JP4628185B2

JP4628185B2 - 半導体装置、モジュールおよび携帯端末機器

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Publication number: JP4628185B2
Application number: JP2005155611A
Authority: JP
Inventors: 祥嗣上平
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 2005-05-27
Filing date: 2005-05-27
Publication date: 2011-02-09
Anticipated expiration: 2025-05-27
Also published as: JP2006333208A

Description

本発明は、半導体装置、この半導体装置を備えるモジュール、および、このモジュールを備える携帯端末機器に関するものである。より特定的には、本発明は発光素子に駆動電流を供給する半導体装置、この半導体装置を備えるモジュール、および、このモジュールを備える携帯端末機器に関する。

近年、携帯電話に代表される携帯端末機器が広く普及するに伴い、携帯端末機器には多くの機能が搭載される。たとえば、赤外線通信機能を利用してデータ通信を行なったり、リモコン機能を利用して家電製品を遠隔操作したりすることが可能な携帯電話がある。

赤外線を用いたデータ通信の場合、一般にはＩｒＤＡ（ＩｎｆｒａｒｅｄＤａｔａＡｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ：赤外線を使ったデータ通信の相互接続を推進する標準化団体）によって定められた規格に準ずる通信が行なわれる。ＩｒＤＡ規格に従うデータ通信に用いられる光信号（以下ＩｒＤＡ信号と称する）の波長は、家電製品の遠隔操作に用いられる光信号（以下、リモコン信号と称する）の波長とほぼ同一である。ただし、リモコン信号は、ＩｒＤＡ信号よりも遠くまで伝播しなければならない。このためリモコン信号の強度はＩｒＤＡ信号の強度より高くなる。

赤外線を発するＬＥＤ（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）には供給される駆動電流の大きさに応じて放射強度を変化させることができるものがある。ＬＥＤの駆動電流を変化させることで、単一のＬＥＤを用いてＩｒＤＡ信号とリモコン信号との双方を切替えて送信することが可能なモジュールが実用化されている。

図８は、従来のモジュールの概略構成を示すブロック図である。図８を参照して、モジュールはＬＥＤ１１０およびＬＥＤ１１０を駆動する半導体装置１１１を含んで構成される。

半導体装置１１１は、ＩｒＤＡ通信における送信データに応じた信号ＳＤＡを増幅するプリアンプ１２２Ａと、プリアンプ１２２Ａの出力を増幅し、ＬＥＤ１１０に駆動電流を供給するアンプ１２３と、家電製品を遠隔操作する際の操作コマンドに応じた信号ＳＲＣを増幅するプリアンプ１２２Ｂと、プリアンプ１２２Ｂの出力を増幅し、ＬＥＤ１１０に駆動電流を供給するアンプ１２４と、半導体装置１１１の各種の動作を制御するための制御回路１３０とを含む。

従来の受発光電子部品の例として、たとえば特開平９−２８４２１７号公報（特許文献１）では、駆動回路、増幅回路、および論理回路が１チップのＩＣ（ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）で形成され、そのＩＣと発光素子および受光素子が１つのパッケージに組み込まれることにより小型化された光通信用デバイスが開示される。

また、特開２００５−６５２２９号公報（特許文献２）では、データ通信のために発光素子を駆動するための電流と、リモコン信号を送信するために発光素子を駆動するための電流とを選択的に切替えて発光素子に与える受発光電子部品が開示される。
特開平９−２８４２１７号公報特開２００５−６５２２９号公報

図８に示すように、従来のモジュールではＩｒＤＡ信号の送信とリモコン信号の送信との各用途に対してプリアンプおよびアンプが設けられている。その理由は、上述するようにＩｒＤＡ信号とリモコン信号とでは、半導体装置１１１がＬＥＤ１１０に供給する駆動電流の大きさが異なるためである。一例を示すと、ＩｒＤＡ信号を送信する場合の駆動電流は４０ｍＡであり、リモコン信号を送信する場合の駆動電流は２００ｍＡである。

しかしながら、用途ごとにプリアンプおよびアンプが設けられると、半導体装置の面積が大きくなるという問題が発生する。従来の半導体装置では、たとえば全体の面積の約５０％がプリアンプおよびアンプで占められている。

本発明の目的は、従来と同じ電流供給能力を有し、かつ小型化が可能な半導体装置、この半導体装置を備えるモジュールおよび、このモジュールを備える携帯端末機器を提供することである。

本発明は要約すれば、負荷を駆動する半導体装置であって、第１の入力信号に応じ、第１の駆動信号を出力する第１の駆動回路と、第２の入力信号に応じ、第１の駆動回路とともに負荷を駆動する第２の駆動信号を出力する第２の駆動回路とを備える。

好ましくは、第２の駆動回路は、第２の入力信号を遅延させて第２の駆動信号を出力する。

より好ましくは、第２の駆動回路は、第１の駆動回路の動作タイミングに応じたタイミング制御信号と第２の入力信号とを受け、活性期間を定めて出力制御信号を出力するタイミング制御部と、第２の入力信号および出力制御信号を受け、出力制御信号の活性期間において第２の入力信号を増幅して第２の駆動信号を出力する増幅部とを含む。

