレクタからエミッタ、スイッチング素子Ｑ７のコレクタからエミッタを経由して電流Ｉ1 が流れる。同時に、直流電源ＶccからＬＥＤ１のアノード、カソード、第２トランジスタＱ２のエミッタからコレクタ、第４トランジスタＱ４のコレクタからエミッタ、第１抵抗Ｒ１、スイッチング素子Ｑ７のコレクタからエミッタを経由して電流Ｉ2 が流れる。
【００４９】
なお、定電流回路１３に設けられているトランジスタＱ１〜Ｑ４の全てがオンしてＬＥＤ１のＩF が一定になるような最小の直流電源Ｖccの電圧を、図３に示すように、Ｖcc2 とすると、
【数２】
となる。
【００５０】
上述したように、第１および第２トランジスタＱ１，Ｑ２は、カレントミラー回路１５を構成しており、さらに、カレントミラー回路１５は半導体集積回路としてモノリシック形成されているので、同一セルにて形成されている第１および第２トランジスタＱ１，Ｑ２にそれぞれ流れる電流Ｉ1 ，Ｉ2 は等しくなる。
【００５１】
【数３】
Ｉ1 ＝Ｉ2 （３）
従って、ＬＥＤ１に流れる順方向電流ＩF は、
【数４】
ＩF ＝Ｉ1 ＋Ｉ2 （４）
となる。
【００５２】
すなわち、第４トランジスタＱ４のエミッタにマルチエミッタを採用しているので、第１抵抗Ｒ１を調整することで、Ｉ1 ＝Ｉ2 となり、さらに、第１および第２トランジスタＱ１，Ｑ２が同一セルにて形成されているので、
【数５】
Ｉ1 ＝Ｉ2 ＝０．５×ＩF （５）
となる。
【００５３】
また、第４トランジスタＱ４の１個あたりのエミッタ面積Ｓ（Ｑ４）と、第３トランジスタＱ３のエミッタ面積Ｓ（Ｑ３）は、それぞれ同一セルにて形成されているので、第４トランジスタＱ４のセル数をｎとすると、
【数６】
Ｓ（Ｑ４）＝ｎ・Ｓ（Ｑ３） （６）
となる。
【００５４】
ここで、第３トランジスタＱ３のベース・エミッタ間の電圧降下ＶBE（Ｑ３）＝ＶBE（Ｑ４）＋Ｉ2×Ｒ１の関係が成り立つことから、
【数７】
となる。
【００５５】
（７）式を解くと、電流Ｉ1 ，Ｉ2 、ＬＥＤ１の順方向電流ＩF をそれぞれ求めることができる。
なお、バンドギャップ回路１７により発生する順方向電流ＩFは、図４に示すように、ジャンクション温度Ｔjの上昇にともない増加する。
【００５６】
このように、時刻ｔ１において、スイッチング素子Ｑ７のベース電圧がローレベルからハイレベルに切り替わると、スイッチング素子Ｑ７はオフ状態からオン状態に切り替わり、スイッチング素子Ｑ７のコレクタ−エミッタ間が導通して図１に示すＤ点の電圧がほぼＧＮＤレベルになる。この結果、ＬＥＤ１に上述した定電流の順方向電流ＩF が生じるので、ＬＥＤ１が点灯する。
【００５７】
次に、時刻ｔ２において、スイッチング素子Ｑ７のベース電圧がハイレベルからローレベルに切り替わると、スイッチング素子Ｑ７はオン状態からオフ状態に切り替わり、スイッチング素子Ｑ７のコレクタ−エミッタ間が非導通となり図１に示すＤ点の電圧が直流電源Ｖccレベルになる。この結果、ＬＥＤ１の順方向電流ＩF ＝０になり、ＬＥＤ１が消灯する。
【００５８】
（変形例１）
図５は、本発明の第１の実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路１１の変形例１の構成を示す図である。
本変形例の特徴は、カレントミラー回路１６として、図１に示すカレントミラー回路１５の第１および第２トランジスタＱ１，Ｑ２を構成するＰＮＰ型トランジスタＱ１〜Ｑ２のエミッタに抵抗Ｒ１１,Ｒ１２を直列に接続し、バンドギャップ回路１８として、バンドギャップ回路１７の第３および第４トランジスタＱ３，Ｑ４を構成するＮＰＮ型トランジスタＱ３〜Ｑ４のエミッタに抵抗Ｒ１３，Ｒ１４を直列に接続することにある。
なお、図５に示すトランジスタのエミッタに抵抗を接続するという構成は、後述する図６，７，１０に示すトランジスタについても適用できる。
【００５９】
このように、トランジスタＱ１〜Ｑ４のエミッタに抵抗を直列に接続することで、直流電源Ｖccの電圧変動に起因してトランジスタに生じるアーリー効果を抑制することができるとともに、電流Ｉ1 とＩ2 の比で表す電流バランスを調整することもでき、この結果、直流電源Ｖccの電圧変動に影響されにくい定電流回路を構成することができる。
【００６０】
（変形例２）
図６は、本発明の第１の実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路１１の変形例２の構成を示す図である。
本変形例の特徴は、カレントミラー回路１９として、図１に示すカレントミラー回路１５の第１および第２トランジスタＱ１，Ｑ２を構成するＰＮＰ型トランジスタに代わって、Ｐｃｈ−ＭＯＳＦＥＴを用いたことにあり、応答速度を向上することができる。
【００６１】
本実施の形態における効果は、外部からのパルス信号に応じてスイッチング素子Ｑ７により定電流回路１４の動作をオン制御された場合、起動抵抗Ｒ２によりカレントミラー回路１９を起動して電流を生成し、カレントミラー回路１９から生成された電流をバンドギャップ回路１７が受けて正の温度係数を有する定電流を生成し、スイッチング素子Ｑ７と定電流回路１４に直列に接続したＬＥＤ１に供給するので、上述した従来のＬＥＤ駆動回路１０１，１０２と比較して、ＬＥＤ１の明度が安定し、かつ、電源効率の向上に寄与することができる。
【００６２】
なお、本実施の形態においては、スイッチング素子Ｑ７を設けておき、外部からのパルス信号に応じてスイッチング素子Ｑ７により定電流回路１４の動作をオン制御するように構成したが、本発明はこのような場合に限定するものではなく、スイッチング素子Ｑ７を構成上から削除してもよい。すなわち、直列に接続されているＬＥＤ１と定電流回路１４に直流電源が加わった場合、起動抵抗Ｒ２によりカレントミラー回路１９を起動して電流を生成し、カレントミラー回路１９から生成された電流をバンドギャップ回路１７が受けて正の温度係数を有する定電流を生成し、定電流回路１４に直列に接続したＬＥＤ１に供給するので、上述した従来のＬＥＤ駆動回路１０１，１０２と比較して、ＬＥＤ１の明度が安定し、かつ、電源効率の向上に寄与することができる。
【００６３】
（第２の実施の形態）
図７は、本発明の第２の実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路２１の構成を示す図である。
図７に示すように、ＬＥＤ駆動回路２１は、ＬＥＤ１に負の温度係数を有する定電流を供給する定電流回路２３と、直列に接続されるＬＥＤ１および定電流回路２３に、直列に接続して外部からのパルス信号に応じて定電流回路２３の動作をオンオフ制御するスイッチング素子Ｑ７とから構成されている。
【００６４】
詳しくは、定電流回路２３は、電流源としてのカレントミラー回路１５と、カレントミラー回路１５を起動するための起動抵抗Ｒ２と、カレントミラー回路１５から生成された電流を受けて基準電圧を生成するとともに負の温度係数を有する定電流を生成する基準電圧回路２７とから構成されている。
なお、カレントミラー回路１５は、第１の実施の形態において説明したので、その説明を省略する。
【００６５】
上述した定電流回路２３において、カレントミラー回路１５は、ＰＮＰ型の第１のトランジスタＱ１および第２のトランジスタＱ２を有し、エミッタが共通接続され、ベースが共通接続され、さらに第２のトランジスタＱ２のベース−コレクタが接続されている。基準電圧回路２７は、ＮＰＮ型の第３のトランジスタＱ３および第４のトランジスタＱ４を有し、ベースが共通接続され、第１のトランジスタＱ１のコレクタと第３のトランジスタＱ３のコレクタおよびベースが接続され、第２のトランジスタＱ２のコレクタと第４のトランジスタＱ４のコレクタが接続され、第３のトランジスタＱ３のエミッタが少なくとも１つ以上のダイオードＤ１〜Ｄｍを介して第１の抵抗Ｒ１の一端に接続され、第４のトランジスタＱ４のエミッタが第１の抵抗Ｒ１の他端に接続されている。さらに、起動抵抗Ｒ２は、第２のトランジスタＱ２のベースと第１の抵抗Ｒ１の一端との間に接続されている。
【００６６】
次に、図８〜図９を参照して、本発明の本実施の形態に係わるＬＥＤ駆動回路２１の動作について説明する。なお、時刻ｔは図２に示すそれぞれのタイミングである。
いま、時刻ｔ０において、ＬＥＤ駆動回路２１に直流電源Ｖccが印加されており、スイッチング素子Ｑ７のベース電圧がローレベル状態にあることとして説明を始める。
このとき、スイッチング素子Ｑ７はオフ状態になっているので、ＬＥＤ１および定電流回路２３には電流が流れていない。すなわち、順方向電流ＩF ＝０となっている。
【００６７】
次に、時刻ｔ１において、スイッチング素子Ｑ７のベース電圧がローレベルからハイレベルに切り替わると、スイッチング素子Ｑ７はオフ状態からオン状態に切り替わり、スイッチング素子Ｑ７のコレクタ−エミッタ間が導通して図７に示すＤ点の電圧がほぼＧＮＤレベルになる。
図７に示すＤ点の電圧がほぼＧＮＤレベルになると、まず、直流電源ＶccからＬＥＤ１のアノード、カソード、第２トランジスタＱ２のエミッタからベース、起動抵抗Ｒ２、スイッチング素子Ｑ７のコレクタからエミッタを経由して起動電流が流れ、容易に起動できるようになる。この起動電流に応じて図７に示すＣ点のベース電圧が降下し、第１および第２トランジスタＱ１，Ｑ２がオンする。
【００６８】
なお、定電流回路２３に設けられているトランジスタＱ１〜Ｑ４のうち第１および第２トランジスタＱ１，Ｑ２のみがオンするような最小の直流電源Ｖccの電圧を、図８に示すように、Ｖcc1 とすると、上述した（１）式と同様になる。
【００６９】
さらに、第１および第２トランジスタＱ１，Ｑ２がオンすると、第４トランジスタＱ４のベースからエミッタに向かって電流が流れ、第４トランジスタＱ４がオンする。
この結果、直流電源ＶccからＬＥＤ１のアノード、カソード、第２トランジスタＱ２のエミッタからコレクタ、第４トランジスタＱ４のコレクタからエミッタ、スイッチング素子Ｑ７のコレクタからエミッタを経由して電流Ｉ2 が流れる。
【００７０】
同時に、直流電源ＶccからＬＥＤ１のアノード、カソード、第１トランジスタＱ１のエミッタからコレクタ、第３トランジスタＱ３のコレクタからエミッタ、ダイオードＤ１〜Ｄｍ、スイッチング素子Ｑ７のコレクタからエミッタを経由して電流Ｉ1 が流れる。
【００７１】
なお、定電流回路２３に設けられているトランジスタＱ１〜Ｑ４の全てがオンしてＬＥＤ１のＩF が一定になるような最小の直流電源Ｖccの電圧を、図８に示すように、Ｖcc2 とすると、
【数８】
となる。
【００７２】
上述したように、第１および第２トランジスタＱ１，Ｑ２は、カレントミラー回路１５を構成しており、さらに、カレントミラー回路１５は半導体集積回路としてモノリシック形成されているので、同一セルにて形成されている第１および第２トランジスタＱ１，Ｑ２にそれぞれ流れる電流Ｉ1 ，Ｉ2 は等しくなる。
【００７３】
【数９】
Ｉ1 ＝Ｉ2 （９）
従って、ＬＥＤ１に流れる順方向電流ＩF は、
【数１０】
ＩF ＝Ｉ1 ＋Ｉ2 （１０）
となる。
【００７４】
また、第４トランジスタＱ４のエミッタに接続されている第１抵抗Ｒ１による電圧降下は、第３トランジスタＱ３のエミッタに接続されているダイオードＤ１〜Ｄｍによる電圧降下と同一になるので、
【数１１】
Ｉ２＝（ｍ×ＶF ）／Ｒ１ （１１）
となる。
なお、ダイオードＤｍの個数が多くなるに従って第１抵抗Ｒ１は、設定し易くなる。但し、起動抵抗Ｒ２に発生する起動電圧が高くなるので、直流電源Ｖccも高くなる。
【００７５】
さらに、第１および第２トランジスタＱ１，Ｑ２が同一セルにて形成されているので、Ｉ1＝Ｉ2となり、
【数１２】
Ｉ1 ＝Ｉ2 ＝０．５×ＩF （１２）
となる。
また、（１１）式を解くと、電流Ｉ1 ，Ｉ2 、ＬＥＤ１の順方向電流ＩF をそれぞれ求めることができる。
【００７６】
なお、基準電圧回路２７内のダイオードＤ１〜Ｄｍは、図９に示すように、ジャンクション温度Ｔjに対して順方向電流ＩF が減少する負の温度係数を有している。
【００７７】
このように、時刻ｔ１において、スイッチング素子Ｑ７のベース電圧がローレベルからハイレベルに切り替わると、スイッチング素子Ｑ７はオフ状態からオン状態に切り替わり、スイッチング素子Ｑ７のコレクタ−エミッタ間が導通して図７に示すＤ点の電圧がほぼＧＮＤレベルになる。この結果、ＬＥＤ１に上述した定電流の順方向電流ＩF が生じるので、ＬＥＤ１が点灯する。
【００７８】
次に、時刻ｔ２において、スイッチング素子Ｑ７のベース電圧がハイレベルからローレベルに切り替わると、スイッチング素子Ｑ７はオン状態からオフ状態に切り替わり、スイッチング素子Ｑ７のコレクタ−エミッタ間が非導通となり図７に示すＤ点の電圧が直流電源Ｖccレベルになる。この結果、ＬＥＤ１の順方向電流ＩF ＝０になり、ＬＥＤ１が消灯する。
なお、第１および第２トランジスタＱ１，Ｑ２は、同一セルにて形成されているので、上述した（１３）式のようにＩ1 ＝Ｉ2 としてあつかったが、
【数１３】
Ｑ１のエミッタ面積＜Ｑ２のエミッタ面積 （１３）
としてもよく、この場合、トランジスタＱ１，Ｑ２の面積比からＩ1 ＜Ｉ2 として扱ってもよい。
また、定電流回路２３を半導体集積回路としてモノリシック形成した場合、第１抵抗Ｒ１の抵抗値は正の温度係数を有することとなる。
【００７９】
本実施の形態における効果は、外部からのパルス信号に応じてスイッチング素子Ｑ７により定電流回路２３の動作をオン制御された場合、起動抵抗Ｒ２によりカレントミラー回路１５を起動して電流を生成し、カレントミラー回路１５から生成された電流を基準電圧回路２７により受けて基準電圧を生成するとともに負の温度係数を有する定電流を生成するので、従来のＬＥＤ駆動回路１０１，１０２と比較して、ＬＥＤの明度が安定し、かつ、電源効率の向上に寄与することができる。
【００８０】
なお、本実施の形態においては、スイッチング素子Ｑ７を設けておき、外部からのパルス信号に応じてスイッチング素子Ｑ７により定電流回路２３の動作をオン制御するように構成したが、本発明はこのような場合に限定するものではなく、スイッチング素子Ｑ７を構成上から削除してもよい。すなわち、直列に接続されているＬＥＤ１と定電流回路２３に直流電源が加わった場合、起動抵抗Ｒ２によりカレントミラー回路１５を起動して電流を生成し、カレントミラー回路１５から生成された電流を基準電圧回路２７により受けて基準電圧を生成するとともに負の温度係数を有する定電流を生成するので、従来のＬＥＤ駆動回路１０１，１０２と比較して、ＬＥＤの明度が安定し、かつ、電源効率の向上に寄与することができる。
【００８１】
（第３の実施の形態）
図１０は、本発明の第３の実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路３１の構成を示す図である。
図１０に示すように、ＬＥＤ駆動回路３１は、ＬＥＤ１に所定の符号および大きさの温度係数を有する定電流を供給する定電流回路３３と、直列に接続されるＬＥＤ１および定電流回路３３に、直列に接続して外部からのパルス信号に応じて定電流回路３３の動作をオンオフ制御するスイッチング素子Ｑ７とから構成されている。
【００８２】
詳しくは、定電流回路３３は、電流源としてのカレントミラー回路１５と、カレントミラー回路１５を起動するための起動抵抗Ｒ２と、カレントミラー回路１５から生成された電流を受けて基準電圧を生成するとともに負の温度係数を有する定電流を生成する基準電圧回路３５と、基準電圧回路３５から生成された定電流を受けて所定の符号および大きさの温度係数を有する定電流を生成するバンドギャップ回路３７とから構成されている。
【００８３】
また、第１の抵抗Ｒ１および第３の抵抗Ｒ３は、第４のトランジスタＱ４および第５のトランジスタＱ５に流れる電流を制限するとともに第６のトランジスタＱ６に流れる電流の温度係数を調整する。
【００８４】
次に、図１１〜図１２を参照して、本発明の本実施の形態に係わるＬＥＤ駆動回路３１の動作について説明する。なお、時刻ｔは図２に示すそれぞれのタイミングである。
いま、時刻ｔ０において、ＬＥＤ駆動回路３１に直流電源Ｖccが印加されており、スイッチング素子Ｑ７のベース電圧がローレベル状態にあることとして説明を始める。
このとき、スイッチング素子Ｑ７はオフ状態になっているので、ＬＥＤ１および定電流回路３３には電流が流れていない。すなわち、順方向電流ＩF ＝０となっている。
【００８５】
次に、時刻ｔ１において、スイッチング素子Ｑ７のベース電圧がローレベルからハイレベルに切り替わると、スイッチング素子Ｑ７はオフ状態からオン状態に切り替わり、スイッチング素子Ｑ７のコレクタ−エミッタ間が導通して図１０に示すＤ点の電圧がほぼＧＮＤレベルになる。
【００８６】
図１０に示すＤ点の電圧がほぼＧＮＤレベルになると、まず、直流電源ＶccからＬＥＤ１のアノード、カソード、第２トランジスタＱ２のエミッタからベース、起動抵抗Ｒ２、スイッチング素子Ｑ７のコレクタからエミッタを経由して起動電流が流れ、容易に起動できるようになる。なお、起動抵抗Ｒ２がＭΩオーダーの抵抗値を有するため、起動電流はμＡオーダーの値となる。
【００８７】
この起動電流に応じて図１０に示すＣ点のベース電圧が降下し、第１および第２トランジスタＱ１，Ｑ２がオンする。
さらに、第１および第２トランジスタＱ１，Ｑ２がオンすると、第３および第４トランジスタＱ３，Ｑ４のベースからエミッタに向かって電流が流れ、第３および第４トランジスタＱ３，Ｑ４がオンする。
【００８８】
この結果、直流電源ＶccからＬＥＤ１のアノード、カソード、第２トランジスタＱ２のエミッタからコレクタ、第４トランジスタＱ４のコレクタからエミッタ、第１抵抗Ｒ１、第５トランジスタＱ５のコレクタからエミッタ、第３抵抗Ｒ３、スイッチング素子Ｑ７のコレクタからエミッタを経由して電流Ｉ2 が流れる。
【００８９】
このとき、第５トランジスタＱ５がオンするので、同時に、第６トランジスタＱ６がオンし、直流電源ＶccからＬＥＤ１のアノード、カソード、第６トランジスタＱ６のコレクタからエミッタ、スイッチング素子Ｑ７のコレクタからエミッタを経由して電流Ｉ3 が流れる。
【００９０】
さらに、第３トランジスタＱ３がオンするので、直流電源ＶccからＬＥＤ１のアノード、カソード、第１トランジスタＱ１のエミッタからコレクタ、第３トランジスタＱ３のコレクタからエミッタ、ダイオードＤ１〜Ｄｍ、スイッチング素子Ｑ７のコレクタからエミッタを経由して電流Ｉ1 が流れる。
【００９１】
ここで、ＬＥＤ１に流れる順方向電流ＩF は、基準電圧回路３５とバンドギャップ回路３７とを流れる電流の総和となるため、
【数１４】
ＩF ＝Ｉ1 ＋Ｉ2 ＋Ｉ3 （１４）
となる。
【００９２】
上述したように、第１および第２トランジスタＱ１，Ｑ２は、カレントミラー回路１５を構成しており、さらに、カレントミラー回路１５は半導体集積回路としてモノリシック形成されているので、同一セルにて形成されている第１および第２トランジスタＱ１，Ｑ２にそれぞれ流れる電流Ｉ1 ，Ｉ2 は等しくなる。
【００９３】
【数１５】
Ｉ1 ＝Ｉ2 （１５）
従って、ＬＥＤ１に流れる順方向電流ＩF は、
【数１６】
となる。
【００９４】
図１０に示すＡ−Ｃ−Ｄ間の電圧降下と、図１０に示すＡ−Ｄ間の電圧降下が同一になるので、
【数１７】
となる。
【００９５】
上述した（１６），（１７）式を解くと、抵抗値定数、及び電流Ｉ1 ，Ｉ2 ，Ｉ3 を設定することができる。
また、半導体集積回路としてモノリシック形成すると、第３抵抗Ｒ３は、図１１に示すように、正の温度係数となり、第６トランジスタＱ６を流れる電流Ｉ３の温度係数は、電流Ｉ１，Ｉ２よりも正ぎみとなる。
【００９６】
さらに、基準電圧回路３５内のダイオードＤ１〜Ｄｍは、図１２に示すように、ジャンクション温度Ｔjに対して順方向電圧ＶF が減少する負の温度係数を有している。
【００９７】
このため、電流Ｉ１，Ｉ２と、電流Ｉ３との電流バランスを調整することにより、ＬＥＤ１に流れる順方向電流ＩF の温度係数を自由に調整できる。
【００９８】
すなわち、所定の符号および大きさの温度係数を有する順方向電流ＩFを供給できる。
【００９９】
また、第６トランジスタＱ６をマルチエミッタ化して比較的大きな電流を流せるようにしているので、第１および第２トランジスタＱ１，Ｑ２のセル面積を縮小化することができ、ＰＮＰ型トランジスタを用いることによる面積効率の低下を回避することができる。
従って、半導体集積回路としてモノリシック形成することで、チップ面積の縮小化に寄与することができる。
【０１００】
また、図１０に示すように、本実施の形態における定電流回路３３では、基準電圧回路３５とバンドギャップ回路３７とを複合して用いているので、定電流の温度特性をフラットに近づけることも可能である。
【０１０１】
同時に、基準電流をトランジスタＱ１〜Ｑ５、ダイオードＤ１〜Ｄｍ、第１抵抗Ｒ１，第３抵抗Ｒ３により決定し、バンドギャップ回路３７によりカレントミラー回路を構成しているので、定電流回路３３に流れる大半の電流が第６トランジスタＱ６に流れるように回路定数の設定を行えば、素子の面積縮小化を図ることができ、モノリシックＩＣ化を容易に行うことができ、ＰＮＰ型トランジスタを用いることによる面積効率の低下を回避することができる。
【０１０２】
本実施の形態における効果は、外部からのパルス信号に応じてスイッチング素子Ｑ７により定電流回路３３の動作をオン制御された場合、起動抵抗Ｒ２によりカレントミラー回路１５を起動して電流を生成し、カレントミラー回路１５から生成された電流を基準電圧回路３５により受けて基準電圧を生成するとともに負の温度係数を有する定電流を生成し、さらに、基準電圧回路３５から生成された定電流を受けたバンドギャップ回路３７により所定の符号および大きさの温度係数を有する定電流を生成するので、従来のＬＥＤ駆動回路１０１，１０２と比較して、ＬＥＤの明度がさらに安定し、かつ、電源効率の向上に寄与することができる。
【０１０３】
なお、本実施の形態においては、スイッチング素子Ｑ７を設けておき、外部からのパルス信号に応じてスイッチング素子Ｑ７により定電流回路３３の動作をオン制御するように構成したが、本発明はこのような場合に限定するものではなく、スイッチング素子Ｑ７を構成上から削除してもよい。すなわち、直列に接続されているＬＥＤ１と定電流回路３３に直流電源が加わった場合、起動抵抗Ｒ２によりカレントミラー回路１５を起動して電流を生成し、カレントミラー回路１５から生成された電流を基準電圧回路３５により受けて基準電圧を生成するとともに負の温度係数を有する定電流を生成し、さらに、基準電圧回路３５から生成された定電流を受けたバンドギャップ回路３７により所定の符号および大きさの温度係数を有する定電流を生成するので、従来のＬＥＤ駆動回路１０１，１０２と比較して、ＬＥＤの明度がさらに安定し、かつ、電源効率の向上に寄与することができる。
【０１０４】
（応用例１）
図１３は、上述した本発明の第１乃至第３実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路１１，２１，３１を応用したＬＥＤ駆動装置４１の構成を示す図である。
図１３に示すように、ＬＥＤ駆動装置４１は、外部から入力される制御信号ＣＮＴＹ１〜４に応じて直流電源ＶccからそれぞれのＬＥＤ１１〜４４に供給する接続線をそれぞれオンオフする例えばリレーの接点や半導体スイッチからなるスイッチＳＷ１〜４と、スイッチＳＷ１〜４とそれぞれ接続するＬＥＤ１１〜４４と、ＬＥＤ１１〜４４にそれぞれ接続して定電流を供給する定電流回路ＩＣＣ１１〜４４と、外部から入力されるパルス信号ＰＸ１〜４に応じて定電流回路ＩＣＣ１１〜４４の動作をそれぞれオンオフ制御するスイッチング素子Ｑ７１〜７４とをそれぞれ直列に接続している。
【０１０５】
このＬＥＤ駆動装置４１は、外部から入力される制御信号ＣＮＴＹ１〜４に応じてスイッチＳＷ１〜４がオンオフ制御され点灯すべきＬＥＤが指定され、さらに、外部から入力されるパルス信号ＰＸ１〜４に応じてＬＥＤの点灯タイミングが指定されるので、パルス信号ＰＸ１〜４の発生タイミングをちらつきが気にならない周波数以上に設定することで、ディスプレイ装置として利用できる。
【０１０６】
このＬＥＤ駆動装置４１に用いる定電流回路ＩＣＣ１１〜４４は、第１〜第３の実施の形態に示すＬＥＤ駆動回路１１〜３１の何れでも採用することが可能である。トランジスタの耐圧値が例えば、約７〜８Ｖあると、ダイナミック点灯時に逆バイアス電圧が発生しても、ＬＥＤは破壊することがなく、直流電源Ｖccの電圧を増加することができる。また、定電流回路は高インピーダンス特性を有しているので、直流電源Ｖccの電圧が増加しても電流値ＩF は一定となる。
【０１０７】
図１３に示すようなダイナミック駆動のＬＥＤ駆動装置４１に対して、同一光度のＬＥＤを数多く実装した場合を想定した場合、
（１）第１〜第３の実施の形態に示す何れの定電流回路を用いても、ＬＥＤには直流電源Ｖccの電圧や順方向電圧ＶF に依らず安定した定電流の順方向電流ＩF を供給できるため、ＬＥＤ毎に光度バラつきを起こす可能性が極めて低い。また、ＬＥＤをオンオフ制御するためのスイッチング素子Ｑ７１〜Ｑ７４がオフ状態の場合、定電流回路もオフ状態になっているため、点灯時に生じる電流以外の無駄な電流が流れることがなく、高効率の「定電流方式ＬＥＤドライバー」を実現することができる。
【０１０８】
