JPH0191484A - 発光素子駆動回路 - Google Patents

発光素子駆動回路

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JPH0191484A
JPH0191484A JP62248068A JP24806887A JPH0191484A JP H0191484 A JPH0191484 A JP H0191484A JP 62248068 A JP62248068 A JP 62248068A JP 24806887 A JP24806887 A JP 24806887A JP H0191484 A JPH0191484 A JP H0191484A
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内藤 英俊
Tomoyuki Otsuka
友行 大塚
Haruo Yamashita
治雄 山下
Ryuichi Kondo
竜一 近藤
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    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/06Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
    • H01S5/068Stabilisation of laser output parameters
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 発光素子を流れる電流の変動ならびに該発光素子を駆動
する入力パルスのマーク率の変動を検出し、これらの検
出出力に基づいて温度変動等に左右されることなく、上
記発光素子を流れるピーク電流を常に一定に制御すると
ともに、該発光素子を駆動する駆動素子のスイッチング
動作をより確実に行なうようにしたものである。
〔産業上の利用分野〕
本発明は、発光ダイオード(LED)や半導体レーザ(
LD)等の発光素子を人力信号に基づいて的確に駆動す
るようにした発光素子駆動回路に関する。
〔従来の技術〕
駆動素子としてFET(電界効果トランジスタ)を用い
た発光素子の駆動回路として、第5図に示す構成のもの
が知られている。
第5図の2段構成からなる発光素子駆動回路において、
入力パルスは1段目のF E T 1により、2段目の
FET2のドレイン−ソース間の電流(ドレイン電流)
をオン・オフさせるに十分な電圧まで増幅され、該2段
目のFET2を駆動して発光ダイオード(LED)等の
発光素子3を入力パルスに基づいて発光駆動する。なお
、1段目のFETIのドレイン端子と2段目のFET2
のゲート端子との間にはツェナーダイオード4が介在さ
れており、2段目のFET2のゲート電圧を一定に保持
している。
ところで、−上記したFETは温度の変動によりその動
作点が変動するものであり、該FETを流れるドレイン
電流はゲートルソース間電圧に依存するものである。第
6図は、FETのゲート〜ソース間電圧(VCS)に対
するドレイン電流(rt+ )の温度特性を示したもの
であり、点線で示す常温時の特性(1)に対して、高温
時の特性CII〕は実線で示すようになり、高温時は常
温時に比較してドレイン電流が流れにくくなる。
したがって、上記したFETI 、2のゲート電圧■、
やソース電圧Vss+  t Vsszを定電圧源で与
える場合には、該FETI、2に上記した温度依存性が
あるために、高温時においてはドレイン電流が減少して
1段目のFETIで増幅される出力電圧が減少し、2段
目のFET2のドレイン−ソース間を流れる電流(ドレ
イン電流)を完全にオン・オフすることができなくなり
、これに伴って発光素子3に流れる電流(FET2を流
れるドレイン電流)が変化し、該発光素子3における光
出力波形に劣化が生じる。また、2段目のF E T2
のVGS  ID特性の温度依存性によっても、発光素
子3に流れる電流が変化し、光出力波形に劣化が生じる
ものである。
第7図は、上記した高温時における状態を常温時と比較
して示したものであり、同図tb+に示すように、高温
時にはドレイン電流の減少により1段目のFETIの出
力電圧すなわち2段目のP IF、 T2のゲート電圧
が減少し、これに伴って出力電流が減少する。また、こ
のときは、2段目のFET2のゲート電圧の減少により
、出力電流を完全にオフ状態とすることができなくなる
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記した構成からなる発光素子の駆動回路においては、
温度の変動に伴って駆動素子を構成するFETのドレイ
ン電流が変化するため、発光素子を流れる電流も温度の
変動に伴って変化し、光出力波形に劣化を生じるといっ
た問題点があった。
本発明は、FETに流れるドレイン電流がゲートルソー
ス間電圧に依存することに基づき、該FETのゲート電
圧またはソース電圧を制御することにより、発光素子を
流れるピーク電流を一定にするとともに、該FETのス
イッチング動作を確実に行なわせるようにした発光素子
駆動回路を提供することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