さらに好ましくは、タイミング制御部は、第２の入力信号の活性化に応じて出力制御信号を活性化し、タイミング制御信号の非活性化に応じて出力制御信号を非活性化させる。

さらに好ましくは、第１の駆動回路は、プリアンプ回路と、第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタと、第１の抵抗と、第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタと、第２の抵抗とを含み、増幅部は、第３のＮチャネルＭＯＳトランジスタと、第３の抵抗と、トランスミッションゲートとを含む。プリアンプ回路は第１および第２の入力信号を受け、タイミング制御信号を出力する。第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタは、タイミング制御信号を受けるための第１のノードにドレインおよびゲートが接続される。第１の抵抗は、第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタのソースと接地ノードとの間に接続される。第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタは、第１および第２の駆動信号を出力するための第２のノードにドレインが接続され、第１のノードにゲートが接続される。第２の抵抗は、第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタのソースと接地ノードとの間に接続される。第３のＮチャネルＭＯＳトランジスタは、第２のノードにドレインが接続される。第３の抵抗は、第３のＮチャネルＭＯＳトランジスタのソースと接地ノードとの間に接続される。トランスミッションゲートは、第１のノードと第３のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートとの間に接続され、出力制御信号に応じて導通する。

より好ましくは、負荷は、発光素子である。
本発明の他の局面に従うと、負荷と、負荷を駆動する半導体装置とを備えるモジュールであって、半導体装置は、第１の入力信号に応じ、第１の駆動信号を出力する第１の駆動回路と、第２の入力信号に応じ、第１の駆動回路とともに負荷を駆動する第２の駆動信号を出力する第２の駆動回路とを備える。

より好ましくは、負荷は、発光素子である。
本発明のさらに他の局面に従うと、モジュールを内蔵する携帯端末機器であって、モジュールは、負荷と、負荷を駆動する半導体装置とを備える。半導体装置は、第１の入力信号に応じ、第１の駆動信号を出力する第１の駆動回路と、第２の入力信号に応じ、第１の駆動回路とともに負荷を駆動する第２の駆動信号を出力する第２の駆動回路とを含む。

より好ましくは、第２の駆動回路は、第１の駆動回路の動作タイミングに応じたタイミング制御信号と第２の入力信号とを受け、活性期間を定めて出力制御信号を出力するタイミング制御部と、第２の入力信号および出力制御信号を受け、出力制御信号の活性期間において第２の入力信号を増幅して第２の駆動信号を出力する増幅部とを有する。

さらに好ましくは、第１の駆動回路は、プリアンプ回路と、第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタと、第１の抵抗と、第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタと、第２の抵抗とを含み、増幅部は、第３のＮチャネルＭＯＳトランジスタと、第３の抵抗と、トランスミッションゲートとを有する。プリアンプ回路は第１および第２の入力信号を受け、タイミング制御信号を出力する。第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタは、タイミング制御信号を受けるための第１のノードにドレインおよびゲートが接続される。第１の抵抗は、第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタのソースと接地ノードとの間に接続される。第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタは、第１および第２の駆動信号を出力するための第２のノードにドレインが接続され、第１のノードにゲートが接続される。第２の抵抗は、第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタのソースと接地ノードとの間に接続される。第３のＮチャネルＭＯＳトランジスタは、第２のノードにドレインが接続される。第３の抵抗は、第３のＮチャネルＭＯＳトランジスタのソースと接地ノードとの間に接続される。トランスミッションゲートは、第１のノードと第３のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートとの間に接続され、出力制御信号に応じて導通する。

より好ましくは、負荷は、発光素子である。

本発明の半導体装置によれば、負荷に与える駆動電流の値が異なる２つの駆動状態において、各駆動状態の各々において動作するアンプが一部共通するように構成されているので、従来の半導体装置よりも面積を縮小することができる。

また、本発明の半導体装置によれば、各駆動状態での動作時に用いられるプリアンプが共通であるので、従来の半導体装置よりも面積を縮小することができる。

以下において、本発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。

図１は、本発明の実施の形態の一例を示す図である。図１を参照して、携帯端末機器５０は、ＩｒＤＡ信号とリモコン信号との双方を切替えて送信することが可能なモジュール１を含む。モジュール１は携帯端末機器５０がデータ通信装置として利用される際には、ＩｒＤＡ規格に従って赤外線通信を行ない、ＩｒＤＡ信号を送信または受信する。携帯端末機器５０がリモコン装置として利用される際には、モジュール１は遠隔操作の対象となる家電製品等の電子機器に対し、ユーザによる携帯端末機器５０の操作に応じた赤外線信号をリモコン信号として発する。