（２）面積効率が高いモノリシックＩＣを例えば、ＩＣＣ１１〜４４とＱ７１〜７４とで実現することが可能であり、ＬＥＤ不具合検出機能やサージ保護機能を付加することが可能である。
【０１０９】
（３）ダイナミック駆動による点灯でも、定電流回路の耐圧値が高いため、当該定電流回路が直接駆動していない他のＬＥＤへの電流の回り込みがなく、ＬＥＤの点灯不良が起き難い。言い換えると、直流電源Ｖccの電圧増加が可能である。従来の定電流回路ではＬＥＤの耐圧値で直流電源Ｖccの電圧が決定されていたため、例えば５Ｖ程度の低い電源電圧が想定されていた。
【０１１０】
（応用例２）
図１４は、上述した本発明の第１乃至第３実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路１１，２１，３１を応用したＬＥＤ駆動装置５１の構成を示す図である。
図１４に示すように、ＬＥＤ駆動装置５１は、外部から入力される制御信号ＣＮＴＹ１〜４に応じて直流電源Ｖccからそれぞれの定電流回路ＩＣＣ５１〜５４に供給する接続線をそれぞれオンオフする例えばリレーの接点や半導体スイッチからなるスイッチＳＷ１〜４と、スイッチＳＷ１〜４とそれぞれ接続する定電流回路ＩＣＣ５１〜５４と、定電流回路ＩＣＣ５１〜５４から供給される電流により発光するＬＥＤ１１〜４４と、外部から入力されるパルス信号ＰＸ１〜４に応じてＬＥＤ１１〜４４の動作をそれぞれオンオフ制御するスイッチング素子Ｑ７１〜７４とをそれぞれ直列に接続している。
【０１１１】
このＬＥＤ駆動装置５１は、外部から入力される制御信号ＣＮＴＹ１〜４に応じてスイッチＳＷ１〜４がオンオフ制御され点灯すべきＬＥＤが指定され、さらに、外部から入力されるパルス信号ＰＸ１〜４に応じてＬＥＤの点灯タイミングが指定されるので、パルス信号ＰＸ１〜４の発生タイミングをちらつきが気にならない周波数以上に設定することで、ディスプレイ装置として利用できる。
なお、応用例２に示すＬＥＤ駆動装置５１の特徴とする点については、上述した応用例１と同様であるので、その説明を省略する。
【０１１２】
（第４の実施の形態）
図１９は、本発明の第４の実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路２０１の構成を示す図である。
図１９示すように、ＬＥＤ駆動回路２０１は、外部からのパルス信号に応じて交互に繰り返す起動トリガと停止信号を生成して定電流回路２１３の動作をオンオフ制御するＯＮ−ＯＦＦ制御回路２１１と、ＯＮ−ＯＦＦ制御回路２１１から起動トリガおよび停止信号を入力し、起動トリガに応じて発光ダイオードＬＥＤ１に定電流を供給する一方、停止信号に応じてＬＥＤ１に供給していた定電流を停止する定電流回路２１３とから構成されている。
【０１１３】
詳しくは、ＯＮ−ＯＦＦ制御回路２１１は、ＮＰＮ型の３個のトランジスタ、すなわち、第５トランジスタＱ５、第６トランジスタＱ６および第７トランジスタＱ７を有している。第７トランジスタＱ７は、外部からのパルス信号がベースに入力され、制御回路系の制御系電源Ｖccが抵抗Ｒ３を介してコレクタに接続され、エミッタが抵抗Ｒ４を介してＧＮＤに接続されている。さらに、第７トランジスタＱ７のコレクタと抵抗Ｒ３との接続点は、コンデンサＣ１を介してダイオードＤ０のアノードに接続さ、さらに、ダイオードＤ０のカソードが第５トランジスタＱ５のベースに接続されている。一方、第７トランジスタＱ７のエミッタと抵抗Ｒ４との接続点は、第６トランジスタＱ６のベースに接続されている。また、起動抵抗Ｒ２の一端は、定電流回路２１３に設けられた第１および第２トランジスタＱ１，Ｑ２のエミッタとＬＥＤ１のカソードが共通接続されたＡ点に接続されており、一方、起動抵抗Ｒ２の他端は、第５トランジスタＱ５のコレクタに接続されている。さらに、第５トランジスタＱ５のエミッタと第６トランジスタＱ６のコレクタとが共通接続されたＢ点には、第１トランジスタＱ１のコレクタと第３トランジスタＱ３のコレクタおよびベースが共通接続されている。
【０１１４】
定電流回路２１３は、発光ダイオードＬＥＤ１に定電流を供給するカレントミラー回路２１５と、カレントミラー回路２１５から生成された電流を受けて正の温度係数を有する定電流を生成するバンドギャップ回路２１７とから構成されている。また、第１の実施の形態のように定電流の温度特性を有している。特に、バンドギャップ回路２１７は、ＯＮ−ＯＦＦ制御回路２１１から起動トリガおよび停止信号を入力し、起動トリガに応じてカレントミラー回路２１５に定電流の供給を開始させる一方、停止信号に応じてカレントミラー回路２１５に定電流の供給を停止させるという機能を受け持っている。
【０１１５】
定電流回路２１３において、カレントミラー回路２１５は、ＰＮＰ型の第１トランジスタＱ１および第２トランジスタＱ２を有し、エミッタが共通接続され、ベースが共通接続され、さらに第２トランジスタＱ２のベース−コレクタが接続されている。また、バンドギャップ回路２１７は、ＮＰＮ型の第３トランジスタＱ３および第４トランジスタＱ４を有し、ベースが共通接続され、第１トランジスタＱ１のコレクタと第３トランジスタＱ３のコレクタおよびベースが接続され、第２トランジスタＱ２のコレクタと第４トランジスタＱ４のコレクタが接続され、第３トランジスタＱ３のエミッタが第１の抵抗Ｒ１の一端に接続され、第４トランジスタＱ４のエミッタが第１の抵抗Ｒ１の他端に接続されている。第１抵抗Ｒ１は、第４トランジスタＱ４に流れる電流を制限するために設けられている。
【０１１６】
次に、図２０〜図２１を参照して、本発明の本実施の形態に係わるＬＥＤ駆動回路２０１の動作について説明する。なお、時刻ｔは図２０および図２１に示すそれぞれのタイミングである。
いま、時刻ｔ１０において、ＬＥＤ駆動回路２０１に制御系電源Ｖccが印加されており、第７トランジスタＱ７のベース電圧がハイレベル状態にあることとして説明を始める。
このとき、第７トランジスタＱ７はオン状態になっているが、ＬＥＤ１および定電流回路２１３には電流が流れていない。すなわち、順方向電流ＩF ＝０となっている。また、第７トランジスタＱ７のコレクタにはコレクタ電流が流れているため、コンデンサＣ１には電荷が蓄積されていない。
【０１１７】
（１）点灯動作
次に、時刻ｔ１１において、第７トランジスタＱ７のベース電圧がハイレベルからローレベルに切り替わると、第７トランジスタＱ７はオン状態からオフ状態に切り替わり、第７トランジスタＱ７のコレクタはオープン状態に移行し、制御系電源Ｖccから抵抗Ｒ３を介してコンデンサＣ１に充電電流が流れる。
【０１１８】
このとき、コンデンサＣ１からダイオードＤ０を介して第５トランジスタＱ５のベースにハイレベルのパルス信号が起動トリガとして入力されるので、起動トリガのハイレベル期間だけ第５トランジスタＱ５がオンし、Ｂ点に起動トリガが現れる。
【０１１９】
この結果、駆動系電源ＶLED からＬＥＤ１、起動抵抗Ｒ２を介して第５トランジスタＱ５のコレクタからエミッタへ、さらに、第３トランジスタＱ３のベース電圧を上昇させて第３トランジスタＱ３がオンし、第３トランジスタＱ３のベースからエミッタへ電流ＩR2が流れる。なお、起動抵抗Ｒ２が数百Ωオーダーの抵抗値を有するため、起動電流は１０ｍＡオーダーの値となる。
この起動電流に応じて図１９に示すＢ点の電圧が上昇するので、第３および第４トランジスタＱ３，Ｑ４がオンする。
さらに、第３および第４トランジスタＱ３，Ｑ４がオンすると、第１および第２トランジスタＱ１，Ｑ２のエミッタからベースに向かって電流が流れ、第１および第２トランジスタＱ１，Ｑ２がオンする。
【０１２０】
この結果、駆動系電源ＶLED からＬＥＤ１のアノード、カソード、第１トランジスタＱ１のエミッタからコレクタ、第３トランジスタＱ３のコレクタからエミッタを経由して電流Ｉ1 が流れる。同時に、駆動系電源ＶccからＬＥＤ１のアノード、カソード、第２トランジスタＱ２のエミッタからコレクタ、第４トランジスタＱ４のコレクタからエミッタを経由して電流Ｉ2 が流れる。
上述したように、第１および第２トランジスタＱ１，Ｑ２は、カレントミラー回路２１５を構成しており、さらに、カレントミラー回路２１５は半導体集積回路としてモノリシック形成されているので、同一セルにて形成されている第１および第２トランジスタＱ１，Ｑ２にそれぞれ流れる電流Ｉ1 ，Ｉ2 は等しくなる。
【０１２１】
【数１８】
Ｉ1 ＝Ｉ2 （１８）
従って、ＬＥＤ１に流れる順方向電流ＩF は、
【数１９】
ＩF ＝Ｉ1 ＋Ｉ2 （１９）
となる。
【０１２２】
すなわち、第４トランジスタＱ４のエミッタにマルチエミッタを採用しているので、第１抵抗Ｒ１を調整することで、Ｉ1 ＝Ｉ2 となり、さらに、第１および第２トランジスタＱ１，Ｑ２が同一セルにて形成されているので、
【数２０】
Ｉ1 ＝Ｉ2 ＝０．５×ＩF （２０）
となる。
【０１２３】
また、第４トランジスタＱ４の１個あたりのエミッタ面積Ｓ（Ｑ４）と、第３トランジスタＱ３のエミッタ面積Ｓ（Ｑ３）は、それぞれ同一セルにて形成されているので、第４トランジスタＱ４のセル数をｎとすると、
【数２１】
Ｓ（Ｑ４）＝ｎ・Ｓ（Ｑ３） （２１）
となる。
【０１２４】
ここで、第３トランジスタＱ３のベース・エミッタ間の電圧降下ＶBE（Ｑ３）＝ＶBE（Ｑ４）＋Ｉ2×Ｒ１の関係が成り立つことから、上述した式（７）となる。
上述した（７）式を解くと、電流Ｉ1 ，Ｉ2 、ＬＥＤ１の順方向電流ＩF をそれぞれ求めることができる。
なお、バンドギャップ回路２１７により発生する順方向電流ＩFは、図４に示すように、ジャンクション温度Ｔjの上昇にともない増加する。
【０１２５】
このように、時刻ｔ１１において、第７トランジスタＱ７のベース電圧がハイレベルからローレベルに切り替わると、トランジスタＱ７はオン状態からオフ状態に切り替わり、トランジスタＱ７のコレクタがオープン状態になり、コンデンサＣ１から起動トリガが発生して起動電流ＩＲ２が第５トランジスタＱ５に流れ、バンドギャップ回路２１７を起動する。この結果、ＬＥＤ１に上述した定電流の順方向電流ＩF が生じるので、ＬＥＤ１が点灯する。
【０１２６】
次に、図２１を参照して、リセットパルス信号について説明する。
まず、制御系電源Ｖccが既に立ち上がっていることとする。時刻ｔ２０において、駆動系電源ＶLED の供給が開始され、時刻ｔ２１〜ｔ２４の間で、駆動系電源ＶLED が安定したこととする。
【０１２７】
ここで、時刻ｔ２２〜ｔ２３において、Ｅ点に１回のリセットパルス信号を外部から与えると、リセットパルス信号の立ち下がり（ｔ２３）時以降、ＬＥＤ１にＩF が流れる。
図２１においては、時刻ｔ２４〜ｔ２７において駆動系電源ＶLED に電圧変動があるが、本実施の形態によれば定電流回路２１３を用いているので、電圧変動による影響がＩF 現れず、安定している。
【０１２８】
（２）消灯動作
次に、時刻ｔ１２において、第７トランジスタＱ７のベース電圧がローレベルからハイレベルに切り替わると、第７トランジスタＱ７はオフ状態からオン状態に切り替わり、第７トランジスタＱ７のコレクタ−エミッタ間が導通状態となる。この結果、第６トランジスタＱ６のベース電圧がローレベルからハイレベルに切り替わり、第６トランジスタＱ６のコレクタ−エミッタ間が導通状態となり、ＧＮＤレベルの停止信号がＢ点に生成されるので、駆動系電源ＶLED からＬＥＤ１のアノード、カソード、第１トランジスタＱ１のエミッタからコレクタ、第６トランジスタＱ６のコレクタからエミッタを経由して電流Ｉ1 が流れる。
【０１２９】
この停止信号に応じて、図１９に示すＢ点の電圧がＧＮＤレベルになるので、同時に、第３および第４トランジスタＱ３，Ｑ４がオフ状態になり、これに応じてカレントミラー回路２１５の第２トランジスタＱ２に流れていた電流Ｉ２の供給が停止されて０になるので、第１トランジスタＱ１に流れていた電流Ｉ１も０になる。この結果、ＬＥＤ１の順方向電流ＩF ＝０になり、ＬＥＤ１が消灯する。
【０１３０】
なお、第６トランジスタＱ６のベース電圧がローレベルからハイレベルに切り替わった直後に、第６トランジスタＱ６のコレクタ−エミッタ間に流れるコレクタ電流Ｉｃのオン期間は、半導体集積回路が有する寄生容量により決定されものである。
【０１３１】
（変形例１）
図２２は、本発明の第１の実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路２２１の変形例１の構成を示す図である。
図１９に示すカレントミラー回路２１５では、Ａ点に起動抵抗Ｒ２を接続していたのに対し、本変形例では、ＯＮ−ＯＦＦ制御回路２３１において、この起動抵抗Ｒ２の一端を制御系電源Ｖccに直接に接続する一方、起動抵抗Ｒ２の他端を第５トランジスタＱ５のコレクタに接続することにある。
【０１３２】
なお、図２２に示すように、第５トランジスタＱ５のコレクタから起動抵抗Ｒ２を制御系電源Ｖccに直接に接続するという構成は、後述する図２３，図２４に示す構成についても適用できる。
このように、第５トランジスタＱ５のコレクタから起動抵抗Ｒ２を制御系電源Ｖccに直接に接続することで、制御系電源Ｖccには制御系となるＯＮ−ＯＦＦ制御回路２３１を接続し、これとは独立に駆動系電源ＶLED には駆動系となる定電流回路２３３とＬＥＤ１を直列に接続することができる。この結果、駆動系電源ＶLED の電圧変動に影響されにくいＯＮ−ＯＦＦ制御回路２３１を構成することができる。
【０１３３】
（第５の実施の形態）
図２３は、本発明の第５の実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路２４１の構成を示す図である。なお、第５の実施の形態は、図１９に示す第４の実施の形態に対応するＬＥＤ駆動回路２０１とほぼ基本的構成を有しており、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略することとする。
【０１３４】
図２３に示すように、ＬＥＤ駆動回路２４１の特徴は、定電流回路２５１を有することにある。また、第２の実施の形態のように定電流の温度特性を有している。定電流回路２５１は、ＯＮ−ＯＦＦ制御回路２１１から起動トリガおよび停止信号を入力し、起動トリガに応じてカレントミラー回路２１５に定電流の供給を開始させる一方、停止信号に応じてカレントミラー回路２１５に定電流の供給を停止させるという機能を受け持っている。また、基準電圧回路２５７は、カレントミラー回路２１５から生成された電流を受けて基準電圧を生成するとともに負の温度係数を有する定電流を生成する。
【０１３５】
基準電圧回路２５７は、ＮＰＮ型の第３トランジスタＱ３および第４トランジスタＱ４を有し、ベースが共通接続され、第１トランジスタＱ１のコレクタと第３トランジスタＱ３のコレクタおよびベースが接続され、第２トランジスタＱ２のコレクタと第４トランジスタＱ４のコレクタが接続され、第３トランジスタＱ３のエミッタが少なくとも１つ以上のダイオードＤ１〜Ｄｍを介して第１の抵抗Ｒ１の一端に接続され、第４トランジスタＱ４のエミッタが第１抵抗Ｒ１の他端に接続されている。
【０１３６】
次に、図２０〜図２１を参照して、本発明の本実施の形態に係わるＬＥＤ駆動回路２４１の動作について説明する。なお、時刻ｔは図２０に示すそれぞれのタイミングである。
（１）点灯動作
次に、時刻ｔ１１において、ＯＮ−ＯＦＦ制御回路２１１では、第７トランジスタＱ７のベース電圧がハイレベルからローレベルに切り替わると、第７トランジスタＱ７はオン状態からオフ状態に切り替わり、第７トランジスタＱ７のコレクタはオープン状態に移行し、制御系電源Ｖccから抵抗Ｒ３を介してコンデンサＣ１に充電電流が流れる。
【０１３７】
このとき、コンデンサＣ１からダイオードＤ０を介して第５トランジスタＱ５のベースにハイレベルのパルス信号が起動トリガとして入力されるので、起動トリガのハイレベル期間だけ第５トランジスタＱ５がオンし、Ｂ点に起動トリガが現れる。
この結果、駆動系電源ＶLED からＬＥＤ１、起動抵抗Ｒ２を介して第５トランジスタＱ５のコレクタからエミッタへ、さらに、第３トランジスタＱ３のベース電圧を上昇させて第３トランジスタＱ３がオンし、第３トランジスタＱ３のベースからエミッタへ、さらに、ダイオードＤ１〜Ｄｍを介して電流ＩR2が流れる。
【０１３８】
この起動電流に応じて図２３に示すＢ点の電圧が上昇するので、第３および第４トランジスタＱ３，Ｑ４がオンする。
さらに、第３および第４トランジスタＱ３，Ｑ４がオンすると、第１および第２トランジスタＱ１，Ｑ２のエミッタからベースに向かって電流が流れ、第１および第２トランジスタＱ１，Ｑ２がオンする。
【０１３９】
この結果、駆動系電源ＶLED からＬＥＤ１のアノード、カソード、第１トランジスタＱ１のエミッタからコレクタ、第３トランジスタＱ３のコレクタからエミッタ、ダイオードＤ１〜Ｄｍを経由して電流Ｉ1 が流れる。同時に、駆動系電源ＶLED からＬＥＤ１のアノード、カソード、第２トランジスタＱ２のエミッタからコレクタ、第４トランジスタＱ４のコレクタからエミッタを経由して電流Ｉ2 が流れる。
【０１４０】
このように、時刻ｔ１１において、第７トランジスタＱ７のベース電圧がハイレベルからローレベルに切り替わると、トランジスタＱ７はオン状態からオフ状態に切り替わり、トランジスタＱ７のコレクタがオープン状態になり、コンデンサＣ１から起動トリガが発生して起動電流ＩＲ２が第５トランジスタＱ５に流れ、基準電圧回路２５７を起動する。この結果、ＬＥＤ１に上述した定電流の順方向電流ＩF が生じるので、ＬＥＤ１が点灯する。
【０１４１】
（２）消灯動作
次に、時刻ｔ１２において、第７トランジスタＱ７のベース電圧がローレベルからハイレベルに切り替わると、第７トランジスタＱ７はオフ状態からオン状態に切り替わり、第７トランジスタＱ７のコレクタ−エミッタ間が導通状態となる。この結果、第６トランジスタＱ６のベース電圧がローレベルからハイレベルに切り替わり、第６トランジスタＱ６のコレクタ−エミッタ間が導通状態となり、ＧＮＤレベルの停止信号がＢ点に生成されるので、駆動系電源ＶLED からＬＥＤ１のアノード、カソード、第１トランジスタＱ１のエミッタからコレクタ、第６トランジスタＱ６のコレクタからエミッタを経由して電流Ｉ1 が流れる。
【０１４２】
この停止信号に応じて、図２３に示すＢ点の電圧がＧＮＤレベルになるので、同時に、第３および第４トランジスタＱ３，Ｑ４がオフ状態になり、これに応じてカレントミラー回路２１５の第２トランジスタＱ２に流れていた電流Ｉ２の供給が停止されて０になるので、第１トランジスタＱ１に流れていた電流Ｉ１も０になる。この結果、ＬＥＤ１の順方向電流ＩF ＝０になり、ＬＥＤ１が消灯する。
【０１４３】
（第６の実施の形態）
図２４は、本発明の第６の実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路２６１の構成を示す図である。なお、第６の実施の形態は、図２３に示す第５の実施の形態に対応するＬＥＤ駆動回路２４１とほぼ基本的構成を有しており、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略することとする。
【０１４４】
図２４に示すように、ＬＥＤ駆動回路２６１の特徴は、定電流回路２７３に設けられた基準電圧回路２７５にバンドギャップ回路２７７を有することにある。本実施の形態における定電流回路２７３では、基準電圧回路２７５とバンドギャップ回路２７７とを複合して用いているので、第３の実施の形態のように定電流の温度特性をフラットに近づけるという機能を有している。
【０１４５】
バンドギャップ回路２７７は、ＮＰＮ型の第８トランジスタＱ８および第９トランジスタＱ９を有し、ベースが共通接続され、第４トランジスタＱ４のコレクタに接続されている抵抗Ｒ１に対して、第８トランジスタＱ８のコレクタおよびベースが接続され、第２トランジスタＱ２のエミッタと第９トランジスタＱ９のコレクタが接続され、第８トランジスタＱ８のエミッタが抵抗Ｒ５の一端に接続され、第９トランジスタＱ９のエミッタがＧＮＤに接続されるとともに、抵抗Ｒ５の他端に接続されている。抵抗Ｒ５は、第８トランジスタＱ８に流れる電流を制限するために設けられている。
【０１４６】
次に、図２０〜図２１を参照して、本発明の本実施の形態に係わるＬＥＤ駆動回路２６１の動作について説明する。なお、時刻ｔは図２０に示すそれぞれのタイミングである。
（１）点灯動作
次に、時刻ｔ１１において、ＯＮ−ＯＦＦ制御回路２１１では、第７トランジスタＱ７のベース電圧がハイレベルからローレベルに切り替わると、第７トランジスタＱ７はオン状態からオフ状態に切り替わり、第７トランジスタＱ７のコレクタはオープン状態に移行し、制御系電源Ｖccから抵抗Ｒ３を介してコンデンサＣ１に充電電流が流れる。
【０１４７】
このとき、コンデンサＣ１からダイオードＤ０を介して第５トランジスタＱ５のベースにハイレベルのパルス信号が起動トリガとして入力されるので、起動トリガのハイレベル期間だけ第５トランジスタＱ５がオンし、Ｂ点に起動トリガが現れる。
【０１４８】
この結果、駆動系電源ＶLED からＬＥＤ１、起動抵抗Ｒ２を介して第５トランジスタＱ５のコレクタからエミッタへ、さらに、第３トランジスタＱ３のベース電圧を上昇させて第３トランジスタＱ３がオンし、第３トランジスタＱ３のベースからエミッタへ、さらに、ダイオードＤ１〜Ｄｍを介して電流ＩR2が流れる。
【０１４９】
この起動電流に応じて図２４に示すＢ点の電圧が上昇するので、第３および第４トランジスタＱ３，Ｑ４がオンする。
さらに、第３および第４トランジスタＱ３，Ｑ４がオンすると、第１および第２トランジスタＱ１，Ｑ２のエミッタからベースに向かって電流が流れ、第１および第２トランジスタＱ１，Ｑ２がオンする。
【０１５０】
この結果、駆動系電源ＶLED からＬＥＤ１のアノード、カソード、第２トランジスタＱ２のエミッタからコレクタ、第４トランジスタＱ４のコレクタからエミッタ、第１抵抗Ｒ１、第８トランジスタＱ８のコレクタからエミッタ、抵抗Ｒ５を経由してＧＮＤへ電流Ｉ2 が流れる。
【０１５１】
このとき、第８トランジスタＱ８がオンするので、同時に、第９トランジスタＱ９がオンし、駆動系電源ＶLED からＬＥＤ１のアノード、カソード、第９トランジスタＱ９のコレクタからエミッタを経由してＧＮＤへ電流Ｉ3 が流れる。
【０１５２】
さらに、第３トランジスタＱ３がオンするので、駆動系電源ＶLED からＬＥＤ１のアノード、カソード、第１トランジスタＱ１のエミッタからコレクタ、第３トランジスタＱ３のコレクタからエミッタ、ダイオードＤ１〜Ｄｍを経由してＧＮＤへ電流Ｉ1 が流れる。
【０１５３】
ここで、ＬＥＤ１に流れる順方向電流ＩF は、基準電圧回路２７５とバンドギャップ回路２７７とを流れる電流の総和となるため、
【数２２】
ＩF ＝Ｉ1 ＋Ｉ2 ＋Ｉ3 （２２）
となる。
【０１５４】
上述したように、第１および第２トランジスタＱ１，Ｑ２は、カレントミラー回路２１５を構成しており、さらに、カレントミラー回路２１５は半導体集積回路としてモノリシック形成されているので、同一セルにて形成されている第１および第２トランジスタＱ１，Ｑ２にそれぞれ流れる電流Ｉ1 ，Ｉ2 は等しくなる。
【０１５５】
従って、ＬＥＤ１に流れる順方向電流ＩF は、
【数２３】
ＩF ＝２×Ｉ1 ＋Ｉ3 （２３）
（２）消灯動作
次に、時刻ｔ１２において、第７トランジスタＱ７のベース電圧がローレベルからハイレベルに切り替わると、第７トランジスタＱ７はオフ状態からオン状態に切り替わり、第７トランジスタＱ７のコレクタ−エミッタ間が導通状態となる。この結果、第６トランジスタＱ６のベース電圧がローレベルからハイレベルに切り替わり、第６トランジスタＱ６のコレクタ−エミッタ間が導通状態となり、ＧＮＤレベルの停止信号がＢ点に生成されるので、駆動系電源ＶLED からＬＥＤ１のアノード、カソード、第１トランジスタＱ１のエミッタからコレクタ、第６トランジスタＱ６のコレクタからエミッタを経由して電流Ｉ1 が流れる。
【０１５６】
この停止信号に応じて、図２４に示すＢ点の電圧がＧＮＤレベルになるので、同時に、第３および第４トランジスタＱ３，Ｑ４がオフ状態になり、これに応じてカレントミラー回路２１５の第２トランジスタＱ２に流れていた電流Ｉ２の供給が停止されて０になるので、第１トランジスタＱ１に流れていた電流Ｉ１も０になる。
【０１５７】
同時に、第４トランジスタＱ４がオフ状態になったことに応じてバンドギャップ回路２７７の第８トランジスタＱ８に流れていた電流Ｉ２の供給が停止されて０になるので、これに応じて第９トランジスタＱ９に流れていた電流Ｉ３も０になる。この結果、ＬＥＤ１の順方向電流ＩF ＝０になり、ＬＥＤ１が消灯する。
【０１５８】
（第７の実施の形態）
図２５は、本発明の第７の実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路２８１の構成を示す図である。
図２５に示すように、ＬＥＤ駆動回路２８１は、外部からのパルス信号に応じて交互に繰り返す点灯信号と停止信号を生成して定電流回路２９３の動作をオンオフ制御するＯＮ−ＯＦＦ制御回路２９１と、ＯＮ−ＯＦＦ制御回路２９１から点灯信号および停止信号を入力し、点灯信号に応じて発光ダイオードＬＥＤ１に定電流を供給する一方、停止信号に応じてＬＥＤ１に供給していた定電流を停止する定電流回路２９３とから構成されている。なお、定電流回路２９３を構成するカレントミラー回路２１５とバンドギャップ回路２１７については、上述したのでその説明を省略する。