携帯端末機器５０は、さらに、データ通信の際にモジュール１を駆動するタイミングを制御するコントローラ２と、リモコン動作の際にモジュール１を駆動するタイミングを制御するコントローラ３と、コントローラ２，３を制御するとともに携帯端末機器５０の動作の全体を制御するためのＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）４とを含む。携帯端末機器５０は、さらに、図１には示さない各種の回路（たとえば表示回路等）を含む。

図２は、図１のモジュール１の概略ブロック図である。図２を参照して、モジュール１は、ＬＥＤ１０と、ＩｒＤＡ信号およびリモコン信号の送信のためにＬＥＤ１０に電流ＩＤを与えてＬＥＤ１０を駆動する送信部１１と、他の携帯端末から送られるＩｒＤＡ信号を受信するための受信部１２とを含む。

送信部１１はＩｒＤＡ信号送信時とリモコン信号送信時とで電流ＩＤの値を変化させる。ＬＥＤ１０は電流ＩＤが供給されると赤外線の光信号を発生し、電流ＩＤの大きさに応じて光信号の放射強度を変化させることができる。たとえば電流ＩＤの大きさはＩｒＤＡ信号送信時には４０ｍＡであり、リモコン信号送信時には２００ｍＡである。なお、モジュール１はＬＥＤ１０に代えてレーザダイオードを含んでもよい。

送信部１１は本発明の半導体装置に相当する。送信部１１は、駆動回路２０１，２０２を含む。駆動回路２０１はコントローラ２から送られる信号ＳＤＡ、および、コントローラ３から送られる信号ＳＲＣに応じ、ＬＥＤ１０に与える電流Ｉ１を変化させる。駆動回路２０２は信号ＳＲＣに応じ、電流Ｉ１とともにＬＥＤ１０を駆動するための電流Ｉ２を変化させる。信号ＳＤＡはＬＥＤ１０からＩｒＤＡ信号を送信するために入力される信号であり、信号ＳＲＡはＬＥＤ１０からリモコン信号を送信するために入力される信号である。ＩｒＤＡ信号の送信時には電流ＩＤは電流Ｉ１に等しくなり、リモコン信号の送信時には電流ＩＤは電流Ｉ１と電流Ｉ２との合計に等しくなる。

なお、信号ＳＤＡ，ＳＲＣは、本発明における第１および第２の入力信号にそれぞれ相当する。また、信号ＳＤＡに応じて変化する電流Ｉ１は本発明における第１の駆動信号に相当し、信号ＳＲＣに応じて変化する電流Ｉ２は本発明における第２の駆動信号に相当する。

駆動回路２０１は、ＯＲ回路２１と、プリアンプ２２と、アンプ２３とを含む。
ＯＲ回路２１はコントローラ２から送られる信号ＳＤＡ、および、コントローラ３から送られる信号ＳＲＣを受ける。ＯＲ回路２１は、信号ＳＤＡか信号ＳＲＣかのいずれか一方が入力された場合、その入力された信号をそのまま出力する。

プリアンプ２２は、ＯＲ回路２１から出力される信号ＳＤＡまたは信号ＳＲＣを増幅して信号Ｓ２を出力する。アンプ２３は信号Ｓ２を増幅し、ＬＥＤ１０のカソードから引き抜く電流Ｉ１を変化させる。

駆動回路２０２は信号ＳＲＣの変化のタイミングよりも遅れて電流Ｉ２を変化させる。駆動回路２０２は、アンプ２４と、タイミング制御部２５とを含む。

アンプ２４はリモコン信号の送信時に信号Ｓ２を増幅し、ＬＥＤ１０のカソードから引き抜く電流Ｉ２を変化させる。なおアンプ２４はＩｒＤＡ信号の送信時には動作しない。よって、ＩｒＤＡ信号の送信時には電流ＩＤは電流Ｉ１に等しくなり、リモコン信号の送信時には電流ＩＤは電流Ｉ１と電流Ｉ２との合計に等しくなる。

タイミング制御部２５は、リモコン信号の送信時に電流Ｉ１の変化と電流Ｉ２の変化とを同期させるため、アンプ２４に対して信号Ｓ３を出力する。アンプ２４は信号Ｓ３がＨレベルの状態にある期間に信号Ｓ２が入力された場合、信号Ｓ２を増幅して電流Ｉ２を変化させる。

なお、信号Ｓ２は本発明におけるタイミング制御信号に相当し、信号Ｓ３は本発明における出力制御信号に相当する。

電流Ｉ１よりも電流Ｉ２のほうが大きいため、アンプ２３のサイズよりもアンプ２４のサイズのほうが大きい。よって、タイミング制御部２５が設けられていない場合、信号Ｓ２の入力に対してアンプ２３が電流Ｉ１を変化させるタイミングとアンプ２４が電流Ｉ２を変化させるタイミングとにずれが生じる。電流Ｉ１の変化と電流Ｉ２の変化とが同期しない場合には、リモコン信号の送信時に、ＬＥＤ１０に対して十分な電流を供給することができない。タイミング制御部２５により電流Ｉ１の変化と電流Ｉ２の変化とを同期させることにより、リモコン信号の送信時にＬＥＤ１０に対して十分な電流を供給することができる。

このように、送信部１１においては、ＬＥＤ１０からリモコン信号を送信する場合には信号ＳＲＣに応じてアンプ２３とアンプ２４とが動作してＬＥＤ１０に電流Ｉ１，Ｉ２を与え、ＬＥＤ１０からＩｒＤＡ信号を送信する場合には信号ＳＤＡに応じてアンプ２３のみ動作し、ＬＥＤ１０に電流Ｉ１を与える。リモコン信号の送信時のほうがＩｒＤＡ信号の送信時よりもＬＥＤ１０に与える駆動電流が大きくなるが、送信部１１はリモコン信号送信用のアンプの一部をＩｒＤＡ信号送信用のアンプとして共有する構成を有することで回路面積を縮小することができる。

また、送信部１１は図８に示す半導体装置１１１と比較して、備えるプリアンプの数が１つ少なくなる。よって、本発明の半導体装置は従来の半導体装置に比較して面積を縮小することが可能になる。

なお、図２に示す送信部１１の構成は一例である。たとえば、送信部１１は、駆動回路２０１に信号ＳＤＡのみ入力されるよう構成されてもよい。この場合、駆動回路２０２は、送信部１１の外部に設けられ、駆動回路２０１の動作タイミングに応じて信号ＳＲＣを増幅するアンプ（図示せず）から信号Ｓ２に相当する信号を受けるとともに、信号ＳＲＣを受けることで電流Ｉ２を変化させるよう構成されてもよい。

図３は、図２に示すアンプ２３およびアンプ２４の等価回路図である。図３を参照して、アンプ２３はＮチャネルＭＯＳトランジスタ３１，３２と、抵抗３３，３４とを含む。ＮチャネルＭＯＳトランジスタ３１はドレインおよびゲートがノードＮ１に接続される。ＮチャネルＭＯＳトランジスタ３２はドレインがノードＮ２に接続され、ゲートがノードＮ１に接続される。抵抗３３はＮチャネルＭＯＳトランジスタ３１のソースと接地ノードとの間に接続される。抵抗３４はＮチャネルＭＯＳトランジスタ３２のソースと接地ノードとの間に接続される。

アンプ２４はＮチャネルＭＯＳトランジスタ３５，３９と、抵抗３６，３８と、トランスミッションゲート３７とを含む。ＮチャネルＭＯＳトランジスタ３５はドレインがノードＮ２に接続される。抵抗３６はＮチャネルＭＯＳトランジスタ３５のソースと接地ノードとの間に接続される。トランスミッションゲート３７はノードＮ１とＮチャネルＭＯＳトランジスタ３５のゲートとの間に接続され、信号Ｓ３に応じて導通する。

抵抗３８は一方の端子がＮチャネルＭＯＳトランジスタ３５のゲートに接続され、他方の端子がＮチャネルＭＯＳトランジスタ３９のドレインに接続される。

タイミング制御部２５は、Ｄ−ラッチ回路により構成される。Ｄ−ラッチ回路の入力端子Ｄは信号ＳＲＣを受ける。Ｄラッチ回路の入力端子Ｅはプリアンプ２２の出力を受ける。トランスミッションゲート３７はＤラッチ回路の出力端子Ｑから出力される信号Ｓ３を受ける。Ｄ−ラッチ回路における出力端子「／Ｑ」からは信号Ｓ３を反転させた信号が出力される。ここで「／」は反転出力を示す記号である。出力端子「／Ｑ」から出力された信号はＮチャネルＭＯＳトランジスタ３９のゲートに入力される。

Ｄ−ラッチ回路は、入力端子Ｅに入力される信号がＬレベルの間には入力端子Ｄに入力される信号を出力端子Ｑからそのまま出力し、入力端子Ｅに入力される信号がＬレベルからＨレベルに切換わるときには、切換時において入力端子Ｄに入力された信号のレベルを保持する。入力端子Ｅに入力される信号がＨレベルである期間には入力端子Ｄに入力される信号の論理レベルが変化しても出力端子Ｑから出力される信号のレベルは変化しない。

つまり、信号Ｓ２がＬレベルの期間内は信号Ｓ３のレベルは信号ＳＲＣのレベルに等しく、信号Ｓ２がＨレベルである期間内は信号Ｓ２がＬレベルからＨレベルに切換わった時の信号ＳＲＣのレベルがそのまま信号Ｓ３のレベルとして保持される。

なお、広い意味での「Ｄ−ラッチ回路」には、上述のＤラッチ回路を２つ組み合わせて構成される「Ｄ−フリップフロップ回路」も含まれるが、本発明においては「Ｄ−フリップフロップ回路」は含まれない。

トランスミッションゲート３７は出力端子ＱからＨレベルの信号Ｓ３を受けると導通状態になり、Ｌレベルの信号Ｓ３を受けると非導通状態となる。信号Ｓ３がＨレベルおよびＬレベルの場合とは、リモコン信号の送信時およびＩｒＤＡ信号の送信時である。