【０１５９】
詳しくは、ＯＮ−ＯＦＦ制御回路２９１は、ＮＰＮ型の第７トランジスタＱ７を有している。第７トランジスタＱ７は、外部からのパルス信号がベースに入力され、起動抵抗Ｒ２の一端は、定電流回路２９３に設けられた第１および第２トランジスタＱ１，Ｑ２のエミッタとＬＥＤ１のカソードが共通接続されたＡ点に接続されており、一方、起動抵抗Ｒ２の他端は、第７トランジスタＱ７のコレクタに接続されている。さらに、第７トランジスタＱ７のコレクタが接続されたＢ点には、第１トランジスタＱ１のコレクタと第３トランジスタＱ３のコレクタおよびベースが共通接続されている。
【０１６０】
次に、図２６を参照して、本発明の本実施の形態に係わるＬＥＤ駆動回路２８１の動作について説明する。なお、時刻ｔは図２６に示すそれぞれのタイミングである。
いま、時刻ｔ３０において、ＬＥＤ駆動回路２８１に駆動系電源ＶLED が印加されており、第７トランジスタＱ７のベース電圧がローレベル状態にあることとして説明を始める。
このとき、第７トランジスタＱ７はオフ状態になっているので、ＬＥＤ１および定電流回路２９３には電流が流れている。すなわち、順方向電流ＩF ＝Ｉ１＋Ｉ２となっている。
【０１６１】
（１）消灯動作
時刻ｔ３１において、第７トランジスタＱ７のベース電圧がローレベルからハイレベルに切り替わると、第７トランジスタＱ７はオフ状態からオン状態に切り替わり、第７トランジスタＱ７のコレクタ−エミッタ間が導通状態となる。
【０１６２】
この結果、第７トランジスタＱ７のコレクタにおいてＧＮＤレベルの停止信号がＢ点に生成されるので、駆動系電源ＶLED からＬＥＤ１のアノード、カソード、第１トランジスタＱ１のエミッタからコレクタ、第７トランジスタＱ７のコレクタからエミッタを経由して電流Ｉ1 が流れる。
【０１６３】
図２５に示すＢ点の電圧がＧＮＤレベルになるので、同時に、第３および第４トランジスタＱ３，Ｑ４がオフ状態になり、これに応じてカレントミラー回路２１５の第２トランジスタＱ２に流れていた電流Ｉ２の供給が停止されて０になるので、第１トランジスタＱ１に流れていた電流Ｉ１も０になる。この結果、ＬＥＤ１の順方向電流ＩF ＝０になり、ＬＥＤ１が消灯する。
消灯時、起動抵抗Ｒ２に流れる電流ＩＲ２は数μＡと微少のためＬＥＤ１は点灯しない。
【０１６４】
なお、第７トランジスタＱ７のベース電圧がローレベルからハイレベルに切り替わった直後に、第７トランジスタＱ７のコレクタ−エミッタ間に流れるコレクタ電流Ｉｃのオン期間は、半導体集積回路が有する寄生容量により決定されものである。
【０１６５】
（２）点灯動作
次に、時刻ｔ３２において、第７トランジスタＱ７のベース電圧がハイレベルからローレベルに切り替わると、第７トランジスタＱ７はオン状態からオフ状態に切り替わり、第７トランジスタＱ７のコレクタはオープン状態に移行し、駆動系電源ＶLED からＬＥＤ１、起動抵抗Ｒ２を介して第７トランジスタＱ７のコレクタがハイレベルになり、Ｂ点に点灯信号が現れる。なお、起動抵抗Ｒ２が数ＭΩオーダーの抵抗値を有するため、起動電流はμＡオーダーの値となる。
【０１６６】
この起動電流に応じて図２５に示すＢ点の電圧が上昇するので、第３および第４トランジスタＱ３，Ｑ４がオンする。
さらに、第３および第４トランジスタＱ３，Ｑ４がオンすると、第１および第２トランジスタＱ１，Ｑ２のエミッタからベースに向かって電流が流れ、第１および第２トランジスタＱ１，Ｑ２がオンする。
【０１６７】
この結果、駆動系電源ＶLED からＬＥＤ１のアノード、カソード、第１トランジスタＱ１のエミッタからコレクタ、第３トランジスタＱ３のコレクタからエミッタを経由して電流Ｉ1 が流れる。同時に、駆動系電源ＶLED からＬＥＤ１のアノード、カソード、第２トランジスタＱ２のエミッタからコレクタ、第４トランジスタＱ４のコレクタからエミッタを経由して電流Ｉ2 が流れる。この結果、ＬＥＤ１に上述した定電流の順方向電流ＩF が生じるので、ＬＥＤ１が点灯する。
【０１６８】
次に、図２７を参照して、駆動系電源ＶLED の投入時でのＬＥＤ駆動回路２８１の動作について説明する。
まず、時刻ｔ４０において、駆動系電源ＶLED の供給が開始されて上昇し、時刻ｔ４１〜ｔ４２において、駆動系電源ＶLED の電圧が駆動可能電圧Ｖthを越えたこととする。
【０１６９】
この時、Ｅ点に外部から与えられている電圧が０Ｖである場合には、時刻ｔ４２において、点灯信号が発生してＬＥＤ１にＩF が流れ、ＬＥＤ１が点灯する。なお、時刻ｔ４２〜ｔ４６の間で、駆動系電源ＶLED が安定したこととする。
【０１７０】
ここで、時刻ｔ４４〜ｔ４５において、Ｅ点に１回のハイレベル信号が外部から与えると、Ｂ点がローレベルに移行するので、ＬＥＤ１は消灯する。
図２７においては、時刻ｔ４６〜ｔ４９において駆動系電源ＶLED に電圧変動があるが、本実施の形態によれば定電流回路２９３を用いているので、電圧変動による影響がＩF 現れず、安定している。
【０１７１】
（第８の実施の形態）
図２８は、本発明の第８の実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路３０１の構成を示す図である。
図２８に示すように、ＬＥＤ駆動回路３０１は、外部からのパルス信号に応じて交互に繰り返す点灯信号と停止信号を生成して定電流回路３１３の動作をオンオフ制御するＯＮ−ＯＦＦ制御回路２９１と、ＯＮ−ＯＦＦ制御回路２９１から点灯信号および停止信号を入力し、点灯信号に応じて発光ダイオードＬＥＤ１に定電流を供給する一方、停止信号に応じてＬＥＤ１に供給していた定電流を停止する定電流回路３１３とから構成されている。なお、定電流回路３１３を構成するカレントミラー回路２１５と基準電圧回路２５７については、上述したのでその説明を省略する。
【０１７２】
次に、図２８を参照して、本発明の本実施の形態に係わるＬＥＤ駆動回路３０１の動作について説明する。なお、時刻ｔは図２６に示すそれぞれのタイミングである。
いま、時刻ｔ３０において、ＬＥＤ駆動回路３０１に駆動系電源ＶLED が印加されており、第７トランジスタＱ７のベース電圧がローレベル状態にあることとして説明を始める。
【０１７３】
このとき、第７トランジスタＱ７はオフ状態になっているので、ＬＥＤ１および定電流回路３１３には電流が流れている。すなわち、順方向電流ＩF ＝Ｉ１＋Ｉ２となっている。
（１）消灯動作
時刻ｔ３１において、第７トランジスタＱ７のベース電圧がローレベルからハイレベルに切り替わると、第７トランジスタＱ７はオフ状態からオン状態に切り替わり、第７トランジスタＱ７のコレクタ−エミッタ間が導通状態となる。
【０１７４】
この結果、第７トランジスタＱ７のコレクタにおいてＧＮＤレベルの停止信号がＢ点に生成されるので、駆動系電源ＶLED からＬＥＤ１のアノード、カソード、第１トランジスタＱ１のエミッタからコレクタ、第７トランジスタＱ７のコレクタからエミッタを経由して電流Ｉ1 が流れる。
【０１７５】
図２８に示すＢ点の電圧がＧＮＤレベルになるので、同時に、第３および第４トランジスタＱ３，Ｑ４がオフ状態になり、これに応じてカレントミラー回路２１５の第２トランジスタＱ２に流れていた電流Ｉ２の供給が停止されて０になるので、第１トランジスタＱ１に流れていた電流Ｉ１も０になる。この結果、ＬＥＤ１の順方向電流ＩF ＝０になり、ＬＥＤ１が消灯する。
消灯時、起動抵抗Ｒ２に流れる電流ＩＲ２は数μＡと微少のため、ＬＥＤ１は点灯しない。
なお、第７トランジスタＱ７のベース電圧がローレベルからハイレベルに切り替わった直後に、第７トランジスタＱ７のコレクタ−エミッタ間に流れるコレクタ電流Ｉｃのオン期間は、半導体集積回路が有する寄生容量により決定されものである。
【０１７６】
（２）点灯動作
次に、時刻ｔ３２において、第７トランジスタＱ７のベース電圧がハイレベルからローレベルに切り替わると、第７トランジスタＱ７はオン状態からオフ状態に切り替わり、第７トランジスタＱ７のコレクタはオープン状態に移行し、駆動系電源ＶLED からＬＥＤ１、起動抵抗Ｒ２を介して第７トランジスタＱ７のコレクタがハイレベルになり、Ｂ点に点灯信号が現れる。なお、起動抵抗Ｒ２が数ＭΩオーダーの抵抗値を有するため、起動電流はμＡオーダーの値となる。
【０１７７】
この起動電流に応じて図２８に示すＢ点の電圧が上昇するので、第３および第４トランジスタＱ３，Ｑ４がオンする。
【０１７８】
さらに、第３および第４トランジスタＱ３，Ｑ４がオンすると、第１および第２トランジスタＱ１，Ｑ２のエミッタからベースに向かって電流が流れ、第１および第２トランジスタＱ１，Ｑ２がオンする。
この結果、駆動系電源ＶLED からＬＥＤ１のアノード、カソード、第１トランジスタＱ１のエミッタからコレクタ、第３トランジスタＱ３のコレクタからエミッタ、ダイオードＤ１〜Ｄｍを経由して電流Ｉ1 が流れる。同時に、駆動系電源ＶLED からＬＥＤ１のアノード、カソード、第２トランジスタＱ２のエミッタからコレクタ、第４トランジスタＱ４のコレクタからエミッタ、抵抗Ｒ１を経由して電流Ｉ2 が流れる。
【０１７９】
このように、時刻ｔ３２において、第７トランジスタＱ７のベース電圧がハイレベルからローレベルに切り替わると、第７トランジスタＱ７はオン状態からオフ状態に切り替わり、トランジスタＱ７のコレクタがオープン状態になり、起動電流ＩＲ２が第３トランジスタＱ３に流れ、基準電圧回路２５７を起動する。この結果、ＬＥＤ１に上述した定電流の順方向電流ＩF が生じるので、ＬＥＤ１が点灯する。
【０１８０】
（第９の実施の形態）
図２９は、本発明の第９の実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路３２１の構成を示す図である。
図２９に示すように、ＬＥＤ駆動回路３２１は、外部からのパルス信号に応じて交互に繰り返す点灯信号と停止信号を生成して定電流回路３３３の動作をオンオフ制御するＯＮ−ＯＦＦ制御回路２９１と、ＯＮ−ＯＦＦ制御回路２９１から点灯信号および停止信号を入力し、点灯信号に応じて発光ダイオードＬＥＤ１に定電流を供給する一方、停止信号に応じてＬＥＤ１に供給していた定電流を停止する定電流回路３３３とから構成されている。なお、定電流回路３３３を構成するカレントミラー回路２１５と基準電圧回路２７５およびバンドギャップ回路２７７については、上述したのでその説明を省略する。
【０１８１】
次に、図２９を参照して、本発明の本実施の形態に係わるＬＥＤ駆動回路３２１の動作について説明する。なお、時刻ｔは図２６に示すそれぞれのタイミングである。
いま、時刻ｔ３０において、ＬＥＤ駆動回路３２１に駆動系電源ＶLED が印加されており、第７トランジスタＱ７のベース電圧がローレベル状態にあることとして説明を始める。
このとき、第７トランジスタＱ７はオフ状態になっているので、ＬＥＤ１および定電流回路３３３には電流が流れている。すなわち、順方向電流ＩF ＝Ｉ１＋Ｉ２＋Ｉ３となっている。
【０１８２】
（１）消灯動作
時刻ｔ３１において、第７トランジスタＱ７のベース電圧がローレベルからハイレベルに切り替わると、第７トランジスタＱ７はオフ状態からオン状態に切り替わり、第７トランジスタＱ７のコレクタ−エミッタ間が導通状態となる。
この結果、第７トランジスタＱ７のコレクタにおいてＧＮＤレベルの停止信号がＢ点に生成されるので、駆動系電源ＶLED からＬＥＤ１のアノード、カソード、第１トランジスタＱ１のエミッタからコレクタ、第７トランジスタＱ７のコレクタからエミッタを経由して電流Ｉ1 が流れる。
【０１８３】
図２９に示すＢ点の電圧がＧＮＤレベルになるので、同時に、第３および第４トランジスタＱ３，Ｑ４がオフ状態になり、これに応じてカレントミラー回路２１５の第２トランジスタＱ２に流れていた電流Ｉ２の供給が停止されて０になるので、第１トランジスタＱ１に流れていた電流Ｉ１も０になる。
同時に、第４トランジスタＱ４がオフ状態になったことに応じてバンドギャップ回路２７７の第８トランジスタＱ８に流れていた電流Ｉ２の供給が停止されて０になるので、これに応じて第９トランジスタＱ９に流れていた電流Ｉ３も０になる。この結果、ＬＥＤ１の順方向電流ＩF ＝０になり、ＬＥＤ１が消灯する。
【０１８４】
消灯時、起動抵抗Ｒ２に流れる電流ＩＲ２は数μＡと微少のため、ＬＥＤ１は点灯しない。
なお、第７トランジスタＱ７のベース電圧がローレベルからハイレベルに切り替わった直後に、第７トランジスタＱ７のコレクタ−エミッタ間に流れるコレクタ電流Ｉｃのオン期間は、半導体集積回路が有する寄生容量により決定されものである。
【０１８５】
（２）点灯動作
次に、時刻ｔ３２において、第７トランジスタＱ７のベース電圧がハイレベルからローレベルに切り替わると、第７トランジスタＱ７はオン状態からオフ状態に切り替わり、第７トランジスタＱ７のコレクタはオープン状態に移行し、駆動系電源ＶLED からＬＥＤ１、起動抵抗Ｒ２を介して第７トランジスタＱ７のコレクタがハイレベルになり、Ｂ点に点灯信号が現れる。なお、起動抵抗Ｒ２が数ＭΩオーダーの抵抗値を有するため、起動電流はμＡオーダーの値となる。
【０１８６】
この起動電流に応じて図２９に示すＢ点の電圧が上昇するので、駆動系電源ＶLED からＬＥＤ１、起動抵抗Ｒ２を介して第３トランジスタＱ３のベース電圧を上昇させて第３トランジスタＱ３がオンし、第３トランジスタＱ３のベースからエミッタへ、さらに、ダイオードＤ１〜Ｄｍを介して電流ＩR2が流れる。
【０１８７】
この起動電流に応じて図２９に示すＢ点の電圧が上昇するので、第３および第４トランジスタＱ３，Ｑ４がオンする。
さらに、第３および第４トランジスタＱ３，Ｑ４がオンすると、第１および第２トランジスタＱ１，Ｑ２のエミッタからベースに向かって電流が流れ、第１および第２トランジスタＱ１，Ｑ２がオンする。
【０１８８】
この結果、駆動系電源ＶLED からＬＥＤ１のアノード、カソード、第２トランジスタＱ２のエミッタからコレクタ、第４トランジスタＱ４のコレクタからエミッタ、第１抵抗Ｒ１、第８トランジスタＱ８のコレクタからエミッタ、抵抗Ｒ５を経由してＧＮＤへ電流Ｉ2 が流れる。
このとき、第８トランジスタＱ８がオンするので、同時に、第９トランジスタＱ９がオンし、駆動系電源ＶLED からＬＥＤ１のアノード、カソード、第９トランジスタＱ９のコレクタからエミッタを経由してＧＮＤへ電流Ｉ3 が流れる。
【０１８９】
さらに、第３トランジスタＱ３がオンするので、駆動系電源ＶLED からＬＥＤ１のアノード、カソード、第１トランジスタＱ１のエミッタからコレクタ、第３トランジスタＱ３のコレクタからエミッタ、ダイオードＤ１〜Ｄｍを経由してＧＮＤへ電流Ｉ1 が流れる。
【０１９０】
ここで、ＬＥＤ１に流れる順方向電流ＩF は、基準電圧回路２７５とバンドギャップ回路２７７とを流れる電流の総和となるため、
【数２４】
ＩF ＝Ｉ1 ＋Ｉ2 ＋Ｉ3 （２４）
となる。
この結果、ＬＥＤ１に上述した定電流の順方向電流ＩF が生じるので、ＬＥＤ１が点灯する。
【０１９１】
（第１０の実施の形態）
図３０は、本発明の第１０の実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路３４１の構成を示す図である。
図３０に示すように、ＬＥＤ駆動回路３４１は、外部からのパルス信号に応じて交互に繰り返す点灯信号と停止信号を生成して定電流回路３５３の動作をオンオフ制御するＯＮ−ＯＦＦ制御回路３５１と、ＯＮ−ＯＦＦ制御回路３５１から点灯信号および停止信号を入力し、点灯信号に応じて発光ダイオードＬＥＤ１に定電流を供給する一方、停止信号に応じてＬＥＤ１に供給していた定電流を停止する定電流回路３５３とから構成されている。なお、定電流回路３５３を構成するカレントミラー回路２１５とバンドギャップ回路２１７については、上述したのでその説明を省略する。
【０１９２】
詳しくは、ＯＮ−ＯＦＦ制御回路３５１は、ＣＭＯＳ型の第７−１トランジスタＱ７−１と第７−２トランジスタＱ７−２を有している。第７−１トランジスタＱ７−１と第７−２トランジスタＱ７−２とはゲートが共通接続されており、外部からのパルス信号がゲートに入力され、第７−１トランジスタＱ７−１のソースに接続された起動抵抗Ｒ２の一端は、定電流回路３５３に設けられた第１および第２トランジスタＱ１，Ｑ２のエミッタとＬＥＤ１のカソードが共通接続されたＡ点に接続されている。さらに、第７−１トランジスタＱ７−１のドレインと第７−２トランジスタのドレインが共通接続されたＢ点には、第１トランジスタＱ１のコレクタと第３トランジスタＱ３のコレクタおよびベースが共通接続されている。第７−２トランジスタＱ７−２のソースは、ＧＮＤに接続されている。
【０１９３】
次に、図３０を参照して、本発明の本実施の形態に係わるＬＥＤ駆動回路３４１の動作について説明する。なお、時刻ｔは図３１に示すそれぞれのタイミングである。
いま、時刻ｔ６０において、ＬＥＤ駆動回路３４１に駆動系電源ＶLED が印加されており、第７−１トランジスタＱ７−１と第７−２トランジスタＱ７−２のゲート電圧がローレベル状態にあることとして説明を始める。
このとき、第７−１トランジスタＱ７−１はオン状態になっているので、ＬＥＤ１および定電流回路３５３には電流が流れている。すなわち、順方向電流ＩF ＝Ｉ１＋Ｉ２となっている。
【０１９４】
（１）消灯動作
時刻ｔ６１において、Ｅ点のゲート電圧がローレベルからハイレベルに切り替わると、第７−１トランジスタＱ７−１はオン状態からオフ状態に切り替わり、第７−２トランジスタＱ７−２はオフ状態からオン状態に切り替わり、第７−２トランジスタＱ７−２のドレイン−ソース間が導通状態となる。
この結果、ＧＮＤレベルの停止信号がＢ点に生成されるので、駆動系電源ＶLED からＬＥＤ１のアノード、カソード、第１トランジスタＱ１のエミッタからコレクタ、第７−２トランジスタＱ７−２のドレインからソースを経由してＧＮＤへ電流Ｉ1 が流れる。
【０１９５】
この停止信号に応じて、図３０に示すＢ点の電圧がＧＮＤレベルになるので、同時に、第３および第４トランジスタＱ３，Ｑ４がオフ状態になり、これに応じてカレントミラー回路２１５の第２トランジスタＱ２に流れていた電流Ｉ２の供給が停止されて０になるので、第１トランジスタＱ１に流れていた電流Ｉ１も０になる。この結果、ＬＥＤ１の順方向電流ＩF ＝０になり、ＬＥＤ１が消灯する。
なお、第７−２トランジスタＱ７−２のゲート電圧がローレベルからハイレベルに切り替わった直後に、第７−２トランジスタＱ７−２のドレイン−ソース間に流れるドレイン電流Ｉｄのオン期間は、半導体集積回路が有する寄生容量により決定されものである。
【０１９６】
（２）点灯動作
次に、時刻ｔ６２において、Ｅ点のゲート電圧がハイレベルからローレベルに切り替わると、第７−１トランジスタＱ７−１はオフ状態からオン状態に切り替わり、第７−２トランジスタＱ７−２はオン状態からオフ状態に切り替わり、第７−１トランジスタＱ７−１のドレイン−ソース間が導通状態となる。
この結果、駆動系電源ＶLED からＬＥＤ１、起動抵抗Ｒ２を介して第７−１トランジスタＱ７−１のドレインがハイレベルになり、Ｂ点に点灯信号が現れる。なお、起動抵抗Ｒ２が数ＭΩオーダーの抵抗値を有するため、起動電流はμＡオーダーの値となる。
【０１９７】
この起動電流に応じて図３０に示すＢ点の電圧が上昇するので、第３および第４トランジスタＱ３，Ｑ４がオンする。
さらに、第３および第４トランジスタＱ３，Ｑ４がオンすると、第１および第２トランジスタＱ１，Ｑ２のエミッタからベースに向かって電流が流れ、第１および第２トランジスタＱ１，Ｑ２がオンする。
【０１９８】
この結果、駆動系電源ＶLED からＬＥＤ１のアノード、カソード、第１トランジスタＱ１のエミッタからコレクタ、第３トランジスタＱ３のコレクタからエミッタを経由して電流Ｉ1 が流れる。同時に、駆動系電源ＶLED からＬＥＤ１のアノード、カソード、第２トランジスタＱ２のエミッタからコレクタ、第４トランジスタＱ４のコレクタからエミッタを経由して電流Ｉ2 が流れる。この結果、ＬＥＤ１に上述した定電流の順方向電流ＩF が生じるので、ＬＥＤ１が点灯する。
【０１９９】
次に、図３２を参照して、駆動系電源ＶLED の投入時でのＬＥＤ駆動回路３４１の動作について説明する。
まず、時刻ｔ７０において、駆動系電源ＶLED の供給が開始されて上昇し、時刻ｔ７１〜ｔ７２において、駆動系電源ＶLED の電圧が駆動可能電圧Ｖthを越えたこととする。
【０２００】
この時、Ｅ点に外部から与えられている電圧が０Ｖである場合には、時刻ｔ７２において、点灯信号が発生してＬＥＤ１にＩF が流れ、ＬＥＤ１が点灯する。なお、時刻ｔ７２〜ｔ７６の間で、駆動系電源ＶLED が安定したこととする。
【０２０１】
ここで、時刻ｔ７４〜ｔ７５において、Ｅ点に１回のハイレベル信号が外部から与えると、Ｂ点がローレベルに移行するので、ＬＥＤ１は消灯する。
図３２においては、時刻ｔ７６〜ｔ７９において駆動系電源ＶLED に電圧変動があるが、本実施の形態によれば定電流回路３５３を用いているので、電圧変動による影響がＩF 現れず、安定している。
【０２０２】
（第１１の実施の形態）
図３３は、本発明の第１１の実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路３６１の構成を示す図である。
図３３に示すように、ＬＥＤ駆動回路３６１は、外部からのパルス信号に応じて交互に繰り返す点灯信号と停止信号を生成して定電流回路３７３の動作をオンオフ制御するＯＮ−ＯＦＦ制御回路３５１と、ＯＮ−ＯＦＦ制御回路３５１から点灯信号および停止信号を入力し、点灯信号に応じて発光ダイオードＬＥＤ１に定電流を供給する一方、停止信号に応じてＬＥＤ１に供給していた定電流を停止する定電流回路３７３とから構成されている。なお、定電流回路３７３を構成するカレントミラー回路２１５と基準電圧回路２５７については、上述したのでその説明を省略する。
【０２０３】
次に、図３３を参照して、本発明の本実施の形態に係わるＬＥＤ駆動回路３６１の動作について説明する。なお、時刻ｔは図３１に示すそれぞれのタイミングである。
いま、時刻ｔ６０において、ＬＥＤ駆動回路３６１に駆動系電源ＶLED が印加されており、第７−１トランジスタＱ７−１と第７−２トランジスタＱ７−２のゲート電圧がローレベル状態にあることとして説明を始める。
このとき、第７−１トランジスタＱ７−１はオン状態になっているので、ＬＥＤ１および定電流回路３６１には電流が流れている。すなわち、順方向電流ＩF ＝Ｉ１＋Ｉ２となっている。
【０２０４】
（１）消灯動作
時刻ｔ６１において、Ｅ点のゲート電圧がローレベルからハイレベルに切り替わると、第７−１トランジスタＱ７−１はオン状態からオフ状態に切り替わり、第７−２トランジスタＱ７−２はオフ状態からオン状態に切り替わり、第７−２トランジスタＱ７−２のドレイン−ソース間が導通状態となる。
この結果、ＧＮＤレベルの停止信号がＢ点に生成されるので、駆動系電源ＶLED からＬＥＤ１のアノード、カソード、第１トランジスタＱ１のエミッタからコレクタ、第７−２トランジスタＱ７−２のドレインからソースを経由してＧＮＤへ電流Ｉ1 が流れる。
【０２０５】
この停止信号に応じて、図３３に示すＢ点の電圧がＧＮＤレベルになるので、同時に、第３および第４トランジスタＱ３，Ｑ４がオフ状態になり、これに応じてカレントミラー回路２１５の第２トランジスタＱ２に流れていた電流Ｉ２の供給が停止されて０になるので、第１トランジスタＱ１に流れていた電流Ｉ１も０になる。この結果、ＬＥＤ１の順方向電流ＩF ＝０になり、ＬＥＤ１が消灯する。
なお、第７−２トランジスタＱ７−２のゲート電圧がローレベルからハイレベルに切り替わった直後に、第７−２トランジスタＱ７−２のドレイン−ソース間に流れるドレイン電流Ｉｄのオン期間は、半導体集積回路が有する寄生容量により決定されものである。
【０２０６】
（２）点灯動作
次に、時刻ｔ６２において、Ｅ点のゲート電圧がハイレベルからローレベルに切り替わると、第７−１トランジスタＱ７−１はオフ状態からオン状態に切り替わり、第７−２トランジスタＱ７−２はオン状態からオフ状態に切り替わり、第７−１トランジスタＱ７−１のドレイン−ソース間が導通状態となる。
この結果、駆動系電源ＶLED からＬＥＤ１、起動抵抗Ｒ２を介して第７−１トランジスタＱ７−１のドレインがハイレベルになり、Ｂ点に点灯信号が現れる。なお、起動抵抗Ｒ２が数ＭΩオーダーの抵抗値を有するため、起動電流はμＡオーダーの値となる。
【０２０７】
この起動電流に応じて図３３に示すＢ点の電圧が上昇するので、第３および第４トランジスタＱ３，Ｑ４がオンする。
さらに、第３および第４トランジスタＱ３，Ｑ４がオンすると、第１および第２トランジスタＱ１，Ｑ２のエミッタからベースに向かって電流が流れ、第１および第２トランジスタＱ１，Ｑ２がオンする。
【０２０８】
この結果、駆動系電源ＶLED からＬＥＤ１のアノード、カソード、第１トランジスタＱ１のエミッタからコレクタ、第３トランジスタＱ３のコレクタからエミッタ、ダイオードＤ１〜Ｄｍを経由して電流Ｉ1 が流れる。同時に、駆動系電源ＶLED からＬＥＤ１のアノード、カソード、第２トランジスタＱ２のエミッタからコレクタ、第４トランジスタＱ４のコレクタからエミッタ、抵抗Ｒ１を経由して電流Ｉ2 が流れる。この結果、ＬＥＤ１に上述した定電流の順方向電流ＩF が生じるので、ＬＥＤ１が点灯する。
【０２０９】