ＮチャネルＭＯＳトランジスタ３１，３２と、抵抗３３，３４とはカレントミラー回路を構成する。また、トランスミッションゲート３７の導通時にはＮチャネルＭＯＳトランジスタ３１，３２，３５と、抵抗３３，３４，３６とはカレントミラー回路を構成する。

なお、トランスミッションゲート３７の非導通時には出力端子／ＱからＮチャネルＭＯＳトランジスタ３９のゲートにＨレベルの信号が与えられる。よって、ＮチャネルＭＯＳトランジスタ３９は導通し、ＮチャネルＭＯＳトランジスタ３５のゲートの電位は接地電位レベル（Ｌレベル）に変化する。

図８に示す従来のモジュールにおいて、アンプ１２４はＬＥＤ１１０に対して駆動電流の供給か否かを切替えるためのスイッチとして用いられている。よって、ＬＥＤ１１０のアノードに印加される電圧が高くなるとＬＥＤ１１０には必要以上に駆動電流が流れる可能性があり、半導体装置１１１では無駄に電力が消費されて許容損失が大きくなる。本発明の半導体装置ではアンプ２４がカレントミラー回路により構成されているので、リモコン信号の送信時において仮にＬＥＤ１０のアノード側に印加される電圧が変動したとしても電流Ｉ２は一定に保たれる。よってモジュール１の許容損失の増加を抑えることが可能になる。

図４は、図３に示すタイミング制御部２５として用いられるＤ−ラッチ回路の構成例を示す図である。

図４を参照して、タイミング制御部２５はインバータ４１，４２およびＮＡＮＤ回路４３〜４６を含む。

インバータ４１の入力端子は入力端子Ｅに接続される。インバータ４２の入力端子は入力端子Ｄに接続される。ＡＮＤ回路４３の一方の入力端子は入力端子Ｄに接続され、他方の入力端子はインバータ４１の出力を受ける。ＡＮＤ回路４４の一方の入力端子はインバータ４１の出力を受け、他方の入力端子はインバータ４２の出力を受ける。ＡＮＤ回路４５の一方の入力端子はＡＮＤ回路４３の出力を受け、他方の入力端子は出力端子／Ｑに接続される。ＡＮＤ回路４６の一方の入力端子はＡＮＤ回路４４の出力を受け、他方の入力端子は出力端子Ｑに接続される。

なお、Ｄ−ラッチ回路の構成は図４に示す回路に限定されず、他の構成であってもよい。

図５は、本発明の半導体装置においてタイミング制御部が含まれない場合における各信号の波形を示す図である。図５を参照して、ＩｒＤＡ信号送信に用いられる信号ＳＤＡ，リモコン信号送信に用いられるＳＲＣ，図２に示す信号Ｓ１〜Ｓ３および図２に示す電流Ｉ１，Ｉ２，ＩＤの各波形が示される。なお（Ｖ）、（Ａ）は信号波形がそれぞれ電圧波形および電流波形であることを示す。

なお、信号ＳＲＣおよび信号ＳＤＡの各々は複数のパルスを含むが、図５では便宜上、１つのパルスについてのみ説明する。パルスの周期はたとえば４０ｋＨｚであり、パルスのデューティ比はたとえば２５％である。

信号ＳＤＡは時刻ｔ１以前はＬレベルであり、時刻ｔ１から時刻ｔ３までの間はＬレベルまたはＨレベルのいずれかであり、時刻ｔ３以後はＬレベルである。時刻ｔ１において信号ＳＲＣの立ち上がりに応じて信号Ｓ１が立ち上がる。時刻ｔ１において信号Ｓ１が立ち上がると時刻ｔ２において信号Ｓ２が立ち上がる。時刻ｔ４において信号ＳＲＣの立ち下がりに応じて信号Ｓ１が立ち下がる。時刻ｔ４において信号Ｓ１が立ち下がると時刻ｔ５において信号Ｓ２が立ち下がる。

本発明の半導体装置においてタイミング制御部が含まれない場合、信号Ｓ２の変化に対する電流Ｉ１，Ｉ２の変化のタイミングが異なる。時刻ｔ２における信号Ｓ２の立ち上がりに応じ、電流Ｉ１は時刻ｔ２においてＨレベルに変化するのに対し、電流Ｉ２は時刻ｔ３においてＨレベルに変化する。また、時刻ｔ５における信号Ｓ２の立下りに応じ、電流Ｉ１は時刻ｔ５においてＬレベルに変化するのに対し、電流Ｉ２は時刻ｔ６においてＬレベルに変化する。

電流Ｉ１，Ｉ２の大きさをそれぞれＩＰ１，ＩＰ２とすると、電流ＩＤの大きさは時刻ｔ２から時刻ｔ３までの間はＩＰ１となり、時刻ｔ３から時刻ｔ５までの間はＩＰ１＋ＩＰ２となり、時刻ｔ５から時刻ｔ６までの間はＩＰ２となる。よって、電流ＩＤがリモコン信号を送信するために必要な大きさ（ＩＰ１＋ＩＰ２）を有する期間は時刻ｔ３から時刻ｔ５までの間のみになる。この期間が短すぎると、リモコン信号を受ける電子機器側で信号を読み誤る可能性が生じる。

図６は、リモコン信号送信時における各信号の波形を示す図である。図６を参照して、時刻ｔ１から時刻ｔ４までの間における信号ＳＤＡ，ＳＲＣ，Ｓ１，Ｓ２の変化は、図５において対応する信号の時刻ｔ１から時刻ｔ６までの間における変化とそれぞれ同様であるので、以後の説明は繰り返さない。

時刻ｔ１において信号Ｓ１が立ち上がると時刻ｔ２において信号Ｓ２が立ち上がる。時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間は、図３に示すＤ−ラッチ回路（タイミング制御部２５）の入力端子ＥにはＬレベルの信号が入力される。Ｄ−ラッチ回路は時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間には、入力端子Ｄに入力される信号ＳＲＣを出力端子Ｑにそのまま通過させる。よって時刻ｔ１において信号ＳＲＣの立ち上がりに応じて信号Ｓ３が立ち上がる。

信号Ｓ３の立ち上がりに応じてトランスミッションゲート３７は導通状態になる。また、時刻ｔ２において信号Ｓ２の立ち上がりに応じ、ＮチャネルＭＯＳトランジスタ３１，３２に電流が流れるので電流Ｉ１が変化する。

さらに、時刻ｔ２ではトランスミッションゲート３７が導通しているので、ＮチャネルＭＯＳトランジスタ３１に電流が流れたことに応じ、ＮチャネルＭＯＳトランジスタ３５にも電流が流れる。よって時刻ｔ２において電流Ｉ２は変化する。

時刻ｔ２で電流Ｉ１，Ｉ２が変化したことに応じ、電流ＩＤも変化する。時刻ｔ２において電流ＩＤの大きさはＩＰ１＋ＩＰ２となる。

なお、時刻ｔ２から時刻ｔ４までの間、信号Ｓ２はＨレベルである。この間、図３に示すＤ−ラッチ回路はラッチ状態になり、出力端子Ｑから出力される信号Ｓ３のレベルは時刻ｔ２（信号Ｓ２の立ち上がり時）において保持された信号ＳＲＣのレベルに等しくなる。よって、時刻ｔ２から時刻ｔ４までの間、信号Ｓ３はＨレベルになる。

続いて、時刻ｔ３において信号ＳＲＣがＬレベルに変化したことに応じ、信号Ｓ１がＬレベルに変化する。ただし、時刻ｔ３では信号Ｓ３は変化しない。信号Ｓ１がＬレベルに変化したことに応じ、時刻ｔ４において信号Ｓ２がＬレベルに変化する。信号Ｓ２がＬレベルに変化すると、Ｄ−ラッチ回路は再び入力端子Ｄに入力される信号ＳＲＣをそのまま通過させる。時刻ｔ４において信号ＳＲＣはＬレベルである。よって時刻ｔ４において信号Ｓ３はＬレベルに変化する。

時刻ｔ４において信号Ｓ２がＬレベルに変化したことに応じ、電流Ｉ１がＬレベルに変化する。同様に、時刻ｔ４において信号Ｓ３がＬレベルに変化したことに応じ、ＮチャネルＭＯＳトランジスタ３９がオンする。ＮチャネルＭＯＳトランジスタ３９がオンするとＮチャネルＭＯＳトランジスタ３５のゲート電位がＬレベルに変化するので、ＮチャネルＭＯＳトランジスタ３５がオフする。

よって、時刻ｔ４では電流Ｉ２がＬレベルに変化する。時刻ｔ４において電流Ｉ１，Ｉ２がともに流れなくなるので電流ＩＤが流れなくなるので電流ＩＤはＬレベルになる。

このようにＤ−ラッチ回路（タイミング制御部２５）は、時刻ｔ１において信号ＳＲＣがＨレベルに変化したことに応じて信号Ｓ３をＨレベルに変化させ、時刻ｔ４において信号Ｓ２がＬレベルに変化したことに応じて信号Ｓ３をＬレベルに変化させる。特に、タイミング制御部２５は、信号Ｓ２が立ち上がる時刻（時刻ｔ２）よりも先の時刻（時刻ｔ１）に信号Ｓ３をＨレベルに変化させ、信号Ｓ２の入力前に予めトランスミッションゲート３７を導通させる。これにより、ＮチャネルＭＯＳトランジスタ３２，３５の間に電流能力の差があったとしても信号Ｓ２の入力に応じ、電流Ｉ１の変化と電流Ｉ２の変化とを同期させることができる。

つまり本発明の半導体装置では、図６の電流ＩＤの波形に示されるように、電流Ｉ１のタイミングと電流Ｉ２のタイミングとが同期しているので、電子機器側ではリモコン信号を受けた場合に、正常な動作が行なわれる。