（第１２の実施の形態）
図３４は、本発明の第１２の実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路３８１の構成を示す図である。
図３４に示すように、ＬＥＤ駆動回路３８１は、外部からのパルス信号に応じて交互に繰り返す点灯信号と停止信号を生成して定電流回路３９３の動作をオンオフ制御するＯＮ−ＯＦＦ制御回路３５１と、ＯＮ−ＯＦＦ制御回路３５１から点灯信号および停止信号を入力し、点灯信号に応じて発光ダイオードＬＥＤ１に定電流を供給する一方、停止信号に応じてＬＥＤ１に供給していた定電流を停止する定電流回路３９３とから構成されている。なお、定電流回路３９３を構成するカレントミラー回路２１５と基準電圧回路２５７およびバンドギャップ回路２７７については、上述したのでその説明を省略する。
【０２１０】
次に、図３４を参照して、本発明の本実施の形態に係わるＬＥＤ駆動回路３８１の動作について説明する。なお、時刻ｔは図３１に示すそれぞれのタイミングである。
いま、時刻ｔ６０において、ＬＥＤ駆動回路３８１に駆動系電源ＶLED が印加されており、第７−１トランジスタＱ７−１と第７−２トランジスタＱ７−２のゲート電圧がローレベル状態にあることとして説明を始める。
このとき、第７−１トランジスタＱ７−１はオン状態になっているので、ＬＥＤ１および定電流回路３９３には電流が流れている。すなわち、順方向電流ＩF ＝Ｉ１＋Ｉ２＋Ｉ３となっている。
【０２１１】
（１）消灯動作
時刻ｔ６１において、Ｅ点のゲート電圧がローレベルからハイレベルに切り替わると、第７−１トランジスタＱ７−１はオン状態からオフ状態に切り替わり、第７−２トランジスタＱ７−２はオフ状態からオン状態に切り替わり、第７−２トランジスタＱ７−２のドレイン−ソース間が導通状態となる。
この結果、ＧＮＤレベルの停止信号がＢ点に生成されるので、駆動系電源ＶLED からＬＥＤ１のアノード、カソード、第１トランジスタＱ１のエミッタからコレクタ、第７−２トランジスタＱ７−２のドレインからソースを経由してＧＮＤへ電流Ｉ1 が流れる。
【０２１２】
この停止信号に応じて、図３４に示すＢ点の電圧がＧＮＤレベルになるので、同時に、第３および第４トランジスタＱ３，Ｑ４がオフ状態になり、これに応じてカレントミラー回路２１５の第２トランジスタＱ２に流れていた電流Ｉ２の供給が停止されて０になるので、第１トランジスタＱ１に流れていた電流Ｉ１も０になる。
【０２１３】
同時に、第４トランジスタＱ４がオフ状態になったことに応じてバンドギャップ回路２７７の第８トランジスタＱ８に流れていた電流Ｉ２の供給が停止されて０になるので、これに応じて第９トランジスタＱ９に流れていた電流Ｉ３も０になる。この結果、ＬＥＤ１の順方向電流ＩF ＝０になり、ＬＥＤ１が消灯する。
【０２１４】
なお、第７−２トランジスタＱ７−２のゲート電圧がローレベルからハイレベルに切り替わった直後に、第７−２トランジスタＱ７−２のドレイン−ソース間に流れるドレイン電流Ｉｄのオン期間は、半導体集積回路が有する寄生容量により決定されものである。
【０２１５】
（２）点灯動作
次に、時刻ｔ６２において、Ｅ点のゲート電圧がハイレベルからローレベルに切り替わると、第７−１トランジスタＱ７−１はオフ状態からオン状態に切り替わり、第７−２トランジスタＱ７−２はオン状態からオフ状態に切り替わり、第７−１トランジスタＱ７−１のドレイン−ソース間が導通状態となる。
この結果、駆動系電源ＶLED からＬＥＤ１、起動抵抗Ｒ２を介して第７−１トランジスタＱ７−１のドレインがハイレベルになり、Ｂ点に点灯信号が現れる。なお、起動抵抗Ｒ２が数ＭΩオーダーの抵抗値を有するため、起動電流はμＡオーダーの値となる。
【０２１６】
この起動電流に応じて図３４に示すＢ点の電圧が上昇するので、駆動系電源ＶLED からＬＥＤ１、起動抵抗Ｒ２を介して第３トランジスタＱ３のベース電圧を上昇させて第３トランジスタＱ３がオンし、第３トランジスタＱ３のベースからエミッタへ、さらに、ダイオードＤ１〜Ｄｍを介して電流ＩR2が流れる。
この起動電流に応じて図３４に示すＢ点の電圧が上昇するので、第３および第４トランジスタＱ３，Ｑ４がオンする。
【０２１７】
さらに、第３および第４トランジスタＱ３，Ｑ４がオンすると、第１および第２トランジスタＱ１，Ｑ２のエミッタからベースに向かって電流が流れ、第１および第２トランジスタＱ１，Ｑ２がオンする。
この結果、駆動系電源ＶLED からＬＥＤ１のアノード、カソード、第２トランジスタＱ２のエミッタからコレクタ、第４トランジスタＱ４のコレクタからエミッタ、第１抵抗Ｒ１、第８トランジスタＱ８のコレクタからエミッタ、抵抗Ｒ５を経由してＧＮＤへ電流Ｉ2 が流れる。
このとき、第８トランジスタＱ８がオンするので、同時に、第９トランジスタＱ９がオンし、駆動系電源ＶLED からＬＥＤ１のアノード、カソード、第９トランジスタＱ９のコレクタからエミッタを経由してＧＮＤへ電流Ｉ3 が流れる。
【０２１８】
さらに、第３トランジスタＱ３がオンするので、駆動系電源ＶLED からＬＥＤ１のアノード、カソード、第１トランジスタＱ１のエミッタからコレクタ、第３トランジスタＱ３のコレクタからエミッタ、ダイオードＤ１〜Ｄｍを経由してＧＮＤへ電流Ｉ1 が流れる。
ここで、ＬＥＤ１に流れる順方向電流ＩF は、基準電圧回路２７５とバンドギャップ回路２７７とを流れる電流の総和となるため、
【数２５】
ＩF ＝Ｉ1 ＋Ｉ2 ＋Ｉ3 （２５）
となる。
この結果、ＬＥＤ１に上述した定電流の順方向電流ＩF が生じるので、ＬＥＤ１が点灯する。
【０２１９】
（応用例１）
図３５は、上述した本発明の第１０の実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路３４１を応用したＬＥＤ駆動装置４０１の構成を示す図である。
図３５に示すように、ＬＥＤ駆動装置４０１は、外部から入力される制御信号ＣＮＴＹ１〜４に応じて駆動系電源ＶLED からそれぞれのＬＥＤ１１〜４４に供給する接続線をそれぞれオンオフする例えばリレーの接点や半導体スイッチからなるスイッチＳＷ１〜４と、スイッチＳＷ１〜４とそれぞれ接続するＬＥＤ１１〜４４と、ＬＥＤ１１〜４４にそれぞれ接続して定電流を供給する定電流回路ＩＣＣ１〜４とをそれぞれ直列に接続している。
【０２２０】
また、定電流回路ＩＣＣ１〜４には、外部からそれぞれＥ１〜Ｅ４に入力されるパルス信号に応じてオンオフ制御するＯＮ−ＯＦＦ制御回路４１１〜４１４が接続されている。
このＬＥＤ駆動装置４０１は、外部から入力される制御信号ＣＮＴＹ１〜４に応じてスイッチＳＷ１〜４がオンオフ制御され点灯すべきＬＥＤが指定され、さらに、外部からそれぞれＥ１〜Ｅ４に入力されるパルス信号に応じてＬＥＤの点灯タイミングが指定されるので、パルス信号の発生タイミングをちらつきが気にならない周波数以上に設定することで、ディスプレイ装置として利用することができる。
【０２２１】
このＬＥＤ駆動装置４０１に用いる定電流回路ＩＣＣ１〜４は、第４〜第１２の実施の形態に示すＬＥＤ駆動回路２０１，２２１，２４１，２６１，２８１，３０１，３２１，３４１，３６１，３８１の何れでも採用することが可能である。また、定電流回路は高インピーダンス特性を有しているので、駆動系電源ＶLED の電圧が増加しても電流値ＩF は一定となる。
【０２２２】
図３５に示すようなダイナミック駆動のＬＥＤ駆動装置４０１に対して、同一光度のＬＥＤを数多く実装した場合を想定した場合、
（１）第４〜第１２の実施の形態に示す何れの定電流回路を用いても、ＬＥＤには駆動系電源ＶLED の電圧や順方向電圧ＶF に依らず安定した定電流の順方向電流ＩF を供給できるため、ＬＥＤ毎に光度バラつきを起こす可能性が極めて低い。また、ＬＥＤをオンオフ制御するためのＯＮ−ＯＦＦ制御回路により停止信号が出力されている場合、定電流回路はオフ状態になっているため、点灯時に生じる電流以外の無駄な電流が流れることがなく、高効率の「定電流方式ＬＥＤドライバー」を実現することができる。
【０２２３】
（２）面積効率が高いモノリシックＩＣを例えば、上述したＯＮ−ＯＦＦ制御回路と定電流回路とで実現することが可能であり、ＬＥＤ不具合検出機能やサージ保護機能を付加することが可能である。
【０２２４】
（第４〜第１２の実施の形態における共通の効果）
第４〜第１２の実施の形態におけるＬＥＤ駆動回路によれば、以下のような共通の効果があった。
特に、従来の発光ダイオード駆動回路と比較して、発光ダイオードの明度が安定し、かつ、電源効率の向上に寄与することができる。
【０２２５】
（１）ＬＥＤ１には、駆動系電源の電圧やＶＦに依存せず、安定した定電流を供給することができるため、他のＬＥＤに交換した場合でも、光度バラツキを起こす可能性が極めて低い。
【０２２６】
（２）ＯＮ−ＯＦＦ制御回路から停止信号が出力されている場合には、定電流回路もオフされるため、無駄な電流が流れないので、高効率のＬＥＤ駆動回路を提供することができる。なお、図２６に示すように、第７，８，９の実施の形態では、起動抵抗に数μＡの電流が流れるが、効率の低下に影響を与えない電流レベルである。
【０２２７】
（３）ＯＮ−ＯＦＦ制御回路に用いるトランジスタは、ＬＥＤをオンオフ制御するスイッチング素子Ｑ７よりもＰｃ損失分を低下することができるので、発熱量の減少に寄与することができる。
（４）面積効率が高いモノリシックＩＣを実現することができる。
【０２２８】
（５）バイポーラプロセスやＢｉＣＭＯＳプロセスに適応することができる。
【０２２９】
上述した従来の発光ダイオード駆動回路と比較して、発光ダイオードの明度が安定し、かつ、電源効率の向上に寄与することができる。
【０２３０】
【発明の効果】
請求項１記載の本発明によれば、外部からのパルス信号に応じてスイッチング素子により定電流回路の動作をオン制御された場合、起動抵抗によりカレントミラー回路を起動して電流を生成し、カレントミラー回路から生成された電流を基準電圧回路により受けて基準電圧を生成するとともに負の温度係数を有する定電流を生成し、さらに、基準電圧回路から生成された定電流を受けたバンドギャップ回路により所定の符号および大きさの温度係数を有する定電流を生成するので、従来の発光ダイオード駆動回路と比較して、発光ダイオードの明度がさらに安定し、かつ、電源効率の向上に寄与することができる。
【０２３５】
請求項７記載の本発明によれば、直列に接続されている発光ダイオードと定電流回路に直流電源が加わった場合、起動抵抗によりカレントミラー回路を起動して電流を生成し、カレントミラー回路から生成された電流を基準電圧回路により受けて基準電圧を生成するとともに負の温度係数を有する定電流を生成し、さらに、基準電圧回路から生成された定電流を受けたバンドギャップ回路により所定の符号および大きさの温度係数を有する定電流を生成するので、従来の発光ダイオード駆動回路と比較して、発光ダイオードの明度がさらに安定し、かつ、電源効率の向上に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路１１の構成を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路１１の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図３】ＬＥＤ駆動回路１１に設けられた定電流回路１３における直流電源Ｖccと順方向電流ＩF との特性を示すグラフである。
【図４】定電流回路１３における順方向電流ＩF とジャンクション温度Ｔjとの特性を示すグラフである。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路１１の変形例１の構成を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路１１の変形例２の構成を示す図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路２１の構成を示す図である。
【図８】ＬＥＤ駆動回路２１に設けられた定電流回路２３における直流電源Ｖccと順方向電流ＩF との特性を示すグラフである。
【図９】定電流回路２３における順方向電流ＩF とジャンクション温度Ｔjとの特性を示すグラフである。
【図１０】本発明の第３の実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路３１の構成を示す図である。
【図１１】本発明の第３の実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路３１に設けられた定電流回路３３をモノリシック形成した場合に、第１抵抗Ｒ１及び第３抵抗Ｒ３とジャンクション温度Ｔjとの特性を示すグラフである。
【図１２】定電流回路３３における順方向電圧ＶF とジャンクション温度Ｔjとの特性を示すグラフである。
【図１３】本発明の第１乃至第３実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路１１，２１，３１を応用したＬＥＤ駆動装置４１の構成を示す図である。
【図１４】本発明の第１乃至第３実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路１１，２１，３１を応用したＬＥＤ駆動装置５１の構成を示す図である。
【図１５】従来のＬＥＤ駆動回路１０１を示す図である。
【図１６】従来のＬＥＤ駆動回路１０１の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図１７】従来のＬＥＤ駆動回路１０２を示す図である。
【図１８】従来のＬＥＤ駆動回路１０２の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図１９】本発明の第４の実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路２０１の構成を示す図である。
【図２０】本発明の第４の実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路２０１の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図２１】ＬＥＤ駆動回路２０１に設けられた定電流回路における駆動系電源ＶLED と順方向電流ＩF との特性を示すグラフである。
【図２２】本発明の第４の実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路２０１の変形例１の構成を示す図である。
【図２３】本発明の第５の実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路２４１の構成を示す図である。
【図２４】本発明の第６の実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路２６１の構成を示す図である。
【図２５】本発明の第７の実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路２８１の構成を示す図である。
【図２６】本発明の第７の実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路２８１の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図２７】ＬＥＤ駆動回路２８１に設けられた定電流回路における駆動系電源ＶLED と順方向電流ＩF との特性を示すグラフである。
【図２８】本発明の第８の実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路３０１の構成を示す図である。
【図２９】本発明の第９の実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路３２１の構成を示す図である。
【図３０】本発明の第１０の実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路３４１の構成を示す図である。
【図３１】本発明の第１０の実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路３４１の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図３２】ＬＥＤ駆動回路３４１に設けられた定電流回路における駆動系電源ＶLED と順方向電流ＩF との特性を示すグラフである。
【図３３】本発明の第１１の実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路３６１の構成を示す図である。
【図３４】本発明の第１２の実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路３８１の構成を示す図である。
【図３５】本発明の第４乃至第１２実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路を応用したＬＥＤ駆動装置４０１の構成を示す図である。
【符号の説明】
１１，２１，３１ ＬＥＤ駆動回路
ＬＥＤ１ 発光ダイオード
１２，１３，１４，２３，３３ 定電流回路
Ｑ７ スイッチング素子
１５，１６，１９ カレントミラー回路
１７，１８，３７ バンドギャップ回路
２７，３５ 基準電圧回路
２０１，２２１，２４１，２６１，２８１，３０１，３２１，３４１，３６１，３８１ ＬＥＤ駆動回路
ＬＥＤ１ 発光ダイオード
２１３，２３３，２５１，２７３，２９３，３１３，３３３，３５３，３６１，３９３ 定電流回路
２１５，２３５ カレントミラー回路
２１７，２３７，２７７ バンドギャップ回路
２５７，２７５ 基準電圧回路
【発明の属する技術分野】
本発明は、発光ダイオード（以下、ＬＥＤという）を定電流駆動する発光ダイオード駆動回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、発光ダイオード駆動回路としては、図１５および図１７に示すものが知られている。
図１５に示すＬＥＤ駆動回路１０１は、直流電源Ｖcc、抵抗Ｒ１０１、トランジスタＱ１０１から構成されている。図１６に示すように、外部からＡ点に入力されるパルス信号がローレベルになりＬＥＤ１０１が消灯している場合には、ＬＥＤ１０１の駆動電流を遮断することができるため、高効率駆動が可能になるといった利点を有している。
【０００３】
また、図１７に示すＬＥＤ駆動回路１０２は、直流電源Ｖcc、カレントミラー回路からなる定電流源（トランジスタＱ１０２，Ｑ１０３）、トランジスタＱ１０４から構成されている。このＬＥＤ駆動回路１０２を複数設け、同一光度ランクのＬＥＤ１０２をそれぞれに実装した場合、ＬＥＤ１０２毎の順方向電圧ＶF がバラついても、明るさはバラつかないといった利点を有している。
【０００４】
なお、ＬＥＤ駆動回路としては、特許文献１に記載された回路が報告されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平６−２０９１２３
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１５に示すＬＥＤ駆動回路１０１を複数設けた場合、ＬＥＤ１０１の順方向電圧ＶF がバラつくことにより、順方向電流ＩF が変動して動作点が異なるため、ＬＥＤ１０１毎に明るさが異なる可能性が高いといった問題があった。
【０００７】
また、図１７に示すＬＥＤ駆動回路１０２では、図１８に示すように、外部からＢ点に入力されるパルス信号がハイレベルになりＬＥＤ１０２が消灯していても、定電流がトランジスタＱ１０４に流れるため、電源効率が低下するといった問題があった。
このため、定電流回路を用いて高効率に動作可能なＬＥＤ駆動回路の実現が要望されていた。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的としては、発光ダイオードの明度が安定し、かつ、電源効率の向上に寄与することができる発光ダイオード駆動回路を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、上記課題を解決するため、発光ダイオードに所定の符号および大きさの温度係数を有する定電流を供給する定電流回路と、直列に接続される前記発光ダイオードおよび前記定電流回路に、直列に接続して外部からのパルス信号に応じて前記定電流回路の動作をオンオフ制御するスイッチング素子と、を備えた発光ダイオード駆動回路であって、前記定電流回路は、電流源としてのカレントミラー回路と、前記カレントミラー回路に起動電流を流して前記カレントミラー回路を起動するための起動抵抗と、前記カレントミラー回路が起動されて前記カレントミラー回路から生成された電流を受けて基準電圧を生成するとともに負の温度係数を有する定電流を生成する基準電圧回路と、前記基準電圧回路から生成された定電流を受けて所定の符号および大きさの温度係数を有する定電流を生成するバンドギャップ回路と、を有し、前記カレントミラー回路に流れる前記起動電流は、前記起動抵抗には流れ、前記基準電圧回路および前記バンドギャップ回路には流れないことを要旨とする。
【００１４】
請求項２記載の発明は、上記課題を解決するため、前記定電流回路において、前記カレントミラー回路は、ＰＮＰ型の第１および第２のトランジスタを有し、エミッタが共通接続され、ベースが共通接続され、さらに第２のトランジスタのベース−コレクタが接続され、前記基準電圧回路は、ＮＰＮ型の第３および第４のトランジスタを有し、ベースが共通接続され、前記第１のトランジスタのコレクタと第３のトランジスタのコレクタおよびベースが接続され、前記第２のトランジスタのコレクタと第４のトランジスタのコレクタが接続され、第３のトランジスタのエミッタが直列に接続されるｍ個のダイオードの第１のダイオードのアノードに接続され、第４のトランジスタのエミッタが第１の抵抗の他端に接続され、前記バンドギャップ回路は、ＮＰＮ型の第５および第６のトランジスタを有し、ベースが共通接続され、前記第１の抵抗の一端と第５のトランジスタのコレクタおよびベースが接続され、前記第２のトランジスタのエミッタと第６のトランジスタのコレクタが接続され、第５のトランジスタのエミッタが第３の抵抗の他端に接続され、第６のトランジスタのエミッタが第３の抵抗の一端に接続されるとともに前記直列に接続されるｍ個のダイオードの第ｍダイオードのカソードに接続され、前記起動抵抗は、前記第２のトランジスタのベースと前記第３の抵抗の一端との間に接続されていることを要旨とする。
【００１６】
請求項３記載の発明は、上記課題を解決するため、前記バンドギャップ回路に設けられた第６のトランジスタは、マルチエミッタを有することを要旨とする。
【００１７】
請求項４記載の発明は、上記課題を解決するため、前記第１の抵抗および第３の抵抗は、前記第４のトランジスタおよび第５のトランジスタに流れる電流を制限するとともに前記第６のトランジスタに流れる電流の温度係数を調整することを要旨とする。
【００１８】
請求項５記載の発明は、上記課題を解決するため、前記スイッチング素子は、バイポーラトランジスタ、ＦＥＴ、ＩＧＢＴの何れか１つからなる半導体スイッチング素子であることを要旨とする。
【００１９】
請求項６記載の発明は、上記課題を解決するため、半導体集積回路としてモノリシック形成されることを要旨とする。
【００２２】
請求項７記載の発明は、上記課題を解決するため、発光ダイオードに所定の符号および大きさの温度係数を有する定電流を供給する定電流回路を備え、前記発光ダイオードと前記定電流回路を直列に接続してなる発光ダイオード駆動回路であって、前記定電流回路は、電流源としてのカレントミラー回路と、前記カレントミラー回路に起動電流を流して前記カレントミラー回路を起動するための起動抵抗と、前記カレントミラー回路が起動されて前記カレントミラー回路から生成された電流を受けて基準電圧を生成するとともに負の温度係数を有する定電流を生成する基準電圧回路と、前記基準電圧回路から生成された定電流を受けて所定の符号および大きさの温度係数を有する定電流を生成するバンドギャップ回路と、を有し、前記カレントミラー回路に流れる前記起動電流は、前記起動抵抗には流れ、前記基準電圧回路および前記バンドギャップ回路には流れないことを要旨とする。
【００２３】
請求項８記載の発明は、上記課題を解決するため、半導体集積回路としてモノリシック形成されることを要旨とする。
【００４１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。なお、請求項１乃至請求項８の発明に対応する発明の実施の形態は、（第１の実施の形態）〜（第３の実施の形態）に記載されており、これらの実施例以外の実施例は参考である。
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路１１の構成を示す図である。
【００４２】
図１に示すように、ＬＥＤ駆動回路１１は、ＬＥＤ１に正の温度係数を有する定電流を供給する定電流回路１３と、直列に接続されるＬＥＤ１および定電流回路１３に、直列に接続して外部からのパルス信号に応じて定電流回路１３の動作をオンオフ制御するスイッチング素子Ｑ７とから構成されている。
詳しくは、定電流回路１３は、電流源としてのカレントミラー回路１５と、カレントミラー回路１５を起動するための起動抵抗Ｒ２と、カレントミラー回路から生成された電流を受けて正の温度係数を有する定電流を生成するバンドギャップ回路１７とから構成されている。
【００４３】
さらに、第１抵抗Ｒ１は、第４トランジスタＱ４に流れる電流を制限するために設けられている。
定電流回路１３において、カレントミラー回路１５は、ＰＮＰ型の第１のトランジスタＱ１および第２のトランジスタＱ２を有し、エミッタが共通接続され、ベースが共通接続され、さらに第２のトランジスタＱ２のベース−コレクタが接続されている。また、バンドギャップ回路１７は、ＮＰＮ型の第３のトランジスタＱ３および第４のトランジスタＱ４を有し、ベースが共通接続され、第１のトランジスタＱ１のコレクタと第３のトランジスタＱ３のコレクタおよびベースが接続され、第２のトランジスタＱ２のコレクタと第４のトランジスタＱ４のコレクタが接続され、第３のトランジスタＱ３のエミッタが第１の抵抗Ｒ１の一端に接続され、第４のトランジスタＱ４のエミッタが第１の抵抗Ｒ１の他端に接続されている。さらに、起動抵抗Ｒ２は、第２のトランジスタＱ２のベースと第１の抵抗Ｒ１の一端との間に接続されている。
【００４４】
次に、図２〜図４を参照して、本発明の本実施の形態に係わるＬＥＤ駆動回路１１の動作について説明する。なお、時刻ｔは図２に示すそれぞれのタイミングである。
いま、時刻ｔ０において、ＬＥＤ駆動回路１１に直流電源Ｖccが印加されており、スイッチング素子Ｑ７のベース電圧がローレベル状態にあることとして説明を始める。
【００４５】
このとき、スイッチング素子Ｑ７はオフ状態になっているので、ＬＥＤ１および定電流回路１３には電流が流れていない。すなわち、順方向電流ＩF ＝０となっている。
次に、時刻ｔ１において、スイッチング素子Ｑ７のベース電圧がローレベルからハイレベルに切り替わると、スイッチング素子Ｑ７はオフ状態からオン状態に切り替わり、スイッチング素子Ｑ７のコレクタ−エミッタ間が導通して図１に示すＤ点の電圧がほぼＧＮＤレベルになる。
【００４６】
図１に示すＤ点の電圧がほぼＧＮＤレベルになると、まず、直流電源ＶccからＬＥＤ１のアノード、カソード、第２トランジスタＱ２のエミッタからベース、起動抵抗Ｒ２、スイッチング素子Ｑ７のコレクタからエミッタを経由して起動電流が流れ、容易に起動できるようになる。なお、起動抵抗Ｒ２がＭΩオーダーの抵抗値を有するため、起動電流はμＡオーダーの値となる。
【００４７】
この起動電流に応じて図１に示すＣ点のベース電圧が降下し、第１および第２トランジスタＱ１，Ｑ２がオンする。
なお、定電流回路１３に設けられているトランジスタＱ１〜Ｑ４のうち第１および第２トランジスタＱ１，Ｑ２のみがオンするような最小の直流電源Ｖccの電圧を、図３に示すように、Ｖcc1 とすると、
【数１】
【００４８】
さらに、第１および第２トランジスタＱ１，Ｑ２がオンすると、第３および第４トランジスタＱ３，Ｑ４のベースからエミッタに向かって電流が流れ、第３および第４トランジスタＱ３，Ｑ４がオンする。
この結果、直流電源ＶccからＬＥＤ１のアノード、カソード、第１トランジスタＱ１のエミッタからコレクタ、第３トランジスタＱ３のコレクタからエミッタ、スイッチング素子Ｑ７のコレクタからエミッタを経由して電流Ｉ1 が流れる。同時に、直流電源ＶccからＬＥＤ１のアノード、カソード、第２トランジスタＱ２のエミッタからコレクタ、第４トランジスタＱ４のコレクタからエミッタ、第１抵抗Ｒ１、スイッチング素子Ｑ７のコレクタからエミッタを経由して電流Ｉ2 が流れる。
【００４９】
なお、定電流回路１３に設けられているトランジスタＱ１〜Ｑ４の全てがオンしてＬＥＤ１のＩF が一定になるような最小の直流電源Ｖccの電圧を、図３に示すように、Ｖcc2 とすると、
【数２】
【００５０】
上述したように、第１および第２トランジスタＱ１，Ｑ２は、カレントミラー回路１５を構成しており、さらに、カレントミラー回路１５は半導体集積回路としてモノリシック形成されているので、同一セルにて形成されている第１および第２トランジスタＱ１，Ｑ２にそれぞれ流れる電流Ｉ1 ，Ｉ2 は等しくなる。
【００５１】
【数３】
Ｉ1 ＝Ｉ2 （３）
従って、ＬＥＤ１に流れる順方向電流ＩF は、
【数４】
ＩF ＝Ｉ1 ＋Ｉ2 （４）
となる。
【００５２】
すなわち、第４トランジスタＱ４のエミッタにマルチエミッタを採用しているので、第１抵抗Ｒ１を調整することで、Ｉ1 ＝Ｉ2 となり、さらに、第１および第２トランジスタＱ１，Ｑ２が同一セルにて形成されているので、
【数５】
Ｉ1 ＝Ｉ2 ＝０．５×ＩF （５）
となる。
【００５３】
また、第４トランジスタＱ４の１個あたりのエミッタ面積Ｓ（Ｑ４）と、第３トランジスタＱ３のエミッタ面積Ｓ（Ｑ３）は、それぞれ同一セルにて形成されているので、第４トランジスタＱ４のセル数をｎとすると、
【数６】
Ｓ（Ｑ４）＝ｎ・Ｓ（Ｑ３） （６）
となる。
【００５４】
ここで、第３トランジスタＱ３のベース・エミッタ間の電圧降下ＶBE（Ｑ３）＝ＶBE（Ｑ４）＋Ｉ2×Ｒ１の関係が成り立つことから、
【数７】
【００５５】
（７）式を解くと、電流Ｉ1 ，Ｉ2 、ＬＥＤ１の順方向電流ＩF をそれぞれ求めることができる。
なお、バンドギャップ回路１７により発生する順方向電流ＩFは、図４に示すように、ジャンクション温度Ｔjの上昇にともない増加する。
【００５６】
このように、時刻ｔ１において、スイッチング素子Ｑ７のベース電圧がローレベルからハイレベルに切り替わると、スイッチング素子Ｑ７はオフ状態からオン状態に切り替わり、スイッチング素子Ｑ７のコレクタ−エミッタ間が導通して図１に示すＤ点の電圧がほぼＧＮＤレベルになる。この結果、ＬＥＤ１に上述した定電流の順方向電流ＩF が生じるので、ＬＥＤ１が点灯する。
【００５７】
次に、時刻ｔ２において、スイッチング素子Ｑ７のベース電圧がハイレベルからローレベルに切り替わると、スイッチング素子Ｑ７はオン状態からオフ状態に切り替わり、スイッチング素子Ｑ７のコレクタ−エミッタ間が非導通となり図１に示すＤ点の電圧が直流電源Ｖccレベルになる。この結果、ＬＥＤ１の順方向電流ＩF ＝０になり、ＬＥＤ１が消灯する。
【００５８】
（変形例１）
図５は、本発明の第１の実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路１１の変形例１の構成を示す図である。
本変形例の特徴は、カレントミラー回路１６として、図１に示すカレントミラー回路１５の第１および第２トランジスタＱ１，Ｑ２を構成するＰＮＰ型トランジスタＱ１〜Ｑ２のエミッタに抵抗Ｒ１１,Ｒ１２を直列に接続し、バンドギャップ回路１８として、バンドギャップ回路１７の第３および第４トランジスタＱ３，Ｑ４を構成するＮＰＮ型トランジスタＱ３〜Ｑ４のエミッタに抵抗Ｒ１３，Ｒ１４を直列に接続することにある。
なお、図５に示すトランジスタのエミッタに抵抗を接続するという構成は、後述する図６，７，１０に示すトランジスタについても適用できる。
【００５９】
このように、トランジスタＱ１〜Ｑ４のエミッタに抵抗を直列に接続することで、直流電源Ｖccの電圧変動に起因してトランジスタに生じるアーリー効果を抑制することができるとともに、電流Ｉ1 とＩ2 の比で表す電流バランスを調整することもでき、この結果、直流電源Ｖccの電圧変動に影響されにくい定電流回路を構成することができる。
【００６０】
（変形例２）
図６は、本発明の第１の実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路１１の変形例２の構成を示す図である。
本変形例の特徴は、カレントミラー回路１９として、図１に示すカレントミラー回路１５の第１および第２トランジスタＱ１，Ｑ２を構成するＰＮＰ型トランジスタに代わって、Ｐｃｈ−ＭＯＳＦＥＴを用いたことにあり、応答速度を向上することができる。
【００６１】
本実施の形態における効果は、外部からのパルス信号に応じてスイッチング素子Ｑ７により定電流回路１４の動作をオン制御された場合、起動抵抗Ｒ２によりカレントミラー回路１９を起動して電流を生成し、カレントミラー回路１９から生成された電流をバンドギャップ回路１７が受けて正の温度係数を有する定電流を生成し、スイッチング素子Ｑ７と定電流回路１４に直列に接続したＬＥＤ１に供給するので、上述した従来のＬＥＤ駆動回路１０１，１０２と比較して、ＬＥＤ１の明度が安定し、かつ、電源効率の向上に寄与することができる。
【００６２】
なお、本実施の形態においては、スイッチング素子Ｑ７を設けておき、外部からのパルス信号に応じてスイッチング素子Ｑ７により定電流回路１４の動作をオン制御するように構成したが、本発明はこのような場合に限定するものではなく、スイッチング素子Ｑ７を構成上から削除してもよい。すなわち、直列に接続されているＬＥＤ１と定電流回路１４に直流電源が加わった場合、起動抵抗Ｒ２によりカレントミラー回路１９を起動して電流を生成し、カレントミラー回路１９から生成された電流をバンドギャップ回路１７が受けて正の温度係数を有する定電流を生成し、定電流回路１４に直列に接続したＬＥＤ１に供給するので、上述した従来のＬＥＤ駆動回路１０１，１０２と比較して、ＬＥＤ１の明度が安定し、かつ、電源効率の向上に寄与することができる。
【００６３】
（第２の実施の形態）
図７は、本発明の第２の実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路２１の構成を示す図である。
図７に示すように、ＬＥＤ駆動回路２１は、ＬＥＤ１に負の温度係数を有する定電流を供給する定電流回路２３と、直列に接続されるＬＥＤ１および定電流回路２３に、直列に接続して外部からのパルス信号に応じて定電流回路２３の動作をオンオフ制御するスイッチング素子Ｑ７とから構成されている。
【００６４】
詳しくは、定電流回路２３は、電流源としてのカレントミラー回路１５と、カレントミラー回路１５を起動するための起動抵抗Ｒ２と、カレントミラー回路１５から生成された電流を受けて基準電圧を生成するとともに負の温度係数を有する定電流を生成する基準電圧回路２７とから構成されている。
なお、カレントミラー回路１５は、第１の実施の形態において説明したので、その説明を省略する。
【００６５】
上述した定電流回路２３において、カレントミラー回路１５は、ＰＮＰ型の第１のトランジスタＱ１および第２のトランジスタＱ２を有し、エミッタが共通接続され、ベースが共通接続され、さらに第２のトランジスタＱ２のベース−コレクタが接続されている。基準電圧回路２７は、ＮＰＮ型の第３のトランジスタＱ３および第４のトランジスタＱ４を有し、ベースが共通接続され、第１のトランジスタＱ１のコレクタと第３のトランジスタＱ３のコレクタおよびベースが接続され、第２のトランジスタＱ２のコレクタと第４のトランジスタＱ４のコレクタが接続され、第３のトランジスタＱ３のエミッタが少なくとも１つ以上のダイオードＤ１〜Ｄｍを介して第１の抵抗Ｒ１の一端に接続され、第４のトランジスタＱ４のエミッタが第１の抵抗Ｒ１の他端に接続されている。さらに、起動抵抗Ｒ２は、第２のトランジスタＱ２のベースと第１の抵抗Ｒ１の一端との間に接続されている。
【００６６】
次に、図８〜図９を参照して、本発明の本実施の形態に係わるＬＥＤ駆動回路２１の動作について説明する。なお、時刻ｔは図２に示すそれぞれのタイミングである。
いま、時刻ｔ０において、ＬＥＤ駆動回路２１に直流電源Ｖccが印加されており、スイッチング素子Ｑ７のベース電圧がローレベル状態にあることとして説明を始める。
このとき、スイッチング素子Ｑ７はオフ状態になっているので、ＬＥＤ１および定電流回路２３には電流が流れていない。すなわち、順方向電流ＩF ＝０となっている。
【００６７】
次に、時刻ｔ１において、スイッチング素子Ｑ７のベース電圧がローレベルからハイレベルに切り替わると、スイッチング素子Ｑ７はオフ状態からオン状態に切り替わり、スイッチング素子Ｑ７のコレクタ−エミッタ間が導通して図７に示すＤ点の電圧がほぼＧＮＤレベルになる。
図７に示すＤ点の電圧がほぼＧＮＤレベルになると、まず、直流電源ＶccからＬＥＤ１のアノード、カソード、第２トランジスタＱ２のエミッタからベース、起動抵抗Ｒ２、スイッチング素子Ｑ７のコレクタからエミッタを経由して起動電流が流れ、容易に起動できるようになる。この起動電流に応じて図７に示すＣ点のベース電圧が降下し、第１および第２トランジスタＱ１，Ｑ２がオンする。
【００６８】
なお、定電流回路２３に設けられているトランジスタＱ１〜Ｑ４のうち第１および第２トランジスタＱ１，Ｑ２のみがオンするような最小の直流電源Ｖccの電圧を、図８に示すように、Ｖcc1 とすると、上述した（１）式と同様になる。
【００６９】
さらに、第１および第２トランジスタＱ１，Ｑ２がオンすると、第４トランジスタＱ４のベースからエミッタに向かって電流が流れ、第４トランジスタＱ４がオンする。
この結果、直流電源ＶccからＬＥＤ１のアノード、カソード、第２トランジスタＱ２のエミッタからコレクタ、第４トランジスタＱ４のコレクタからエミッタ、スイッチング素子Ｑ７のコレクタからエミッタを経由して電流Ｉ2 が流れる。
【００７０】
同時に、直流電源ＶccからＬＥＤ１のアノード、カソード、第１トランジスタＱ１のエミッタからコレクタ、第３トランジスタＱ３のコレクタからエミッタ、ダイオードＤ１〜Ｄｍ、スイッチング素子Ｑ７のコレクタからエミッタを経由して電流Ｉ1 が流れる。
【００７１】
なお、定電流回路２３に設けられているトランジスタＱ１〜Ｑ４の全てがオンしてＬＥＤ１のＩF が一定になるような最小の直流電源Ｖccの電圧を、図８に示すように、Ｖcc2 とすると、
【数８】
【００７２】
上述したように、第１および第２トランジスタＱ１，Ｑ２は、カレントミラー回路１５を構成しており、さらに、カレントミラー回路１５は半導体集積回路としてモノリシック形成されているので、同一セルにて形成されている第１および第２トランジスタＱ１，Ｑ２にそれぞれ流れる電流Ｉ1 ，Ｉ2 は等しくなる。
【００７３】
【数９】
Ｉ1 ＝Ｉ2 （９）
従って、ＬＥＤ１に流れる順方向電流ＩF は、
【数１０】
ＩF ＝Ｉ1 ＋Ｉ2 （１０）
となる。
【００７４】
また、第４トランジスタＱ４のエミッタに接続されている第１抵抗Ｒ１による電圧降下は、第３トランジスタＱ３のエミッタに接続されているダイオードＤ１〜Ｄｍによる電圧降下と同一になるので、
【数１１】
Ｉ２＝（ｍ×ＶF ）／Ｒ１ （１１）
となる。
なお、ダイオードＤｍの個数が多くなるに従って第１抵抗Ｒ１は、設定し易くなる。但し、起動抵抗Ｒ２に発生する起動電圧が高くなるので、直流電源Ｖccも高くなる。
【００７５】
さらに、第１および第２トランジスタＱ１，Ｑ２が同一セルにて形成されているので、Ｉ1＝Ｉ2となり、
【数１２】
Ｉ1 ＝Ｉ2 ＝０．５×ＩF （１２）
となる。
また、（１１）式を解くと、電流Ｉ1 ，Ｉ2 、ＬＥＤ１の順方向電流ＩF をそれぞれ求めることができる。
【００７６】
なお、基準電圧回路２７内のダイオードＤ１〜Ｄｍは、図９に示すように、ジャンクション温度Ｔjに対して順方向電流ＩF が減少する負の温度係数を有している。
【００７７】
このように、時刻ｔ１において、スイッチング素子Ｑ７のベース電圧がローレベルからハイレベルに切り替わると、スイッチング素子Ｑ７はオフ状態からオン状態に切り替わり、スイッチング素子Ｑ７のコレクタ−エミッタ間が導通して図７に示すＤ点の電圧がほぼＧＮＤレベルになる。この結果、ＬＥＤ１に上述した定電流の順方向電流ＩF が生じるので、ＬＥＤ１が点灯する。
【００７８】
次に、時刻ｔ２において、スイッチング素子Ｑ７のベース電圧がハイレベルからローレベルに切り替わると、スイッチング素子Ｑ７はオン状態からオフ状態に切り替わり、スイッチング素子Ｑ７のコレクタ−エミッタ間が非導通となり図７に示すＤ点の電圧が直流電源Ｖccレベルになる。この結果、ＬＥＤ１の順方向電流ＩF ＝０になり、ＬＥＤ１が消灯する。
なお、第１および第２トランジスタＱ１，Ｑ２は、同一セルにて形成されているので、上述した（１３）式のようにＩ1 ＝Ｉ2 としてあつかったが、
【数１３】
Ｑ１のエミッタ面積＜Ｑ２のエミッタ面積 （１３）
としてもよく、この場合、トランジスタＱ１，Ｑ２の面積比からＩ1 ＜Ｉ2 として扱ってもよい。
また、定電流回路２３を半導体集積回路としてモノリシック形成した場合、第１抵抗Ｒ１の抵抗値は正の温度係数を有することとなる。
【００７９】
本実施の形態における効果は、外部からのパルス信号に応じてスイッチング素子Ｑ７により定電流回路２３の動作をオン制御された場合、起動抵抗Ｒ２によりカレントミラー回路１５を起動して電流を生成し、カレントミラー回路１５から生成された電流を基準電圧回路２７により受けて基準電圧を生成するとともに負の温度係数を有する定電流を生成するので、従来のＬＥＤ駆動回路１０１，１０２と比較して、ＬＥＤの明度が安定し、かつ、電源効率の向上に寄与することができる。
【００８０】
なお、本実施の形態においては、スイッチング素子Ｑ７を設けておき、外部からのパルス信号に応じてスイッチング素子Ｑ７により定電流回路２３の動作をオン制御するように構成したが、本発明はこのような場合に限定するものではなく、スイッチング素子Ｑ７を構成上から削除してもよい。すなわち、直列に接続されているＬＥＤ１と定電流回路２３に直流電源が加わった場合、起動抵抗Ｒ２によりカレントミラー回路１５を起動して電流を生成し、カレントミラー回路１５から生成された電流を基準電圧回路２７により受けて基準電圧を生成するとともに負の温度係数を有する定電流を生成するので、従来のＬＥＤ駆動回路１０１，１０２と比較して、ＬＥＤの明度が安定し、かつ、電源効率の向上に寄与することができる。
【００８１】
（第３の実施の形態）
図１０は、本発明の第３の実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路３１の構成を示す図である。
図１０に示すように、ＬＥＤ駆動回路３１は、ＬＥＤ１に所定の符号および大きさの温度係数を有する定電流を供給する定電流回路３３と、直列に接続されるＬＥＤ１および定電流回路３３に、直列に接続して外部からのパルス信号に応じて定電流回路３３の動作をオンオフ制御するスイッチング素子Ｑ７とから構成されている。
【００８２】
詳しくは、定電流回路３３は、電流源としてのカレントミラー回路１５と、カレントミラー回路１５を起動するための起動抵抗Ｒ２と、カレントミラー回路１５から生成された電流を受けて基準電圧を生成するとともに負の温度係数を有する定電流を生成する基準電圧回路３５と、基準電圧回路３５から生成された定電流を受けて所定の符号および大きさの温度係数を有する定電流を生成するバンドギャップ回路３７とから構成されている。
【００８３】
また、第１の抵抗Ｒ１および第３の抵抗Ｒ３は、第４のトランジスタＱ４および第５のトランジスタＱ５に流れる電流を制限するとともに第６のトランジスタＱ６に流れる電流の温度係数を調整する。
【００８４】
次に、図１１〜図１２を参照して、本発明の本実施の形態に係わるＬＥＤ駆動回路３１の動作について説明する。なお、時刻ｔは図２に示すそれぞれのタイミングである。
いま、時刻ｔ０において、ＬＥＤ駆動回路３１に直流電源Ｖccが印加されており、スイッチング素子Ｑ７のベース電圧がローレベル状態にあることとして説明を始める。
このとき、スイッチング素子Ｑ７はオフ状態になっているので、ＬＥＤ１および定電流回路３３には電流が流れていない。すなわち、順方向電流ＩF ＝０となっている。
【００８５】
次に、時刻ｔ１において、スイッチング素子Ｑ７のベース電圧がローレベルからハイレベルに切り替わると、スイッチング素子Ｑ７はオフ状態からオン状態に切り替わり、スイッチング素子Ｑ７のコレクタ−エミッタ間が導通して図１０に示すＤ点の電圧がほぼＧＮＤレベルになる。
【００８６】
図１０に示すＤ点の電圧がほぼＧＮＤレベルになると、まず、直流電源ＶccからＬＥＤ１のアノード、カソード、第２トランジスタＱ２のエミッタからベース、起動抵抗Ｒ２、スイッチング素子Ｑ７のコレクタからエミッタを経由して起動電流が流れ、容易に起動できるようになる。なお、起動抵抗Ｒ２がＭΩオーダーの抵抗値を有するため、起動電流はμＡオーダーの値となる。
【００８７】
この起動電流に応じて図１０に示すＣ点のベース電圧が降下し、第１および第２トランジスタＱ１，Ｑ２がオンする。
さらに、第１および第２トランジスタＱ１，Ｑ２がオンすると、第３および第４トランジスタＱ３，Ｑ４のベースからエミッタに向かって電流が流れ、第３および第４トランジスタＱ３，Ｑ４がオンする。
【００８８】
この結果、直流電源ＶccからＬＥＤ１のアノード、カソード、第２トランジスタＱ２のエミッタからコレクタ、第４トランジスタＱ４のコレクタからエミッタ、第１抵抗Ｒ１、第５トランジスタＱ５のコレクタからエミッタ、第３抵抗Ｒ３、スイッチング素子Ｑ７のコレクタからエミッタを経由して電流Ｉ2 が流れる。
【００８９】
このとき、第５トランジスタＱ５がオンするので、同時に、第６トランジスタＱ６がオンし、直流電源ＶccからＬＥＤ１のアノード、カソード、第６トランジスタＱ６のコレクタからエミッタ、スイッチング素子Ｑ７のコレクタからエミッタを経由して電流Ｉ3 が流れる。
【００９０】
さらに、第３トランジスタＱ３がオンするので、直流電源ＶccからＬＥＤ１のアノード、カソード、第１トランジスタＱ１のエミッタからコレクタ、第３トランジスタＱ３のコレクタからエミッタ、ダイオードＤ１〜Ｄｍ、スイッチング素子Ｑ７のコレクタからエミッタを経由して電流Ｉ1 が流れる。
【００９１】
ここで、ＬＥＤ１に流れる順方向電流ＩF は、基準電圧回路３５とバンドギャップ回路３７とを流れる電流の総和となるため、
【数１４】
ＩF ＝Ｉ1 ＋Ｉ2 ＋Ｉ3 （１４）
となる。
【００９２】
上述したように、第１および第２トランジスタＱ１，Ｑ２は、カレントミラー回路１５を構成しており、さらに、カレントミラー回路１５は半導体集積回路としてモノリシック形成されているので、同一セルにて形成されている第１および第２トランジスタＱ１，Ｑ２にそれぞれ流れる電流Ｉ1 ，Ｉ2 は等しくなる。
【００９３】
【数１５】
Ｉ1 ＝Ｉ2 （１５）
従って、ＬＥＤ１に流れる順方向電流ＩF は、
【数１６】
【００９４】
図１０に示すＡ−Ｃ−Ｄ間の電圧降下と、図１０に示すＡ−Ｄ間の電圧降下が同一になるので、
【数１７】
【００９５】
上述した（１６），（１７）式を解くと、抵抗値定数、及び電流Ｉ1 ，Ｉ2 ，Ｉ3 を設定することができる。
また、半導体集積回路としてモノリシック形成すると、第３抵抗Ｒ３は、図１１に示すように、正の温度係数となり、第６トランジスタＱ６を流れる電流Ｉ３の温度係数は、電流Ｉ１，Ｉ２よりも正ぎみとなる。
【００９６】
さらに、基準電圧回路３５内のダイオードＤ１〜Ｄｍは、図１２に示すように、ジャンクション温度Ｔjに対して順方向電圧ＶF が減少する負の温度係数を有している。
【００９７】
このため、電流Ｉ１，Ｉ２と、電流Ｉ３との電流バランスを調整することにより、ＬＥＤ１に流れる順方向電流ＩF の温度係数を自由に調整できる。
【００９８】
すなわち、所定の符号および大きさの温度係数を有する順方向電流ＩFを供給できる。
【００９９】
また、第６トランジスタＱ６をマルチエミッタ化して比較的大きな電流を流せるようにしているので、第１および第２トランジスタＱ１，Ｑ２のセル面積を縮小化することができ、ＰＮＰ型トランジスタを用いることによる面積効率の低下を回避することができる。
従って、半導体集積回路としてモノリシック形成することで、チップ面積の縮小化に寄与することができる。
【０１００】
また、図１０に示すように、本実施の形態における定電流回路３３では、基準電圧回路３５とバンドギャップ回路３７とを複合して用いているので、定電流の温度特性をフラットに近づけることも可能である。
【０１０１】
同時に、基準電流をトランジスタＱ１〜Ｑ５、ダイオードＤ１〜Ｄｍ、第１抵抗Ｒ１，第３抵抗Ｒ３により決定し、バンドギャップ回路３７によりカレントミラー回路を構成しているので、定電流回路３３に流れる大半の電流が第６トランジスタＱ６に流れるように回路定数の設定を行えば、素子の面積縮小化を図ることができ、モノリシックＩＣ化を容易に行うことができ、ＰＮＰ型トランジスタを用いることによる面積効率の低下を回避することができる。
【０１０２】
本実施の形態における効果は、外部からのパルス信号に応じてスイッチング素子Ｑ７により定電流回路３３の動作をオン制御された場合、起動抵抗Ｒ２によりカレントミラー回路１５を起動して電流を生成し、カレントミラー回路１５から生成された電流を基準電圧回路３５により受けて基準電圧を生成するとともに負の温度係数を有する定電流を生成し、さらに、基準電圧回路３５から生成された定電流を受けたバンドギャップ回路３７により所定の符号および大きさの温度係数を有する定電流を生成するので、従来のＬＥＤ駆動回路１０１，１０２と比較して、ＬＥＤの明度がさらに安定し、かつ、電源効率の向上に寄与することができる。
【０１０３】