図７は、ＩｒＤＡ信号送信時における各信号の波形を示す図である。図７を参照して、信号ＳＤＡが時刻ｔ１でＨレベルに変化し、時刻ｔ３でＬレベルに変化する。信号ＳＲＣは時刻ｔ１〜時刻ｔ４までの間、常時Ｌレベルである。よって、図３のＤ−ラッチ回路（タイミング制御部２５）は、時刻ｔ１〜時刻ｔ４までの間には信号Ｓ２の論理レベルによらず、出力端子ＱからＬレベルの信号Ｓ３を出力する。

Ｌレベルの信号Ｓ３により、トランスミッションゲート３７は非導通になる。よって、時刻ｔ１〜時刻ｔ４までの間には、ＮチャネルＭＯＳトランジスタ３５はオフするので、電流Ｉ２は変化せずＬレベルのままである。

時刻ｔ１で信号Ｓ１がＨレベルに変化すると、時刻ｔ２において信号Ｓ２がＨレベルに変化する。信号Ｓ２がＨレベルに変化すると電流Ｉ１がＨレベルに変化する。時刻ｔ２から時刻ｔ３までの間、電流Ｉ２はＬレベルのまま変化しないので、電流Ｉ１の大きさはＩＰ１になる。よって、時刻ｔ２から時刻ｔ４までの間の電流ＩＤの大きさはＩＰ１に等しい。

時刻ｔ３において信号Ｓ１がＬレベルに変化すると、時刻ｔ４において信号Ｓ２がＬレベルに変化する。信号Ｓ２がＬレベルに変化するのに応じて電流Ｉ１がＬレベルに変化する。よって、電流ＩＤは時刻ｔ４において、信号Ｓ２がＬレベルに変化するのに応じてＬレベルに変化する。

なお、上述の説明では本発明の半導体装置により駆動電流が供給される負荷の例としてＬＥＤを示したが、本発明の半導体装置により駆動される負荷は、駆動電流に応じて動作する装置であれば、たとえばモータであってもよい。

以上のように本実施の形態によれば、異なる駆動状態においてともに用いられるプリアンプを備えることで半導体装置の面積を縮小化させることができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明の実施の形態の一例を示す図である。図１のモジュール１の概略ブロック図である。図２に示すアンプ２３およびアンプ２４の等価回路図である。図３に示すタイミング制御部２５として用いられるＤ−ラッチ回路の構成例を示す図である。本発明の半導体装置においてタイミング制御部が含まれない場合における各信号の波形を示す図である。リモコン信号送信時における各信号の波形を示す図である。ＩｒＤＡ信号送信時における各信号の波形を示す図である。従来のモジュールの概略構成を示すブロック図である。

符号の説明

１モジュール、２，３コントローラ、１１送信部、１２受信部、２１ＯＲ回路、２２，１２２Ａ，１２２Ｂプリアンプ、２３，２４，１２３，１２４アンプ、２５タイミング制御部、３１，３２，３５，３９ＮチャネルＭＯＳトランジスタ、３３，３４，３６，３８抵抗、３７トランスミッションゲート、４１，４２インバータ、４３〜４６ＮＡＮＤ回路、５０携帯端末機器、１１１半導体装置、１３０制御回路、２０１，２０２駆動回路、Ｄ，Ｅ入力端子、Ｑ，／Ｑ出力端子、Ｎ１，Ｎ２ノード。

Claims

負荷を駆動する半導体装置であって、
第１の入力信号に応じ、第１の駆動信号を出力する第１の駆動回路と、
第２の入力信号に応じ、前記第１の駆動回路とともに前記負荷を駆動する第２の駆動信号を出力する第２の駆動回路とを備え、
前記第２の駆動回路は、
前記第１の駆動回路の動作タイミングに応じたタイミング制御信号と前記第２の入力信号とを受け、活性期間を定めて出力制御信号を出力するタイミング制御部と、
前記第２の入力信号および前記出力制御信号を受け、前記出力制御信号の活性期間において前記第２の入力信号を増幅して前記第２の駆動信号を出力する増幅部とを含む、半導体装置。
前記第２の駆動回路は、前記第２の入力信号を遅延させて前記第２の駆動信号を出力する、請求項１に記載の半導体装置。
前記タイミング制御部は、前記第２の入力信号の活性化に応じて前記出力制御信号を活性化し、前記タイミング制御信号の非活性化に応じて前記出力制御信号を非活性化させる、請求項１に記載の半導体装置。
前記第１の駆動回路は、
前記第１および第２の入力信号を受け、前記タイミング制御信号を出力するプリアンプ回路と、
前記タイミング制御信号を受けるための第１のノードにドレインおよびゲートが接続される第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタと、
前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタのソースと接地ノードとの間に接続される第１の抵抗と、
前記第１および第２の駆動信号を出力するための第２のノードにドレインが接続され、前記第１のノードにゲートが接続される第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタと、
前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタのソースと前記接地ノードとの間に接続される第２の抵抗とを含み、
前記増幅部は、
前記第２のノードにドレインが接続される第３のＮチャネルＭＯＳトランジスタと、
前記第３のＮチャネルＭＯＳトランジスタのソースと前記接地ノードとの間に接続される第３の抵抗と、
前記第１のノードと前記第３のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートとの間に接続され、前記出力制御信号に応じて導通するトランスミッションゲートとを含む、請求項１に記載の半導体装置。
前記負荷は、発光素子である、請求項１に記載の半導体装置。
負荷と、前記負荷を駆動する半導体装置とを備えるモジュールであって、
前記半導体装置は、
第１の入力信号に応じ、第１の駆動信号を出力する第１の駆動回路と、
第２の入力信号に応じ、前記第１の駆動回路とともに前記負荷を駆動する第２の駆動信号を出力する第２の駆動回路とを備え、
前記第２の駆動回路は、
前記第１の駆動回路の動作タイミングに応じたタイミング制御信号と前記第２の入力信号とを受け、活性期間を定めて出力制御信号を出力するタイミング制御部と、
前記第２の入力信号および前記出力制御信号を受け、前記出力制御信号の活性期間において前記第２の入力信号を増幅して前記第２の駆動信号を出力する増幅部とを含む、モジュール。
前記第２の駆動回路は、前記第２の入力信号を遅延させて前記第２の駆動信号を出力する、請求項６に記載のモジュール。
前記タイミング制御部は、前記第２の入力信号の活性化に応じて前記出力制御信号を活性化し、前記タイミング制御信号の非活性化に応じて前記出力制御信号を非活性化させる、請求項６に記載のモジュール。
前記第１の駆動回路は、
前記第１および第２の入力信号を受け、前記タイミング制御信号を出力するプリアンプ回路と、
前記タイミング制御信号を受けるための第１のノードにドレインおよびゲートが接続される第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタと、
前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタのソースと接地ノードとの間に接続される第１の抵抗と、
前記第１および第２の駆動信号を出力するための第２のノードにドレインが接続され、前記第１のノードにゲートが接続される第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタと、
前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタのソースと前記接地ノードとの間に接続される第２の抵抗とを含み、
前記増幅部は、
前記第２のノードにドレインが接続される第３のＮチャネルＭＯＳトランジスタと、
前記第３のＮチャネルＭＯＳトランジスタのソースと前記接地ノードとの間に接続される第３の抵抗と、
前記第１のノードと前記第３のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートとの間に接続され、前記出力制御信号に応じて導通するトランスミッションゲートとを含む、請求項６に記載のモジュール。
前記負荷は、発光素子である、請求項６に記載のモジュール。
モジュールを内蔵する携帯端末機器であって、
前記モジュールは、
負荷と、
前記負荷を駆動する半導体装置とを備え、
前記半導体装置は、
第１の入力信号に応じ、第１の駆動信号を出力する第１の駆動回路と、
第２の入力信号に応じ、前記第１の駆動回路とともに前記負荷を駆動する第２の駆動信号を出力する第２の駆動回路とを含み、
前記第２の駆動回路は、
前記第１の駆動回路の動作タイミングに応じたタイミング制御信号と前記第２の入力信号とを受け、活性期間を定めて出力制御信号を出力するタイミング制御部と、
前記第２の入力信号および前記出力制御信号を受け、前記出力制御信号の活性期間において前記第２の入力信号を増幅して前記第２の駆動信号を出力する増幅部とを有する、携帯端末機器。
前記第２の駆動回路は、前記第２の入力信号を遅延させて前記第２の駆動信号を出力する、請求項１１に記載の携帯端末機器。
前記タイミング制御部は、前記第２の入力信号の活性化に応じて前記出力制御信号を活性化し、前記タイミング制御信号の非活性化に応じて前記出力制御信号を非活性化させる、請求項１１に記載の携帯端末機器。
前記第１の駆動回路は、
前記第１および第２の入力信号を受け、前記タイミング制御信号を出力するプリアンプ回路と、
前記タイミング制御信号を受けるための第１のノードにドレインおよびゲートが接続される第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタと、
前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタのソースと接地ノードとの間に接続される第１の抵抗と、
前記第１および第２の駆動信号を出力するための第２のノードにドレインが接続され、前記第１のノードにゲートが接続される第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタと、
前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタのソースと前記接地ノードとの間に接続される第２の抵抗とを有し、
前記増幅部は、
前記第２のノードにドレインが接続される第３のＮチャネルＭＯＳトランジスタと、
前記第３のＮチャネルＭＯＳトランジスタのソースと前記接地ノードとの間に接続される第３の抵抗と、
前記第１のノードと前記第３のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートとの間に接続され、前記出力制御信号に応じて導通するトランスミッションゲートとを有する、請求項１１に記載の携帯端末機器。
前記負荷は、発光素子である、請求項１１に記載の携帯端末機器。