なお、本実施の形態においては、スイッチング素子Ｑ７を設けておき、外部からのパルス信号に応じてスイッチング素子Ｑ７により定電流回路３３の動作をオン制御するように構成したが、本発明はこのような場合に限定するものではなく、スイッチング素子Ｑ７を構成上から削除してもよい。すなわち、直列に接続されているＬＥＤ１と定電流回路３３に直流電源が加わった場合、起動抵抗Ｒ２によりカレントミラー回路１５を起動して電流を生成し、カレントミラー回路１５から生成された電流を基準電圧回路３５により受けて基準電圧を生成するとともに負の温度係数を有する定電流を生成し、さらに、基準電圧回路３５から生成された定電流を受けたバンドギャップ回路３７により所定の符号および大きさの温度係数を有する定電流を生成するので、従来のＬＥＤ駆動回路１０１，１０２と比較して、ＬＥＤの明度がさらに安定し、かつ、電源効率の向上に寄与することができる。
【０１０４】
（応用例１）
図１３は、上述した本発明の第１乃至第３実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路１１，２１，３１を応用したＬＥＤ駆動装置４１の構成を示す図である。
図１３に示すように、ＬＥＤ駆動装置４１は、外部から入力される制御信号ＣＮＴＹ１〜４に応じて直流電源ＶccからそれぞれのＬＥＤ１１〜４４に供給する接続線をそれぞれオンオフする例えばリレーの接点や半導体スイッチからなるスイッチＳＷ１〜４と、スイッチＳＷ１〜４とそれぞれ接続するＬＥＤ１１〜４４と、ＬＥＤ１１〜４４にそれぞれ接続して定電流を供給する定電流回路ＩＣＣ１１〜４４と、外部から入力されるパルス信号ＰＸ１〜４に応じて定電流回路ＩＣＣ１１〜４４の動作をそれぞれオンオフ制御するスイッチング素子Ｑ７１〜７４とをそれぞれ直列に接続している。
【０１０５】
このＬＥＤ駆動装置４１は、外部から入力される制御信号ＣＮＴＹ１〜４に応じてスイッチＳＷ１〜４がオンオフ制御され点灯すべきＬＥＤが指定され、さらに、外部から入力されるパルス信号ＰＸ１〜４に応じてＬＥＤの点灯タイミングが指定されるので、パルス信号ＰＸ１〜４の発生タイミングをちらつきが気にならない周波数以上に設定することで、ディスプレイ装置として利用できる。
【０１０６】
このＬＥＤ駆動装置４１に用いる定電流回路ＩＣＣ１１〜４４は、第１〜第３の実施の形態に示すＬＥＤ駆動回路１１〜３１の何れでも採用することが可能である。トランジスタの耐圧値が例えば、約７〜８Ｖあると、ダイナミック点灯時に逆バイアス電圧が発生しても、ＬＥＤは破壊することがなく、直流電源Ｖccの電圧を増加することができる。また、定電流回路は高インピーダンス特性を有しているので、直流電源Ｖccの電圧が増加しても電流値ＩF は一定となる。
【０１０７】
図１３に示すようなダイナミック駆動のＬＥＤ駆動装置４１に対して、同一光度のＬＥＤを数多く実装した場合を想定した場合、
（１）第１〜第３の実施の形態に示す何れの定電流回路を用いても、ＬＥＤには直流電源Ｖccの電圧や順方向電圧ＶF に依らず安定した定電流の順方向電流ＩF を供給できるため、ＬＥＤ毎に光度バラつきを起こす可能性が極めて低い。また、ＬＥＤをオンオフ制御するためのスイッチング素子Ｑ７１〜Ｑ７４がオフ状態の場合、定電流回路もオフ状態になっているため、点灯時に生じる電流以外の無駄な電流が流れることがなく、高効率の「定電流方式ＬＥＤドライバー」を実現することができる。
【０１０８】
（２）面積効率が高いモノリシックＩＣを例えば、ＩＣＣ１１〜４４とＱ７１〜７４とで実現することが可能であり、ＬＥＤ不具合検出機能やサージ保護機能を付加することが可能である。
【０１０９】
（３）ダイナミック駆動による点灯でも、定電流回路の耐圧値が高いため、当該定電流回路が直接駆動していない他のＬＥＤへの電流の回り込みがなく、ＬＥＤの点灯不良が起き難い。言い換えると、直流電源Ｖccの電圧増加が可能である。従来の定電流回路ではＬＥＤの耐圧値で直流電源Ｖccの電圧が決定されていたため、例えば５Ｖ程度の低い電源電圧が想定されていた。
【０１１０】
（応用例２）
図１４は、上述した本発明の第１乃至第３実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路１１，２１，３１を応用したＬＥＤ駆動装置５１の構成を示す図である。
図１４に示すように、ＬＥＤ駆動装置５１は、外部から入力される制御信号ＣＮＴＹ１〜４に応じて直流電源Ｖccからそれぞれの定電流回路ＩＣＣ５１〜５４に供給する接続線をそれぞれオンオフする例えばリレーの接点や半導体スイッチからなるスイッチＳＷ１〜４と、スイッチＳＷ１〜４とそれぞれ接続する定電流回路ＩＣＣ５１〜５４と、定電流回路ＩＣＣ５１〜５４から供給される電流により発光するＬＥＤ１１〜４４と、外部から入力されるパルス信号ＰＸ１〜４に応じてＬＥＤ１１〜４４の動作をそれぞれオンオフ制御するスイッチング素子Ｑ７１〜７４とをそれぞれ直列に接続している。
【０１１１】
このＬＥＤ駆動装置５１は、外部から入力される制御信号ＣＮＴＹ１〜４に応じてスイッチＳＷ１〜４がオンオフ制御され点灯すべきＬＥＤが指定され、さらに、外部から入力されるパルス信号ＰＸ１〜４に応じてＬＥＤの点灯タイミングが指定されるので、パルス信号ＰＸ１〜４の発生タイミングをちらつきが気にならない周波数以上に設定することで、ディスプレイ装置として利用できる。
なお、応用例２に示すＬＥＤ駆動装置５１の特徴とする点については、上述した応用例１と同様であるので、その説明を省略する。
【０１１２】
（第４の実施の形態）
図１９は、本発明の第４の実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路２０１の構成を示す図である。
図１９示すように、ＬＥＤ駆動回路２０１は、外部からのパルス信号に応じて交互に繰り返す起動トリガと停止信号を生成して定電流回路２１３の動作をオンオフ制御するＯＮ−ＯＦＦ制御回路２１１と、ＯＮ−ＯＦＦ制御回路２１１から起動トリガおよび停止信号を入力し、起動トリガに応じて発光ダイオードＬＥＤ１に定電流を供給する一方、停止信号に応じてＬＥＤ１に供給していた定電流を停止する定電流回路２１３とから構成されている。
【０１１３】
詳しくは、ＯＮ−ＯＦＦ制御回路２１１は、ＮＰＮ型の３個のトランジスタ、すなわち、第５トランジスタＱ５、第６トランジスタＱ６および第７トランジスタＱ７を有している。第７トランジスタＱ７は、外部からのパルス信号がベースに入力され、制御回路系の制御系電源Ｖccが抵抗Ｒ３を介してコレクタに接続され、エミッタが抵抗Ｒ４を介してＧＮＤに接続されている。さらに、第７トランジスタＱ７のコレクタと抵抗Ｒ３との接続点は、コンデンサＣ１を介してダイオードＤ０のアノードに接続さ、さらに、ダイオードＤ０のカソードが第５トランジスタＱ５のベースに接続されている。一方、第７トランジスタＱ７のエミッタと抵抗Ｒ４との接続点は、第６トランジスタＱ６のベースに接続されている。また、起動抵抗Ｒ２の一端は、定電流回路２１３に設けられた第１および第２トランジスタＱ１，Ｑ２のエミッタとＬＥＤ１のカソードが共通接続されたＡ点に接続されており、一方、起動抵抗Ｒ２の他端は、第５トランジスタＱ５のコレクタに接続されている。さらに、第５トランジスタＱ５のエミッタと第６トランジスタＱ６のコレクタとが共通接続されたＢ点には、第１トランジスタＱ１のコレクタと第３トランジスタＱ３のコレクタおよびベースが共通接続されている。
【０１１４】
定電流回路２１３は、発光ダイオードＬＥＤ１に定電流を供給するカレントミラー回路２１５と、カレントミラー回路２１５から生成された電流を受けて正の温度係数を有する定電流を生成するバンドギャップ回路２１７とから構成されている。また、第１の実施の形態のように定電流の温度特性を有している。特に、バンドギャップ回路２１７は、ＯＮ−ＯＦＦ制御回路２１１から起動トリガおよび停止信号を入力し、起動トリガに応じてカレントミラー回路２１５に定電流の供給を開始させる一方、停止信号に応じてカレントミラー回路２１５に定電流の供給を停止させるという機能を受け持っている。
【０１１５】
定電流回路２１３において、カレントミラー回路２１５は、ＰＮＰ型の第１トランジスタＱ１および第２トランジスタＱ２を有し、エミッタが共通接続され、ベースが共通接続され、さらに第２トランジスタＱ２のベース−コレクタが接続されている。また、バンドギャップ回路２１７は、ＮＰＮ型の第３トランジスタＱ３および第４トランジスタＱ４を有し、ベースが共通接続され、第１トランジスタＱ１のコレクタと第３トランジスタＱ３のコレクタおよびベースが接続され、第２トランジスタＱ２のコレクタと第４トランジスタＱ４のコレクタが接続され、第３トランジスタＱ３のエミッタが第１の抵抗Ｒ１の一端に接続され、第４トランジスタＱ４のエミッタが第１の抵抗Ｒ１の他端に接続されている。第１抵抗Ｒ１は、第４トランジスタＱ４に流れる電流を制限するために設けられている。
【０１１６】
次に、図２０〜図２１を参照して、本発明の本実施の形態に係わるＬＥＤ駆動回路２０１の動作について説明する。なお、時刻ｔは図２０および図２１に示すそれぞれのタイミングである。
いま、時刻ｔ１０において、ＬＥＤ駆動回路２０１に制御系電源Ｖccが印加されており、第７トランジスタＱ７のベース電圧がハイレベル状態にあることとして説明を始める。
このとき、第７トランジスタＱ７はオン状態になっているが、ＬＥＤ１および定電流回路２１３には電流が流れていない。すなわち、順方向電流ＩF ＝０となっている。また、第７トランジスタＱ７のコレクタにはコレクタ電流が流れているため、コンデンサＣ１には電荷が蓄積されていない。
【０１１７】
（１）点灯動作
次に、時刻ｔ１１において、第７トランジスタＱ７のベース電圧がハイレベルからローレベルに切り替わると、第７トランジスタＱ７はオン状態からオフ状態に切り替わり、第７トランジスタＱ７のコレクタはオープン状態に移行し、制御系電源Ｖccから抵抗Ｒ３を介してコンデンサＣ１に充電電流が流れる。
【０１１８】
このとき、コンデンサＣ１からダイオードＤ０を介して第５トランジスタＱ５のベースにハイレベルのパルス信号が起動トリガとして入力されるので、起動トリガのハイレベル期間だけ第５トランジスタＱ５がオンし、Ｂ点に起動トリガが現れる。
【０１１９】
この結果、駆動系電源ＶLED からＬＥＤ１、起動抵抗Ｒ２を介して第５トランジスタＱ５のコレクタからエミッタへ、さらに、第３トランジスタＱ３のベース電圧を上昇させて第３トランジスタＱ３がオンし、第３トランジスタＱ３のベースからエミッタへ電流ＩR2が流れる。なお、起動抵抗Ｒ２が数百Ωオーダーの抵抗値を有するため、起動電流は１０ｍＡオーダーの値となる。
この起動電流に応じて図１９に示すＢ点の電圧が上昇するので、第３および第４トランジスタＱ３，Ｑ４がオンする。
さらに、第３および第４トランジスタＱ３，Ｑ４がオンすると、第１および第２トランジスタＱ１，Ｑ２のエミッタからベースに向かって電流が流れ、第１および第２トランジスタＱ１，Ｑ２がオンする。
【０１２０】
この結果、駆動系電源ＶLED からＬＥＤ１のアノード、カソード、第１トランジスタＱ１のエミッタからコレクタ、第３トランジスタＱ３のコレクタからエミッタを経由して電流Ｉ1 が流れる。同時に、駆動系電源ＶccからＬＥＤ１のアノード、カソード、第２トランジスタＱ２のエミッタからコレクタ、第４トランジスタＱ４のコレクタからエミッタを経由して電流Ｉ2 が流れる。
上述したように、第１および第２トランジスタＱ１，Ｑ２は、カレントミラー回路２１５を構成しており、さらに、カレントミラー回路２１５は半導体集積回路としてモノリシック形成されているので、同一セルにて形成されている第１および第２トランジスタＱ１，Ｑ２にそれぞれ流れる電流Ｉ1 ，Ｉ2 は等しくなる。
【０１２１】
【数１８】
Ｉ1 ＝Ｉ2 （１８）
従って、ＬＥＤ１に流れる順方向電流ＩF は、
【数１９】
ＩF ＝Ｉ1 ＋Ｉ2 （１９）
となる。
【０１２２】
すなわち、第４トランジスタＱ４のエミッタにマルチエミッタを採用しているので、第１抵抗Ｒ１を調整することで、Ｉ1 ＝Ｉ2 となり、さらに、第１および第２トランジスタＱ１，Ｑ２が同一セルにて形成されているので、
【数２０】
Ｉ1 ＝Ｉ2 ＝０．５×ＩF （２０）
となる。
【０１２３】
また、第４トランジスタＱ４の１個あたりのエミッタ面積Ｓ（Ｑ４）と、第３トランジスタＱ３のエミッタ面積Ｓ（Ｑ３）は、それぞれ同一セルにて形成されているので、第４トランジスタＱ４のセル数をｎとすると、
【数２１】
Ｓ（Ｑ４）＝ｎ・Ｓ（Ｑ３） （２１）
となる。
【０１２４】
ここで、第３トランジスタＱ３のベース・エミッタ間の電圧降下ＶBE（Ｑ３）＝ＶBE（Ｑ４）＋Ｉ2×Ｒ１の関係が成り立つことから、上述した式（７）となる。
上述した（７）式を解くと、電流Ｉ1 ，Ｉ2 、ＬＥＤ１の順方向電流ＩF をそれぞれ求めることができる。
なお、バンドギャップ回路２１７により発生する順方向電流ＩFは、図４に示すように、ジャンクション温度Ｔjの上昇にともない増加する。
【０１２５】
このように、時刻ｔ１１において、第７トランジスタＱ７のベース電圧がハイレベルからローレベルに切り替わると、トランジスタＱ７はオン状態からオフ状態に切り替わり、トランジスタＱ７のコレクタがオープン状態になり、コンデンサＣ１から起動トリガが発生して起動電流ＩＲ２が第５トランジスタＱ５に流れ、バンドギャップ回路２１７を起動する。この結果、ＬＥＤ１に上述した定電流の順方向電流ＩF が生じるので、ＬＥＤ１が点灯する。
【０１２６】
次に、図２１を参照して、リセットパルス信号について説明する。
まず、制御系電源Ｖccが既に立ち上がっていることとする。時刻ｔ２０において、駆動系電源ＶLED の供給が開始され、時刻ｔ２１〜ｔ２４の間で、駆動系電源ＶLED が安定したこととする。
【０１２７】
ここで、時刻ｔ２２〜ｔ２３において、Ｅ点に１回のリセットパルス信号を外部から与えると、リセットパルス信号の立ち下がり（ｔ２３）時以降、ＬＥＤ１にＩF が流れる。
図２１においては、時刻ｔ２４〜ｔ２７において駆動系電源ＶLED に電圧変動があるが、本実施の形態によれば定電流回路２１３を用いているので、電圧変動による影響がＩF 現れず、安定している。
【０１２８】
（２）消灯動作
次に、時刻ｔ１２において、第７トランジスタＱ７のベース電圧がローレベルからハイレベルに切り替わると、第７トランジスタＱ７はオフ状態からオン状態に切り替わり、第７トランジスタＱ７のコレクタ−エミッタ間が導通状態となる。この結果、第６トランジスタＱ６のベース電圧がローレベルからハイレベルに切り替わり、第６トランジスタＱ６のコレクタ−エミッタ間が導通状態となり、ＧＮＤレベルの停止信号がＢ点に生成されるので、駆動系電源ＶLED からＬＥＤ１のアノード、カソード、第１トランジスタＱ１のエミッタからコレクタ、第６トランジスタＱ６のコレクタからエミッタを経由して電流Ｉ1 が流れる。
【０１２９】
この停止信号に応じて、図１９に示すＢ点の電圧がＧＮＤレベルになるので、同時に、第３および第４トランジスタＱ３，Ｑ４がオフ状態になり、これに応じてカレントミラー回路２１５の第２トランジスタＱ２に流れていた電流Ｉ２の供給が停止されて０になるので、第１トランジスタＱ１に流れていた電流Ｉ１も０になる。この結果、ＬＥＤ１の順方向電流ＩF ＝０になり、ＬＥＤ１が消灯する。
【０１３０】
なお、第６トランジスタＱ６のベース電圧がローレベルからハイレベルに切り替わった直後に、第６トランジスタＱ６のコレクタ−エミッタ間に流れるコレクタ電流Ｉｃのオン期間は、半導体集積回路が有する寄生容量により決定されものである。
【０１３１】
（変形例１）
図２２は、本発明の第１の実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路２２１の変形例１の構成を示す図である。
図１９に示すカレントミラー回路２１５では、Ａ点に起動抵抗Ｒ２を接続していたのに対し、本変形例では、ＯＮ−ＯＦＦ制御回路２３１において、この起動抵抗Ｒ２の一端を制御系電源Ｖccに直接に接続する一方、起動抵抗Ｒ２の他端を第５トランジスタＱ５のコレクタに接続することにある。
【０１３２】
なお、図２２に示すように、第５トランジスタＱ５のコレクタから起動抵抗Ｒ２を制御系電源Ｖccに直接に接続するという構成は、後述する図２３，図２４に示す構成についても適用できる。
このように、第５トランジスタＱ５のコレクタから起動抵抗Ｒ２を制御系電源Ｖccに直接に接続することで、制御系電源Ｖccには制御系となるＯＮ−ＯＦＦ制御回路２３１を接続し、これとは独立に駆動系電源ＶLED には駆動系となる定電流回路２３３とＬＥＤ１を直列に接続することができる。この結果、駆動系電源ＶLED の電圧変動に影響されにくいＯＮ−ＯＦＦ制御回路２３１を構成することができる。
【０１３３】
（第５の実施の形態）
図２３は、本発明の第５の実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路２４１の構成を示す図である。なお、第５の実施の形態は、図１９に示す第４の実施の形態に対応するＬＥＤ駆動回路２０１とほぼ基本的構成を有しており、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略することとする。
【０１３４】
図２３に示すように、ＬＥＤ駆動回路２４１の特徴は、定電流回路２５１を有することにある。また、第２の実施の形態のように定電流の温度特性を有している。定電流回路２５１は、ＯＮ−ＯＦＦ制御回路２１１から起動トリガおよび停止信号を入力し、起動トリガに応じてカレントミラー回路２１５に定電流の供給を開始させる一方、停止信号に応じてカレントミラー回路２１５に定電流の供給を停止させるという機能を受け持っている。また、基準電圧回路２５７は、カレントミラー回路２１５から生成された電流を受けて基準電圧を生成するとともに負の温度係数を有する定電流を生成する。
【０１３５】
基準電圧回路２５７は、ＮＰＮ型の第３トランジスタＱ３および第４トランジスタＱ４を有し、ベースが共通接続され、第１トランジスタＱ１のコレクタと第３トランジスタＱ３のコレクタおよびベースが接続され、第２トランジスタＱ２のコレクタと第４トランジスタＱ４のコレクタが接続され、第３トランジスタＱ３のエミッタが少なくとも１つ以上のダイオードＤ１〜Ｄｍを介して第１の抵抗Ｒ１の一端に接続され、第４トランジスタＱ４のエミッタが第１抵抗Ｒ１の他端に接続されている。
【０１３６】
次に、図２０〜図２１を参照して、本発明の本実施の形態に係わるＬＥＤ駆動回路２４１の動作について説明する。なお、時刻ｔは図２０に示すそれぞれのタイミングである。
（１）点灯動作
次に、時刻ｔ１１において、ＯＮ−ＯＦＦ制御回路２１１では、第７トランジスタＱ７のベース電圧がハイレベルからローレベルに切り替わると、第７トランジスタＱ７はオン状態からオフ状態に切り替わり、第７トランジスタＱ７のコレクタはオープン状態に移行し、制御系電源Ｖccから抵抗Ｒ３を介してコンデンサＣ１に充電電流が流れる。
【０１３７】
このとき、コンデンサＣ１からダイオードＤ０を介して第５トランジスタＱ５のベースにハイレベルのパルス信号が起動トリガとして入力されるので、起動トリガのハイレベル期間だけ第５トランジスタＱ５がオンし、Ｂ点に起動トリガが現れる。
この結果、駆動系電源ＶLED からＬＥＤ１、起動抵抗Ｒ２を介して第５トランジスタＱ５のコレクタからエミッタへ、さらに、第３トランジスタＱ３のベース電圧を上昇させて第３トランジスタＱ３がオンし、第３トランジスタＱ３のベースからエミッタへ、さらに、ダイオードＤ１〜Ｄｍを介して電流ＩR2が流れる。
【０１３８】
この起動電流に応じて図２３に示すＢ点の電圧が上昇するので、第３および第４トランジスタＱ３，Ｑ４がオンする。
さらに、第３および第４トランジスタＱ３，Ｑ４がオンすると、第１および第２トランジスタＱ１，Ｑ２のエミッタからベースに向かって電流が流れ、第１および第２トランジスタＱ１，Ｑ２がオンする。
【０１３９】
この結果、駆動系電源ＶLED からＬＥＤ１のアノード、カソード、第１トランジスタＱ１のエミッタからコレクタ、第３トランジスタＱ３のコレクタからエミッタ、ダイオードＤ１〜Ｄｍを経由して電流Ｉ1 が流れる。同時に、駆動系電源ＶLED からＬＥＤ１のアノード、カソード、第２トランジスタＱ２のエミッタからコレクタ、第４トランジスタＱ４のコレクタからエミッタを経由して電流Ｉ2 が流れる。
【０１４０】
このように、時刻ｔ１１において、第７トランジスタＱ７のベース電圧がハイレベルからローレベルに切り替わると、トランジスタＱ７はオン状態からオフ状態に切り替わり、トランジスタＱ７のコレクタがオープン状態になり、コンデンサＣ１から起動トリガが発生して起動電流ＩＲ２が第５トランジスタＱ５に流れ、基準電圧回路２５７を起動する。この結果、ＬＥＤ１に上述した定電流の順方向電流ＩF が生じるので、ＬＥＤ１が点灯する。
【０１４１】
（２）消灯動作
次に、時刻ｔ１２において、第７トランジスタＱ７のベース電圧がローレベルからハイレベルに切り替わると、第７トランジスタＱ７はオフ状態からオン状態に切り替わり、第７トランジスタＱ７のコレクタ−エミッタ間が導通状態となる。この結果、第６トランジスタＱ６のベース電圧がローレベルからハイレベルに切り替わり、第６トランジスタＱ６のコレクタ−エミッタ間が導通状態となり、ＧＮＤレベルの停止信号がＢ点に生成されるので、駆動系電源ＶLED からＬＥＤ１のアノード、カソード、第１トランジスタＱ１のエミッタからコレクタ、第６トランジスタＱ６のコレクタからエミッタを経由して電流Ｉ1 が流れる。
【０１４２】
この停止信号に応じて、図２３に示すＢ点の電圧がＧＮＤレベルになるので、同時に、第３および第４トランジスタＱ３，Ｑ４がオフ状態になり、これに応じてカレントミラー回路２１５の第２トランジスタＱ２に流れていた電流Ｉ２の供給が停止されて０になるので、第１トランジスタＱ１に流れていた電流Ｉ１も０になる。この結果、ＬＥＤ１の順方向電流ＩF ＝０になり、ＬＥＤ１が消灯する。
【０１４３】
（第６の実施の形態）
図２４は、本発明の第６の実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路２６１の構成を示す図である。なお、第６の実施の形態は、図２３に示す第５の実施の形態に対応するＬＥＤ駆動回路２４１とほぼ基本的構成を有しており、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略することとする。
【０１４４】
図２４に示すように、ＬＥＤ駆動回路２６１の特徴は、定電流回路２７３に設けられた基準電圧回路２７５にバンドギャップ回路２７７を有することにある。本実施の形態における定電流回路２７３では、基準電圧回路２７５とバンドギャップ回路２７７とを複合して用いているので、第３の実施の形態のように定電流の温度特性をフラットに近づけるという機能を有している。
【０１４５】
バンドギャップ回路２７７は、ＮＰＮ型の第８トランジスタＱ８および第９トランジスタＱ９を有し、ベースが共通接続され、第４トランジスタＱ４のコレクタに接続されている抵抗Ｒ１に対して、第８トランジスタＱ８のコレクタおよびベースが接続され、第２トランジスタＱ２のエミッタと第９トランジスタＱ９のコレクタが接続され、第８トランジスタＱ８のエミッタが抵抗Ｒ５の一端に接続され、第９トランジスタＱ９のエミッタがＧＮＤに接続されるとともに、抵抗Ｒ５の他端に接続されている。抵抗Ｒ５は、第８トランジスタＱ８に流れる電流を制限するために設けられている。
【０１４６】
次に、図２０〜図２１を参照して、本発明の本実施の形態に係わるＬＥＤ駆動回路２６１の動作について説明する。なお、時刻ｔは図２０に示すそれぞれのタイミングである。
（１）点灯動作
次に、時刻ｔ１１において、ＯＮ−ＯＦＦ制御回路２１１では、第７トランジスタＱ７のベース電圧がハイレベルからローレベルに切り替わると、第７トランジスタＱ７はオン状態からオフ状態に切り替わり、第７トランジスタＱ７のコレクタはオープン状態に移行し、制御系電源Ｖccから抵抗Ｒ３を介してコンデンサＣ１に充電電流が流れる。
【０１４７】
このとき、コンデンサＣ１からダイオードＤ０を介して第５トランジスタＱ５のベースにハイレベルのパルス信号が起動トリガとして入力されるので、起動トリガのハイレベル期間だけ第５トランジスタＱ５がオンし、Ｂ点に起動トリガが現れる。
【０１４８】
この結果、駆動系電源ＶLED からＬＥＤ１、起動抵抗Ｒ２を介して第５トランジスタＱ５のコレクタからエミッタへ、さらに、第３トランジスタＱ３のベース電圧を上昇させて第３トランジスタＱ３がオンし、第３トランジスタＱ３のベースからエミッタへ、さらに、ダイオードＤ１〜Ｄｍを介して電流ＩR2が流れる。
【０１４９】
この起動電流に応じて図２４に示すＢ点の電圧が上昇するので、第３および第４トランジスタＱ３，Ｑ４がオンする。
さらに、第３および第４トランジスタＱ３，Ｑ４がオンすると、第１および第２トランジスタＱ１，Ｑ２のエミッタからベースに向かって電流が流れ、第１および第２トランジスタＱ１，Ｑ２がオンする。
【０１５０】
この結果、駆動系電源ＶLED からＬＥＤ１のアノード、カソード、第２トランジスタＱ２のエミッタからコレクタ、第４トランジスタＱ４のコレクタからエミッタ、第１抵抗Ｒ１、第８トランジスタＱ８のコレクタからエミッタ、抵抗Ｒ５を経由してＧＮＤへ電流Ｉ2 が流れる。
【０１５１】
このとき、第８トランジスタＱ８がオンするので、同時に、第９トランジスタＱ９がオンし、駆動系電源ＶLED からＬＥＤ１のアノード、カソード、第９トランジスタＱ９のコレクタからエミッタを経由してＧＮＤへ電流Ｉ3 が流れる。
【０１５２】
さらに、第３トランジスタＱ３がオンするので、駆動系電源ＶLED からＬＥＤ１のアノード、カソード、第１トランジスタＱ１のエミッタからコレクタ、第３トランジスタＱ３のコレクタからエミッタ、ダイオードＤ１〜Ｄｍを経由してＧＮＤへ電流Ｉ1 が流れる。
【０１５３】
ここで、ＬＥＤ１に流れる順方向電流ＩF は、基準電圧回路２７５とバンドギャップ回路２７７とを流れる電流の総和となるため、
【数２２】
ＩF ＝Ｉ1 ＋Ｉ2 ＋Ｉ3 （２２）
となる。
【０１５４】
上述したように、第１および第２トランジスタＱ１，Ｑ２は、カレントミラー回路２１５を構成しており、さらに、カレントミラー回路２１５は半導体集積回路としてモノリシック形成されているので、同一セルにて形成されている第１および第２トランジスタＱ１，Ｑ２にそれぞれ流れる電流Ｉ1 ，Ｉ2 は等しくなる。
【０１５５】
従って、ＬＥＤ１に流れる順方向電流ＩF は、
【数２３】
ＩF ＝２×Ｉ1 ＋Ｉ3 （２３）
（２）消灯動作
次に、時刻ｔ１２において、第７トランジスタＱ７のベース電圧がローレベルからハイレベルに切り替わると、第７トランジスタＱ７はオフ状態からオン状態に切り替わり、第７トランジスタＱ７のコレクタ−エミッタ間が導通状態となる。この結果、第６トランジスタＱ６のベース電圧がローレベルからハイレベルに切り替わり、第６トランジスタＱ６のコレクタ−エミッタ間が導通状態となり、ＧＮＤレベルの停止信号がＢ点に生成されるので、駆動系電源ＶLED からＬＥＤ１のアノード、カソード、第１トランジスタＱ１のエミッタからコレクタ、第６トランジスタＱ６のコレクタからエミッタを経由して電流Ｉ1 が流れる。
【０１５６】
この停止信号に応じて、図２４に示すＢ点の電圧がＧＮＤレベルになるので、同時に、第３および第４トランジスタＱ３，Ｑ４がオフ状態になり、これに応じてカレントミラー回路２１５の第２トランジスタＱ２に流れていた電流Ｉ２の供給が停止されて０になるので、第１トランジスタＱ１に流れていた電流Ｉ１も０になる。
【０１５７】
同時に、第４トランジスタＱ４がオフ状態になったことに応じてバンドギャップ回路２７７の第８トランジスタＱ８に流れていた電流Ｉ２の供給が停止されて０になるので、これに応じて第９トランジスタＱ９に流れていた電流Ｉ３も０になる。この結果、ＬＥＤ１の順方向電流ＩF ＝０になり、ＬＥＤ１が消灯する。
【０１５８】
（第７の実施の形態）
図２５は、本発明の第７の実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路２８１の構成を示す図である。
図２５に示すように、ＬＥＤ駆動回路２８１は、外部からのパルス信号に応じて交互に繰り返す点灯信号と停止信号を生成して定電流回路２９３の動作をオンオフ制御するＯＮ−ＯＦＦ制御回路２９１と、ＯＮ−ＯＦＦ制御回路２９１から点灯信号および停止信号を入力し、点灯信号に応じて発光ダイオードＬＥＤ１に定電流を供給する一方、停止信号に応じてＬＥＤ１に供給していた定電流を停止する定電流回路２９３とから構成されている。なお、定電流回路２９３を構成するカレントミラー回路２１５とバンドギャップ回路２１７については、上述したのでその説明を省略する。
【０１５９】
詳しくは、ＯＮ−ＯＦＦ制御回路２９１は、ＮＰＮ型の第７トランジスタＱ７を有している。第７トランジスタＱ７は、外部からのパルス信号がベースに入力され、起動抵抗Ｒ２の一端は、定電流回路２９３に設けられた第１および第２トランジスタＱ１，Ｑ２のエミッタとＬＥＤ１のカソードが共通接続されたＡ点に接続されており、一方、起動抵抗Ｒ２の他端は、第７トランジスタＱ７のコレクタに接続されている。さらに、第７トランジスタＱ７のコレクタが接続されたＢ点には、第１トランジスタＱ１のコレクタと第３トランジスタＱ３のコレクタおよびベースが共通接続されている。
【０１６０】
次に、図２６を参照して、本発明の本実施の形態に係わるＬＥＤ駆動回路２８１の動作について説明する。なお、時刻ｔは図２６に示すそれぞれのタイミングである。
いま、時刻ｔ３０において、ＬＥＤ駆動回路２８１に駆動系電源ＶLED が印加されており、第７トランジスタＱ７のベース電圧がローレベル状態にあることとして説明を始める。
このとき、第７トランジスタＱ７はオフ状態になっているので、ＬＥＤ１および定電流回路２９３には電流が流れている。すなわち、順方向電流ＩF ＝Ｉ１＋Ｉ２となっている。
【０１６１】
（１）消灯動作
時刻ｔ３１において、第７トランジスタＱ７のベース電圧がローレベルからハイレベルに切り替わると、第７トランジスタＱ７はオフ状態からオン状態に切り替わり、第７トランジスタＱ７のコレクタ−エミッタ間が導通状態となる。
【０１６２】
この結果、第７トランジスタＱ７のコレクタにおいてＧＮＤレベルの停止信号がＢ点に生成されるので、駆動系電源ＶLED からＬＥＤ１のアノード、カソード、第１トランジスタＱ１のエミッタからコレクタ、第７トランジスタＱ７のコレクタからエミッタを経由して電流Ｉ1 が流れる。
【０１６３】
図２５に示すＢ点の電圧がＧＮＤレベルになるので、同時に、第３および第４トランジスタＱ３，Ｑ４がオフ状態になり、これに応じてカレントミラー回路２１５の第２トランジスタＱ２に流れていた電流Ｉ２の供給が停止されて０になるので、第１トランジスタＱ１に流れていた電流Ｉ１も０になる。この結果、ＬＥＤ１の順方向電流ＩF ＝０になり、ＬＥＤ１が消灯する。
消灯時、起動抵抗Ｒ２に流れる電流ＩＲ２は数μＡと微少のためＬＥＤ１は点灯しない。
【０１６４】
なお、第７トランジスタＱ７のベース電圧がローレベルからハイレベルに切り替わった直後に、第７トランジスタＱ７のコレクタ−エミッタ間に流れるコレクタ電流Ｉｃのオン期間は、半導体集積回路が有する寄生容量により決定されものである。
【０１６５】
（２）点灯動作
次に、時刻ｔ３２において、第７トランジスタＱ７のベース電圧がハイレベルからローレベルに切り替わると、第７トランジスタＱ７はオン状態からオフ状態に切り替わり、第７トランジスタＱ７のコレクタはオープン状態に移行し、駆動系電源ＶLED からＬＥＤ１、起動抵抗Ｒ２を介して第７トランジスタＱ７のコレクタがハイレベルになり、Ｂ点に点灯信号が現れる。なお、起動抵抗Ｒ２が数ＭΩオーダーの抵抗値を有するため、起動電流はμＡオーダーの値となる。
【０１６６】
この起動電流に応じて図２５に示すＢ点の電圧が上昇するので、第３および第４トランジスタＱ３，Ｑ４がオンする。
さらに、第３および第４トランジスタＱ３，Ｑ４がオンすると、第１および第２トランジスタＱ１，Ｑ２のエミッタからベースに向かって電流が流れ、第１および第２トランジスタＱ１，Ｑ２がオンする。
【０１６７】
この結果、駆動系電源ＶLED からＬＥＤ１のアノード、カソード、第１トランジスタＱ１のエミッタからコレクタ、第３トランジスタＱ３のコレクタからエミッタを経由して電流Ｉ1 が流れる。同時に、駆動系電源ＶLED からＬＥＤ１のアノード、カソード、第２トランジスタＱ２のエミッタからコレクタ、第４トランジスタＱ４のコレクタからエミッタを経由して電流Ｉ2 が流れる。この結果、ＬＥＤ１に上述した定電流の順方向電流ＩF が生じるので、ＬＥＤ１が点灯する。
【０１６８】
次に、図２７を参照して、駆動系電源ＶLED の投入時でのＬＥＤ駆動回路２８１の動作について説明する。
まず、時刻ｔ４０において、駆動系電源ＶLED の供給が開始されて上昇し、時刻ｔ４１〜ｔ４２において、駆動系電源ＶLED の電圧が駆動可能電圧Ｖthを越えたこととする。
【０１６９】
この時、Ｅ点に外部から与えられている電圧が０Ｖである場合には、時刻ｔ４２において、点灯信号が発生してＬＥＤ１にＩF が流れ、ＬＥＤ１が点灯する。なお、時刻ｔ４２〜ｔ４６の間で、駆動系電源ＶLED が安定したこととする。
【０１７０】
ここで、時刻ｔ４４〜ｔ４５において、Ｅ点に１回のハイレベル信号が外部から与えると、Ｂ点がローレベルに移行するので、ＬＥＤ１は消灯する。
図２７においては、時刻ｔ４６〜ｔ４９において駆動系電源ＶLED に電圧変動があるが、本実施の形態によれば定電流回路２９３を用いているので、電圧変動による影響がＩF 現れず、安定している。
【０１７１】
（第８の実施の形態）
図２８は、本発明の第８の実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路３０１の構成を示す図である。
図２８に示すように、ＬＥＤ駆動回路３０１は、外部からのパルス信号に応じて交互に繰り返す点灯信号と停止信号を生成して定電流回路３１３の動作をオンオフ制御するＯＮ−ＯＦＦ制御回路２９１と、ＯＮ−ＯＦＦ制御回路２９１から点灯信号および停止信号を入力し、点灯信号に応じて発光ダイオードＬＥＤ１に定電流を供給する一方、停止信号に応じてＬＥＤ１に供給していた定電流を停止する定電流回路３１３とから構成されている。なお、定電流回路３１３を構成するカレントミラー回路２１５と基準電圧回路２５７については、上述したのでその説明を省略する。
【０１７２】
次に、図２８を参照して、本発明の本実施の形態に係わるＬＥＤ駆動回路３０１の動作について説明する。なお、時刻ｔは図２６に示すそれぞれのタイミングである。
いま、時刻ｔ３０において、ＬＥＤ駆動回路３０１に駆動系電源ＶLED が印加されており、第７トランジスタＱ７のベース電圧がローレベル状態にあることとして説明を始める。
【０１７３】
このとき、第７トランジスタＱ７はオフ状態になっているので、ＬＥＤ１および定電流回路３１３には電流が流れている。すなわち、順方向電流ＩF ＝Ｉ１＋Ｉ２となっている。
（１）消灯動作
時刻ｔ３１において、第７トランジスタＱ７のベース電圧がローレベルからハイレベルに切り替わると、第７トランジスタＱ７はオフ状態からオン状態に切り替わり、第７トランジスタＱ７のコレクタ−エミッタ間が導通状態となる。
【０１７４】
この結果、第７トランジスタＱ７のコレクタにおいてＧＮＤレベルの停止信号がＢ点に生成されるので、駆動系電源ＶLED からＬＥＤ１のアノード、カソード、第１トランジスタＱ１のエミッタからコレクタ、第７トランジスタＱ７のコレクタからエミッタを経由して電流Ｉ1 が流れる。
【０１７５】
図２８に示すＢ点の電圧がＧＮＤレベルになるので、同時に、第３および第４トランジスタＱ３，Ｑ４がオフ状態になり、これに応じてカレントミラー回路２１５の第２トランジスタＱ２に流れていた電流Ｉ２の供給が停止されて０になるので、第１トランジスタＱ１に流れていた電流Ｉ１も０になる。この結果、ＬＥＤ１の順方向電流ＩF ＝０になり、ＬＥＤ１が消灯する。
消灯時、起動抵抗Ｒ２に流れる電流ＩＲ２は数μＡと微少のため、ＬＥＤ１は点灯しない。
なお、第７トランジスタＱ７のベース電圧がローレベルからハイレベルに切り替わった直後に、第７トランジスタＱ７のコレクタ−エミッタ間に流れるコレクタ電流Ｉｃのオン期間は、半導体集積回路が有する寄生容量により決定されものである。
【０１７６】
（２）点灯動作
次に、時刻ｔ３２において、第７トランジスタＱ７のベース電圧がハイレベルからローレベルに切り替わると、第７トランジスタＱ７はオン状態からオフ状態に切り替わり、第７トランジスタＱ７のコレクタはオープン状態に移行し、駆動系電源ＶLED からＬＥＤ１、起動抵抗Ｒ２を介して第７トランジスタＱ７のコレクタがハイレベルになり、Ｂ点に点灯信号が現れる。なお、起動抵抗Ｒ２が数ＭΩオーダーの抵抗値を有するため、起動電流はμＡオーダーの値となる。
【０１７７】
この起動電流に応じて図２８に示すＢ点の電圧が上昇するので、第３および第４トランジスタＱ３，Ｑ４がオンする。
【０１７８】
さらに、第３および第４トランジスタＱ３，Ｑ４がオンすると、第１および第２トランジスタＱ１，Ｑ２のエミッタからベースに向かって電流が流れ、第１および第２トランジスタＱ１，Ｑ２がオンする。
この結果、駆動系電源ＶLED からＬＥＤ１のアノード、カソード、第１トランジスタＱ１のエミッタからコレクタ、第３トランジスタＱ３のコレクタからエミッタ、ダイオードＤ１〜Ｄｍを経由して電流Ｉ1 が流れる。同時に、駆動系電源ＶLED からＬＥＤ１のアノード、カソード、第２トランジスタＱ２のエミッタからコレクタ、第４トランジスタＱ４のコレクタからエミッタ、抵抗Ｒ１を経由して電流Ｉ2 が流れる。
【０１７９】
このように、時刻ｔ３２において、第７トランジスタＱ７のベース電圧がハイレベルからローレベルに切り替わると、第７トランジスタＱ７はオン状態からオフ状態に切り替わり、トランジスタＱ７のコレクタがオープン状態になり、起動電流ＩＲ２が第３トランジスタＱ３に流れ、基準電圧回路２５７を起動する。この結果、ＬＥＤ１に上述した定電流の順方向電流ＩF が生じるので、ＬＥＤ１が点灯する。
【０１８０】
（第９の実施の形態）
図２９は、本発明の第９の実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路３２１の構成を示す図である。
図２９に示すように、ＬＥＤ駆動回路３２１は、外部からのパルス信号に応じて交互に繰り返す点灯信号と停止信号を生成して定電流回路３３３の動作をオンオフ制御するＯＮ−ＯＦＦ制御回路２９１と、ＯＮ−ＯＦＦ制御回路２９１から点灯信号および停止信号を入力し、点灯信号に応じて発光ダイオードＬＥＤ１に定電流を供給する一方、停止信号に応じてＬＥＤ１に供給していた定電流を停止する定電流回路３３３とから構成されている。なお、定電流回路３３３を構成するカレントミラー回路２１５と基準電圧回路２７５およびバンドギャップ回路２７７については、上述したのでその説明を省略する。
【０１８１】
次に、図２９を参照して、本発明の本実施の形態に係わるＬＥＤ駆動回路３２１の動作について説明する。なお、時刻ｔは図２６に示すそれぞれのタイミングである。
いま、時刻ｔ３０において、ＬＥＤ駆動回路３２１に駆動系電源ＶLED が印加されており、第７トランジスタＱ７のベース電圧がローレベル状態にあることとして説明を始める。
このとき、第７トランジスタＱ７はオフ状態になっているので、ＬＥＤ１および定電流回路３３３には電流が流れている。すなわち、順方向電流ＩF ＝Ｉ１＋Ｉ２＋Ｉ３となっている。
【０１８２】
（１）消灯動作
時刻ｔ３１において、第７トランジスタＱ７のベース電圧がローレベルからハイレベルに切り替わると、第７トランジスタＱ７はオフ状態からオン状態に切り替わり、第７トランジスタＱ７のコレクタ−エミッタ間が導通状態となる。
この結果、第７トランジスタＱ７のコレクタにおいてＧＮＤレベルの停止信号がＢ点に生成されるので、駆動系電源ＶLED からＬＥＤ１のアノード、カソード、第１トランジスタＱ１のエミッタからコレクタ、第７トランジスタＱ７のコレクタからエミッタを経由して電流Ｉ1 が流れる。
【０１８３】
図２９に示すＢ点の電圧がＧＮＤレベルになるので、同時に、第３および第４トランジスタＱ３，Ｑ４がオフ状態になり、これに応じてカレントミラー回路２１５の第２トランジスタＱ２に流れていた電流Ｉ２の供給が停止されて０になるので、第１トランジスタＱ１に流れていた電流Ｉ１も０になる。
同時に、第４トランジスタＱ４がオフ状態になったことに応じてバンドギャップ回路２７７の第８トランジスタＱ８に流れていた電流Ｉ２の供給が停止されて０になるので、これに応じて第９トランジスタＱ９に流れていた電流Ｉ３も０になる。この結果、ＬＥＤ１の順方向電流ＩF ＝０になり、ＬＥＤ１が消灯する。
【０１８４】
消灯時、起動抵抗Ｒ２に流れる電流ＩＲ２は数μＡと微少のため、ＬＥＤ１は点灯しない。
なお、第７トランジスタＱ７のベース電圧がローレベルからハイレベルに切り替わった直後に、第７トランジスタＱ７のコレクタ−エミッタ間に流れるコレクタ電流Ｉｃのオン期間は、半導体集積回路が有する寄生容量により決定されものである。
【０１８５】
（２）点灯動作
次に、時刻ｔ３２において、第７トランジスタＱ７のベース電圧がハイレベルからローレベルに切り替わると、第７トランジスタＱ７はオン状態からオフ状態に切り替わり、第７トランジスタＱ７のコレクタはオープン状態に移行し、駆動系電源ＶLED からＬＥＤ１、起動抵抗Ｒ２を介して第７トランジスタＱ７のコレクタがハイレベルになり、Ｂ点に点灯信号が現れる。なお、起動抵抗Ｒ２が数ＭΩオーダーの抵抗値を有するため、起動電流はμＡオーダーの値となる。
【０１８６】
この起動電流に応じて図２９に示すＢ点の電圧が上昇するので、駆動系電源ＶLED からＬＥＤ１、起動抵抗Ｒ２を介して第３トランジスタＱ３のベース電圧を上昇させて第３トランジスタＱ３がオンし、第３トランジスタＱ３のベースからエミッタへ、さらに、ダイオードＤ１〜Ｄｍを介して電流ＩR2が流れる。
【０１８７】
この起動電流に応じて図２９に示すＢ点の電圧が上昇するので、第３および第４トランジスタＱ３，Ｑ４がオンする。
さらに、第３および第４トランジスタＱ３，Ｑ４がオンすると、第１および第２トランジスタＱ１，Ｑ２のエミッタからベースに向かって電流が流れ、第１および第２トランジスタＱ１，Ｑ２がオンする。
【０１８８】
この結果、駆動系電源ＶLED からＬＥＤ１のアノード、カソード、第２トランジスタＱ２のエミッタからコレクタ、第４トランジスタＱ４のコレクタからエミッタ、第１抵抗Ｒ１、第８トランジスタＱ８のコレクタからエミッタ、抵抗Ｒ５を経由してＧＮＤへ電流Ｉ2 が流れる。
このとき、第８トランジスタＱ８がオンするので、同時に、第９トランジスタＱ９がオンし、駆動系電源ＶLED からＬＥＤ１のアノード、カソード、第９トランジスタＱ９のコレクタからエミッタを経由してＧＮＤへ電流Ｉ3 が流れる。
【０１８９】
さらに、第３トランジスタＱ３がオンするので、駆動系電源ＶLED からＬＥＤ１のアノード、カソード、第１トランジスタＱ１のエミッタからコレクタ、第３トランジスタＱ３のコレクタからエミッタ、ダイオードＤ１〜Ｄｍを経由してＧＮＤへ電流Ｉ1 が流れる。
【０１９０】
ここで、ＬＥＤ１に流れる順方向電流ＩF は、基準電圧回路２７５とバンドギャップ回路２７７とを流れる電流の総和となるため、
【数２４】
ＩF ＝Ｉ1 ＋Ｉ2 ＋Ｉ3 （２４）
となる。
この結果、ＬＥＤ１に上述した定電流の順方向電流ＩF が生じるので、ＬＥＤ１が点灯する。
【０１９１】
（第１０の実施の形態）
図３０は、本発明の第１０の実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路３４１の構成を示す図である。
図３０に示すように、ＬＥＤ駆動回路３４１は、外部からのパルス信号に応じて交互に繰り返す点灯信号と停止信号を生成して定電流回路３５３の動作をオンオフ制御するＯＮ−ＯＦＦ制御回路３５１と、ＯＮ−ＯＦＦ制御回路３５１から点灯信号および停止信号を入力し、点灯信号に応じて発光ダイオードＬＥＤ１に定電流を供給する一方、停止信号に応じてＬＥＤ１に供給していた定電流を停止する定電流回路３５３とから構成されている。なお、定電流回路３５３を構成するカレントミラー回路２１５とバンドギャップ回路２１７については、上述したのでその説明を省略する。
【０１９２】
詳しくは、ＯＮ−ＯＦＦ制御回路３５１は、ＣＭＯＳ型の第７−１トランジスタＱ７−１と第７−２トランジスタＱ７−２を有している。第７−１トランジスタＱ７−１と第７−２トランジスタＱ７−２とはゲートが共通接続されており、外部からのパルス信号がゲートに入力され、第７−１トランジスタＱ７−１のソースに接続された起動抵抗Ｒ２の一端は、定電流回路３５３に設けられた第１および第２トランジスタＱ１，Ｑ２のエミッタとＬＥＤ１のカソードが共通接続されたＡ点に接続されている。さらに、第７−１トランジスタＱ７−１のドレインと第７−２トランジスタのドレインが共通接続されたＢ点には、第１トランジスタＱ１のコレクタと第３トランジスタＱ３のコレクタおよびベースが共通接続されている。第７−２トランジスタＱ７−２のソースは、ＧＮＤに接続されている。
【０１９３】
次に、図３０を参照して、本発明の本実施の形態に係わるＬＥＤ駆動回路３４１の動作について説明する。なお、時刻ｔは図３１に示すそれぞれのタイミングである。
いま、時刻ｔ６０において、ＬＥＤ駆動回路３４１に駆動系電源ＶLED が印加されており、第７−１トランジスタＱ７−１と第７−２トランジスタＱ７−２のゲート電圧がローレベル状態にあることとして説明を始める。
このとき、第７−１トランジスタＱ７−１はオン状態になっているので、ＬＥＤ１および定電流回路３５３には電流が流れている。すなわち、順方向電流ＩF ＝Ｉ１＋Ｉ２となっている。
【０１９４】
（１）消灯動作
時刻ｔ６１において、Ｅ点のゲート電圧がローレベルからハイレベルに切り替わると、第７−１トランジスタＱ７−１はオン状態からオフ状態に切り替わり、第７−２トランジスタＱ７−２はオフ状態からオン状態に切り替わり、第７−２トランジスタＱ７−２のドレイン−ソース間が導通状態となる。
この結果、ＧＮＤレベルの停止信号がＢ点に生成されるので、駆動系電源ＶLED からＬＥＤ１のアノード、カソード、第１トランジスタＱ１のエミッタからコレクタ、第７−２トランジスタＱ７−２のドレインからソースを経由してＧＮＤへ電流Ｉ1 が流れる。
【０１９５】
この停止信号に応じて、図３０に示すＢ点の電圧がＧＮＤレベルになるので、同時に、第３および第４トランジスタＱ３，Ｑ４がオフ状態になり、これに応じてカレントミラー回路２１５の第２トランジスタＱ２に流れていた電流Ｉ２の供給が停止されて０になるので、第１トランジスタＱ１に流れていた電流Ｉ１も０になる。この結果、ＬＥＤ１の順方向電流ＩF ＝０になり、ＬＥＤ１が消灯する。
なお、第７−２トランジスタＱ７−２のゲート電圧がローレベルからハイレベルに切り替わった直後に、第７−２トランジスタＱ７−２のドレイン−ソース間に流れるドレイン電流Ｉｄのオン期間は、半導体集積回路が有する寄生容量により決定されものである。
【０１９６】
（２）点灯動作
次に、時刻ｔ６２において、Ｅ点のゲート電圧がハイレベルからローレベルに切り替わると、第７−１トランジスタＱ７−１はオフ状態からオン状態に切り替わり、第７−２トランジスタＱ７−２はオン状態からオフ状態に切り替わり、第７−１トランジスタＱ７−１のドレイン−ソース間が導通状態となる。
この結果、駆動系電源ＶLED からＬＥＤ１、起動抵抗Ｒ２を介して第７−１トランジスタＱ７−１のドレインがハイレベルになり、Ｂ点に点灯信号が現れる。なお、起動抵抗Ｒ２が数ＭΩオーダーの抵抗値を有するため、起動電流はμＡオーダーの値となる。
【０１９７】
この起動電流に応じて図３０に示すＢ点の電圧が上昇するので、第３および第４トランジスタＱ３，Ｑ４がオンする。
さらに、第３および第４トランジスタＱ３，Ｑ４がオンすると、第１および第２トランジスタＱ１，Ｑ２のエミッタからベースに向かって電流が流れ、第１および第２トランジスタＱ１，Ｑ２がオンする。
【０１９８】
この結果、駆動系電源ＶLED からＬＥＤ１のアノード、カソード、第１トランジスタＱ１のエミッタからコレクタ、第３トランジスタＱ３のコレクタからエミッタを経由して電流Ｉ1 が流れる。同時に、駆動系電源ＶLED からＬＥＤ１のアノード、カソード、第２トランジスタＱ２のエミッタからコレクタ、第４トランジスタＱ４のコレクタからエミッタを経由して電流Ｉ2 が流れる。この結果、ＬＥＤ１に上述した定電流の順方向電流ＩF が生じるので、ＬＥＤ１が点灯する。
【０１９９】
次に、図３２を参照して、駆動系電源ＶLED の投入時でのＬＥＤ駆動回路３４１の動作について説明する。
まず、時刻ｔ７０において、駆動系電源ＶLED の供給が開始されて上昇し、時刻ｔ７１〜ｔ７２において、駆動系電源ＶLED の電圧が駆動可能電圧Ｖthを越えたこととする。
【０２００】
この時、Ｅ点に外部から与えられている電圧が０Ｖである場合には、時刻ｔ７２において、点灯信号が発生してＬＥＤ１にＩF が流れ、ＬＥＤ１が点灯する。なお、時刻ｔ７２〜ｔ７６の間で、駆動系電源ＶLED が安定したこととする。
【０２０１】
ここで、時刻ｔ７４〜ｔ７５において、Ｅ点に１回のハイレベル信号が外部から与えると、Ｂ点がローレベルに移行するので、ＬＥＤ１は消灯する。
図３２においては、時刻ｔ７６〜ｔ７９において駆動系電源ＶLED に電圧変動があるが、本実施の形態によれば定電流回路３５３を用いているので、電圧変動による影響がＩF 現れず、安定している。
【０２０２】
（第１１の実施の形態）
図３３は、本発明の第１１の実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路３６１の構成を示す図である。
図３３に示すように、ＬＥＤ駆動回路３６１は、外部からのパルス信号に応じて交互に繰り返す点灯信号と停止信号を生成して定電流回路３７３の動作をオンオフ制御するＯＮ−ＯＦＦ制御回路３５１と、ＯＮ−ＯＦＦ制御回路３５１から点灯信号および停止信号を入力し、点灯信号に応じて発光ダイオードＬＥＤ１に定電流を供給する一方、停止信号に応じてＬＥＤ１に供給していた定電流を停止する定電流回路３７３とから構成されている。なお、定電流回路３７３を構成するカレントミラー回路２１５と基準電圧回路２５７については、上述したのでその説明を省略する。
【０２０３】
次に、図３３を参照して、本発明の本実施の形態に係わるＬＥＤ駆動回路３６１の動作について説明する。なお、時刻ｔは図３１に示すそれぞれのタイミングである。
いま、時刻ｔ６０において、ＬＥＤ駆動回路３６１に駆動系電源ＶLED が印加されており、第７−１トランジスタＱ７−１と第７−２トランジスタＱ７−２のゲート電圧がローレベル状態にあることとして説明を始める。
このとき、第７−１トランジスタＱ７−１はオン状態になっているので、ＬＥＤ１および定電流回路３６１には電流が流れている。すなわち、順方向電流ＩF ＝Ｉ１＋Ｉ２となっている。
【０２０４】
（１）消灯動作
時刻ｔ６１において、Ｅ点のゲート電圧がローレベルからハイレベルに切り替わると、第７−１トランジスタＱ７−１はオン状態からオフ状態に切り替わり、第７−２トランジスタＱ７−２はオフ状態からオン状態に切り替わり、第７−２トランジスタＱ７−２のドレイン−ソース間が導通状態となる。
この結果、ＧＮＤレベルの停止信号がＢ点に生成されるので、駆動系電源ＶLED からＬＥＤ１のアノード、カソード、第１トランジスタＱ１のエミッタからコレクタ、第７−２トランジスタＱ７−２のドレインからソースを経由してＧＮＤへ電流Ｉ1 が流れる。
【０２０５】
この停止信号に応じて、図３３に示すＢ点の電圧がＧＮＤレベルになるので、同時に、第３および第４トランジスタＱ３，Ｑ４がオフ状態になり、これに応じてカレントミラー回路２１５の第２トランジスタＱ２に流れていた電流Ｉ２の供給が停止されて０になるので、第１トランジスタＱ１に流れていた電流Ｉ１も０になる。この結果、ＬＥＤ１の順方向電流ＩF ＝０になり、ＬＥＤ１が消灯する。
なお、第７−２トランジスタＱ７−２のゲート電圧がローレベルからハイレベルに切り替わった直後に、第７−２トランジスタＱ７−２のドレイン−ソース間に流れるドレイン電流Ｉｄのオン期間は、半導体集積回路が有する寄生容量により決定されものである。
【０２０６】
（２）点灯動作
次に、時刻ｔ６２において、Ｅ点のゲート電圧がハイレベルからローレベルに切り替わると、第７−１トランジスタＱ７−１はオフ状態からオン状態に切り替わり、第７−２トランジスタＱ７−２はオン状態からオフ状態に切り替わり、第７−１トランジスタＱ７−１のドレイン−ソース間が導通状態となる。
この結果、駆動系電源ＶLED からＬＥＤ１、起動抵抗Ｒ２を介して第７−１トランジスタＱ７−１のドレインがハイレベルになり、Ｂ点に点灯信号が現れる。なお、起動抵抗Ｒ２が数ＭΩオーダーの抵抗値を有するため、起動電流はμＡオーダーの値となる。
【０２０７】
この起動電流に応じて図３３に示すＢ点の電圧が上昇するので、第３および第４トランジスタＱ３，Ｑ４がオンする。
さらに、第３および第４トランジスタＱ３，Ｑ４がオンすると、第１および第２トランジスタＱ１，Ｑ２のエミッタからベースに向かって電流が流れ、第１および第２トランジスタＱ１，Ｑ２がオンする。
【０２０８】
この結果、駆動系電源ＶLED からＬＥＤ１のアノード、カソード、第１トランジスタＱ１のエミッタからコレクタ、第３トランジスタＱ３のコレクタからエミッタ、ダイオードＤ１〜Ｄｍを経由して電流Ｉ1 が流れる。同時に、駆動系電源ＶLED からＬＥＤ１のアノード、カソード、第２トランジスタＱ２のエミッタからコレクタ、第４トランジスタＱ４のコレクタからエミッタ、抵抗Ｒ１を経由して電流Ｉ2 が流れる。この結果、ＬＥＤ１に上述した定電流の順方向電流ＩF が生じるので、ＬＥＤ１が点灯する。
【０２０９】
（第１２の実施の形態）
図３４は、本発明の第１２の実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路３８１の構成を示す図である。
図３４に示すように、ＬＥＤ駆動回路３８１は、外部からのパルス信号に応じて交互に繰り返す点灯信号と停止信号を生成して定電流回路３９３の動作をオンオフ制御するＯＮ−ＯＦＦ制御回路３５１と、ＯＮ−ＯＦＦ制御回路３５１から点灯信号および停止信号を入力し、点灯信号に応じて発光ダイオードＬＥＤ１に定電流を供給する一方、停止信号に応じてＬＥＤ１に供給していた定電流を停止する定電流回路３９３とから構成されている。なお、定電流回路３９３を構成するカレントミラー回路２１５と基準電圧回路２５７およびバンドギャップ回路２７７については、上述したのでその説明を省略する。
【０２１０】
次に、図３４を参照して、本発明の本実施の形態に係わるＬＥＤ駆動回路３８１の動作について説明する。なお、時刻ｔは図３１に示すそれぞれのタイミングである。
いま、時刻ｔ６０において、ＬＥＤ駆動回路３８１に駆動系電源ＶLED が印加されており、第７−１トランジスタＱ７−１と第７−２トランジスタＱ７−２のゲート電圧がローレベル状態にあることとして説明を始める。
このとき、第７−１トランジスタＱ７−１はオン状態になっているので、ＬＥＤ１および定電流回路３９３には電流が流れている。すなわち、順方向電流ＩF ＝Ｉ１＋Ｉ２＋Ｉ３となっている。
【０２１１】
（１）消灯動作
時刻ｔ６１において、Ｅ点のゲート電圧がローレベルからハイレベルに切り替わると、第７−１トランジスタＱ７−１はオン状態からオフ状態に切り替わり、第７−２トランジスタＱ７−２はオフ状態からオン状態に切り替わり、第７−２トランジスタＱ７−２のドレイン−ソース間が導通状態となる。
この結果、ＧＮＤレベルの停止信号がＢ点に生成されるので、駆動系電源ＶLED からＬＥＤ１のアノード、カソード、第１トランジスタＱ１のエミッタからコレクタ、第７−２トランジスタＱ７−２のドレインからソースを経由してＧＮＤへ電流Ｉ1 が流れる。
【０２１２】
この停止信号に応じて、図３４に示すＢ点の電圧がＧＮＤレベルになるので、同時に、第３および第４トランジスタＱ３，Ｑ４がオフ状態になり、これに応じてカレントミラー回路２１５の第２トランジスタＱ２に流れていた電流Ｉ２の供給が停止されて０になるので、第１トランジスタＱ１に流れていた電流Ｉ１も０になる。
【０２１３】
同時に、第４トランジスタＱ４がオフ状態になったことに応じてバンドギャップ回路２７７の第８トランジスタＱ８に流れていた電流Ｉ２の供給が停止されて０になるので、これに応じて第９トランジスタＱ９に流れていた電流Ｉ３も０になる。この結果、ＬＥＤ１の順方向電流ＩF ＝０になり、ＬＥＤ１が消灯する。
【０２１４】
なお、第７−２トランジスタＱ７−２のゲート電圧がローレベルからハイレベルに切り替わった直後に、第７−２トランジスタＱ７−２のドレイン−ソース間に流れるドレイン電流Ｉｄのオン期間は、半導体集積回路が有する寄生容量により決定されものである。
【０２１５】
（２）点灯動作
次に、時刻ｔ６２において、Ｅ点のゲート電圧がハイレベルからローレベルに切り替わると、第７−１トランジスタＱ７−１はオフ状態からオン状態に切り替わり、第７−２トランジスタＱ７−２はオン状態からオフ状態に切り替わり、第７−１トランジスタＱ７−１のドレイン−ソース間が導通状態となる。
この結果、駆動系電源ＶLED からＬＥＤ１、起動抵抗Ｒ２を介して第７−１トランジスタＱ７−１のドレインがハイレベルになり、Ｂ点に点灯信号が現れる。なお、起動抵抗Ｒ２が数ＭΩオーダーの抵抗値を有するため、起動電流はμＡオーダーの値となる。
【０２１６】
この起動電流に応じて図３４に示すＢ点の電圧が上昇するので、駆動系電源ＶLED からＬＥＤ１、起動抵抗Ｒ２を介して第３トランジスタＱ３のベース電圧を上昇させて第３トランジスタＱ３がオンし、第３トランジスタＱ３のベースからエミッタへ、さらに、ダイオードＤ１〜Ｄｍを介して電流ＩR2が流れる。
この起動電流に応じて図３４に示すＢ点の電圧が上昇するので、第３および第４トランジスタＱ３，Ｑ４がオンする。
【０２１７】
さらに、第３および第４トランジスタＱ３，Ｑ４がオンすると、第１および第２トランジスタＱ１，Ｑ２のエミッタからベースに向かって電流が流れ、第１および第２トランジスタＱ１，Ｑ２がオンする。
この結果、駆動系電源ＶLED からＬＥＤ１のアノード、カソード、第２トランジスタＱ２のエミッタからコレクタ、第４トランジスタＱ４のコレクタからエミッタ、第１抵抗Ｒ１、第８トランジスタＱ８のコレクタからエミッタ、抵抗Ｒ５を経由してＧＮＤへ電流Ｉ2 が流れる。
このとき、第８トランジスタＱ８がオンするので、同時に、第９トランジスタＱ９がオンし、駆動系電源ＶLED からＬＥＤ１のアノード、カソード、第９トランジスタＱ９のコレクタからエミッタを経由してＧＮＤへ電流Ｉ3 が流れる。
【０２１８】
さらに、第３トランジスタＱ３がオンするので、駆動系電源ＶLED からＬＥＤ１のアノード、カソード、第１トランジスタＱ１のエミッタからコレクタ、第３トランジスタＱ３のコレクタからエミッタ、ダイオードＤ１〜Ｄｍを経由してＧＮＤへ電流Ｉ1 が流れる。
ここで、ＬＥＤ１に流れる順方向電流ＩF は、基準電圧回路２７５とバンドギャップ回路２７７とを流れる電流の総和となるため、
【数２５】
ＩF ＝Ｉ1 ＋Ｉ2 ＋Ｉ3 （２５）
となる。
この結果、ＬＥＤ１に上述した定電流の順方向電流ＩF が生じるので、ＬＥＤ１が点灯する。
【０２１９】
（応用例１）
図３５は、上述した本発明の第１０の実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路３４１を応用したＬＥＤ駆動装置４０１の構成を示す図である。
図３５に示すように、ＬＥＤ駆動装置４０１は、外部から入力される制御信号ＣＮＴＹ１〜４に応じて駆動系電源ＶLED からそれぞれのＬＥＤ１１〜４４に供給する接続線をそれぞれオンオフする例えばリレーの接点や半導体スイッチからなるスイッチＳＷ１〜４と、スイッチＳＷ１〜４とそれぞれ接続するＬＥＤ１１〜４４と、ＬＥＤ１１〜４４にそれぞれ接続して定電流を供給する定電流回路ＩＣＣ１〜４とをそれぞれ直列に接続している。
【０２２０】
また、定電流回路ＩＣＣ１〜４には、外部からそれぞれＥ１〜Ｅ４に入力されるパルス信号に応じてオンオフ制御するＯＮ−ＯＦＦ制御回路４１１〜４１４が接続されている。
このＬＥＤ駆動装置４０１は、外部から入力される制御信号ＣＮＴＹ１〜４に応じてスイッチＳＷ１〜４がオンオフ制御され点灯すべきＬＥＤが指定され、さらに、外部からそれぞれＥ１〜Ｅ４に入力されるパルス信号に応じてＬＥＤの点灯タイミングが指定されるので、パルス信号の発生タイミングをちらつきが気にならない周波数以上に設定することで、ディスプレイ装置として利用することができる。
【０２２１】
このＬＥＤ駆動装置４０１に用いる定電流回路ＩＣＣ１〜４は、第４〜第１２の実施の形態に示すＬＥＤ駆動回路２０１，２２１，２４１，２６１，２８１，３０１，３２１，３４１，３６１，３８１の何れでも採用することが可能である。また、定電流回路は高インピーダンス特性を有しているので、駆動系電源ＶLED の電圧が増加しても電流値ＩF は一定となる。
【０２２２】
図３５に示すようなダイナミック駆動のＬＥＤ駆動装置４０１に対して、同一光度のＬＥＤを数多く実装した場合を想定した場合、
（１）第４〜第１２の実施の形態に示す何れの定電流回路を用いても、ＬＥＤには駆動系電源ＶLED の電圧や順方向電圧ＶF に依らず安定した定電流の順方向電流ＩF を供給できるため、ＬＥＤ毎に光度バラつきを起こす可能性が極めて低い。また、ＬＥＤをオンオフ制御するためのＯＮ−ＯＦＦ制御回路により停止信号が出力されている場合、定電流回路はオフ状態になっているため、点灯時に生じる電流以外の無駄な電流が流れることがなく、高効率の「定電流方式ＬＥＤドライバー」を実現することができる。
【０２２３】
（２）面積効率が高いモノリシックＩＣを例えば、上述したＯＮ−ＯＦＦ制御回路と定電流回路とで実現することが可能であり、ＬＥＤ不具合検出機能やサージ保護機能を付加することが可能である。
【０２２４】
（第４〜第１２の実施の形態における共通の効果）
第４〜第１２の実施の形態におけるＬＥＤ駆動回路によれば、以下のような共通の効果があった。
特に、従来の発光ダイオード駆動回路と比較して、発光ダイオードの明度が安定し、かつ、電源効率の向上に寄与することができる。
【０２２５】
（１）ＬＥＤ１には、駆動系電源の電圧やＶＦに依存せず、安定した定電流を供給することができるため、他のＬＥＤに交換した場合でも、光度バラツキを起こす可能性が極めて低い。
【０２２６】
（２）ＯＮ−ＯＦＦ制御回路から停止信号が出力されている場合には、定電流回路もオフされるため、無駄な電流が流れないので、高効率のＬＥＤ駆動回路を提供することができる。なお、図２６に示すように、第７，８，９の実施の形態では、起動抵抗に数μＡの電流が流れるが、効率の低下に影響を与えない電流レベルである。
【０２２７】
（３）ＯＮ−ＯＦＦ制御回路に用いるトランジスタは、ＬＥＤをオンオフ制御するスイッチング素子Ｑ７よりもＰｃ損失分を低下することができるので、発熱量の減少に寄与することができる。
（４）面積効率が高いモノリシックＩＣを実現することができる。
【０２２８】
（５）バイポーラプロセスやＢｉＣＭＯＳプロセスに適応することができる。
【０２２９】
上述した従来の発光ダイオード駆動回路と比較して、発光ダイオードの明度が安定し、かつ、電源効率の向上に寄与することができる。
【０２３０】
【発明の効果】
請求項１記載の本発明によれば、外部からのパルス信号に応じてスイッチング素子により定電流回路の動作をオン制御された場合、起動抵抗によりカレントミラー回路を起動して電流を生成し、カレントミラー回路から生成された電流を基準電圧回路により受けて基準電圧を生成するとともに負の温度係数を有する定電流を生成し、さらに、基準電圧回路から生成された定電流を受けたバンドギャップ回路により所定の符号および大きさの温度係数を有する定電流を生成するので、従来の発光ダイオード駆動回路と比較して、発光ダイオードの明度がさらに安定し、かつ、電源効率の向上に寄与することができる。
【０２３５】
請求項７記載の本発明によれば、直列に接続されている発光ダイオードと定電流回路に直流電源が加わった場合、起動抵抗によりカレントミラー回路を起動して電流を生成し、カレントミラー回路から生成された電流を基準電圧回路により受けて基準電圧を生成するとともに負の温度係数を有する定電流を生成し、さらに、基準電圧回路から生成された定電流を受けたバンドギャップ回路により所定の符号および大きさの温度係数を有する定電流を生成するので、従来の発光ダイオード駆動回路と比較して、発光ダイオードの明度がさらに安定し、かつ、電源効率の向上に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路１１の構成を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路１１の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図３】ＬＥＤ駆動回路１１に設けられた定電流回路１３における直流電源Ｖccと順方向電流ＩF との特性を示すグラフである。
【図４】定電流回路１３における順方向電流ＩF とジャンクション温度Ｔjとの特性を示すグラフである。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路１１の変形例１の構成を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路１１の変形例２の構成を示す図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路２１の構成を示す図である。
【図８】ＬＥＤ駆動回路２１に設けられた定電流回路２３における直流電源Ｖccと順方向電流ＩF との特性を示すグラフである。
【図９】定電流回路２３における順方向電流ＩF とジャンクション温度Ｔjとの特性を示すグラフである。
【図１０】本発明の第３の実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路３１の構成を示す図である。
【図１１】本発明の第３の実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路３１に設けられた定電流回路３３をモノリシック形成した場合に、第１抵抗Ｒ１及び第３抵抗Ｒ３とジャンクション温度Ｔjとの特性を示すグラフである。
【図１２】定電流回路３３における順方向電圧ＶF とジャンクション温度Ｔjとの特性を示すグラフである。
【図１３】本発明の第１乃至第３実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路１１，２１，３１を応用したＬＥＤ駆動装置４１の構成を示す図である。
【図１４】本発明の第１乃至第３実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路１１，２１，３１を応用したＬＥＤ駆動装置５１の構成を示す図である。
【図１５】従来のＬＥＤ駆動回路１０１を示す図である。
【図１６】従来のＬＥＤ駆動回路１０１の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図１７】従来のＬＥＤ駆動回路１０２を示す図である。
【図１８】従来のＬＥＤ駆動回路１０２の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図１９】本発明の第４の実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路２０１の構成を示す図である。
【図２０】本発明の第４の実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路２０１の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図２１】ＬＥＤ駆動回路２０１に設けられた定電流回路における駆動系電源ＶLED と順方向電流ＩF との特性を示すグラフである。
【図２２】本発明の第４の実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路２０１の変形例１の構成を示す図である。
【図２３】本発明の第５の実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路２４１の構成を示す図である。
【図２４】本発明の第６の実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路２６１の構成を示す図である。
【図２５】本発明の第７の実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路２８１の構成を示す図である。
【図２６】本発明の第７の実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路２８１の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図２７】ＬＥＤ駆動回路２８１に設けられた定電流回路における駆動系電源ＶLED と順方向電流ＩF との特性を示すグラフである。
【図２８】本発明の第８の実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路３０１の構成を示す図である。
【図２９】本発明の第９の実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路３２１の構成を示す図である。
【図３０】本発明の第１０の実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路３４１の構成を示す図である。
【図３１】本発明の第１０の実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路３４１の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図３２】ＬＥＤ駆動回路３４１に設けられた定電流回路における駆動系電源ＶLED と順方向電流ＩF との特性を示すグラフである。
【図３３】本発明の第１１の実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路３６１の構成を示す図である。
【図３４】本発明の第１２の実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路３８１の構成を示す図である。
【図３５】本発明の第４乃至第１２実施の形態に係るＬＥＤ駆動回路を応用したＬＥＤ駆動装置４０１の構成を示す図である。
【符号の説明】
１１，２１，３１ ＬＥＤ駆動回路
ＬＥＤ１ 発光ダイオード
１２，１３，１４，２３，３３ 定電流回路
Ｑ７ スイッチング素子
１５，１６，１９ カレントミラー回路
１７，１８，３７ バンドギャップ回路
２７，３５ 基準電圧回路
２０１，２２１，２４１，２６１，２８１，３０１，３２１，３４１，３６１，３８１ ＬＥＤ駆動回路
ＬＥＤ１ 発光ダイオード
２１３，２３３，２５１，２７３，２９３，３１３，３３３，３５３，３６１，３９３ 定電流回路
２１５，２３５ カレントミラー回路
２１７，２３７，２７７ バンドギャップ回路
２５７，２７５ 基準電圧回路
Claims (8)
- 発光ダイオードに所定の符号および大きさの温度係数を有する定電流を供給する定電流回路と、
直列に接続される前記発光ダイオードおよび前記定電流回路に、直列に接続して外部からのパルス信号に応じて前記定電流回路の動作をオンオフ制御するスイッチング素子と、を備えた発光ダイオード駆動回路であって、
前記定電流回路は、
電流源としてのカレントミラー回路と、
前記カレントミラー回路に起動電流を流して前記カレントミラー回路を起動するための起動抵抗と、
前記カレントミラー回路が起動されて前記カレントミラー回路から生成された電流を受けて基準電圧を生成するとともに負の温度係数を有する定電流を生成する基準電圧回路と、
前記基準電圧回路から生成された定電流を受けて所定の符号および大きさの温度係数を有する定電流を生成するバンドギャップ回路と、を有し、
前記カレントミラー回路に流れる前記起動電流は、前記起動抵抗には流れ、前記基準電圧回路および前記バンドギャップ回路には流れないことを特徴とする発光ダイオード駆動回路。 - 前記定電流回路において、
前記カレントミラー回路は、
ＰＮＰ型の第１および第２のトランジスタを有し、エミッタが共通接続され、ベースが共通接続され、さらに第２のトランジスタのベース−コレクタが接続され、
前記基準電圧回路は、
ＮＰＮ型の第３および第４のトランジスタを有し、ベースが共通接続され、前記第１のトランジスタのコレクタと第３のトランジスタのコレクタおよびベースが接続され、前記第２のトランジスタのコレクタと第４のトランジスタのコレクタが接続され、第３のトランジスタのエミッタが直列に接続されるｍ個のダイオードの第１のダイオードのアノードに接続され、第４のトランジスタのエミッタが第１の抵抗の他端に接続され、
前記バンドギャップ回路は、
ＮＰＮ型の第５および第６のトランジスタを有し、ベースが共通接続され、前記第１の抵抗の一端と第５のトランジスタのコレクタおよびベースが接続され、前記第２のトランジスタのエミッタと第６のトランジスタのコレクタが接続され、第５のトランジスタのエミッタが第３の抵抗の他端に接続され、第６のトランジスタのエミッタが第３の抵抗の一端に接続されるとともに前記直列に接続されるｍ個のダイオードの第ｍダイオードのカソードに接続され、
前記起動抵抗は、
前記第２のトランジスタのベースと前記第３の抵抗の一端との間に接続されていることを特徴とする請求項１記載の発光ダイオード駆動回路。 - 前記バンドギャップ回路に設けられた第６のトランジスタは、
マルチエミッタを有することを特徴とする請求項２記載の発光ダイオード駆動回路。 - 前記第１の抵抗および第３の抵抗は、
前記第４のトランジスタおよび第５のトランジスタに流れる電流を制限するとともに前記第６のトランジスタに流れる電流の温度係数を調整することを特徴とする請求項２記載の発光ダイオード駆動回路。 - 前記スイッチング素子は、
バイポーラトランジスタ、ＦＥＴ、ＩＧＢＴの何れか１つからなる半導体スイッチング素子であることを特徴とする請求項１記載の発光ダイオード駆動回路。 - 半導体集積回路としてモノリシック形成されることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項記載の発光ダイオード駆動回路。
- 発光ダイオードに所定の符号および大きさの温度係数を有する定電流を供給する定電流回路を備え、前記発光ダイオードと前記定電流回路を直列に接続してなる発光ダイオード駆動回路であって、
前記定電流回路は、
電流源としてのカレントミラー回路と、
前記カレントミラー回路に起動電流を流して前記カレントミラー回路を起動するための起動抵抗と、
前記カレントミラー回路が起動されて前記カレントミラー回路から生成された電流を受けて基準電圧を生成するとともに負の温度係数を有する定電流を生成する基準電圧回路と、
前記基準電圧回路から生成された定電流を受けて所定の符号および大きさの温度係数を有する定電流を生成するバンドギャップ回路と、を有し、
前記カレントミラー回路に流れる前記起動電流は、前記起動抵抗には流れ、前記基準電圧回路および前記バンドギャップ回路には流れないことを特徴とする発光ダイオード駆動回路。 - 半導体集積回路としてモノリシック形成されることを特徴とする請求項７記載の発光ダイオード駆動回路。
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