第1図の原理図に示すように、発光素子3を流れる電流
の変動を検出する電流変動検出部5と、入力パルスのマ
ーク率の変動を検出するマーク率変動検出部6と、上記
の電流変動検出部5ならびにマーク率変動検出部6がら
の検出出力に基づいて、発光素子3を駆動するFET2
のゲートルソース間のバイアス電圧を可変する制御電圧
を発生する電圧制御部7とを備え、温度の変動に対して
も発光素子3に流れるピーク電流を一定に制御するとと
もに、FET2のスイッチング動作を確実に行なわせる
ようにしたものである。
〔作 用〕
電流変動検出部5により発光素子3を流れる電流の変動
を検出して得た値と、マーク率変動検出部6により入力
パルスのマーク率の変動を検出して得た値とに基づいて
、電圧制御部7で発生される制御電圧により発光素子3
を駆動するFET2のゲートルソース間のバイアス電圧
が制御されるので、温度変動に伴う発光素子3のピーク
電流が一定となるように制御されるとともに、FET2
のスイッチング動作が確実に行なわれ、また、入力パル
スのマーク率が変動した場合においても発光素子3を流
れるピーク電流が一定となるように制御される。
〔実施例〕
以下、本発明による実施例について説明する。
第2図は、本発明の第1の実施例である発光素子駆動回
路の回路構成図である。
入力パルスは発光素子3を駆動するための駆動素子を構
成する1段目のFETIのゲート端子に供給され、該F
E T 1で増幅された後に結合コンデンサ8を介して
2段目のFET2のゲート端子に供給される。上記のF
ET2のドレイン端子と接地間には発光ダイオード(L
ED)等の発光素子3と電流安定化兼検出用の抵抗9の
直列回路が接続されており、入力パルスによるFET2
のオン・オフに基づいて該発光素子3が駆動制御される
上記の発光素子3を流れる電流の変動は、抵抗9両端の
電圧に基づいて電流変動検出部5により検出される。該
電流変動検出部5は例えば演算増幅器により構成され、
抵抗9の両端がそれぞれ該演算増幅器の反転入力端子(
−)ならびに非反転入力端子(+)に接続され、両端子
間の電圧変動の差に基づいて発光素子3を流れる電流の
平均値が検出される。
また、入力パルスのマーク率の変化すなわち該入力パル
スのデユーティ比が変化した場合にも、発光素子3を流
れる平均電流が変化するため、このときにも該発光素子
3を流れるピーク電流が一定になるように制御する必要
がある。このため、上記した発光素子3を流れる電流の
変動の検出と同時に、入力パルスのマーク率の変動すな
わちデユーティ比の変動を、反転入力端子(−)と出力
端子が接続されるとともに接地され、非反転入力端子(
+)に入力パルスが供給される演算増幅器で構成された
マーク率変動検出部6で検出している。
上記した電流変動検出部5により検出して得た発光素子
3を流れる電流の変動分、ならびにマーク率変動検出部
6により検出して得た入力パルスのマーク率による変動
分とは、それぞれ演算増幅器で構成された電圧制御部7
の反転入力端子(−)ならびに非反転入力端子(+)に
供給される。
そして、上記の電圧制御部7の出力からは、電流変動検
出部5ならびにマーク率変動検出部6の双方からの検出
出力に基づいて、発光素子3を流れるピーク電流が一定
となるようにFIET2のバイアス電圧を制御するため
の制御電圧が発生され、該制御電圧がFET2のゲート
端子にバイアス電圧として供給される。したがって、発
光素子3を入力パルスに基づいて駆動するFET2を流
れるドレイン電流は、電圧制御部7からの制御電圧に基
づくバイアス電圧により一定電流になるように制?in
されるため、該発光素子3を流れるピーク電流も一定に
制御■される。
いま、上記した構成からなる回路において、温度の上昇
によりドレイン電流の平均値が減少した場合には、電流
変動検出部5からの検出出力に基づいて電圧制御部7で
発生される制御電圧が大きくなり、FET2のゲートル
ソース間のバイアス電圧を増加させることにより、該F
ET2を流れるドレイン電流を増加させてこれが一定電
流になるように作用する。また、入力パルスのマーク率
の変動によるドレイン電流の減少に対しても、マーク率
変動検出部6からの検出出力に基づく電圧制御部7から
の制御電圧により、FET2を流れるドレイン電流を増
加させてこれが一定電流になるように作用する。
第4図は、温度の変動に伴うFET2に流れるドレイン
電流の変動を、該FET2のゲートルソース間に供給す
るバイアス電圧の制御に基づいて一定に制御する様子を
示したものである。温度の変動ならびに入力パルスのマ
ーク率の変動に伴うFET2を流れるドレイン電流の変
動は、電流変動検出部5ならびにマーク率変動検出部6
からの検出出力に基づいて電圧制御部7で発生される制
御電圧により、FET2のゲートルソース間のバイアス
電圧が図示する■、の範囲で可変制御されて一定電流に
なるように制御される。
したがって、図示する常温時〔I〕、高温時〔■〕、低
温時CI)におけるVcs  In特性の温度依存性に
かかわらず、FET2のドレイン−ソース間を流れるド
レイン電流を一定電流とすることができ、発光素子3を
流れるピーク電流を一定に制御することができる。
なお、上記した実施例においては、電圧制御部7からの
バイアス電圧としての制御電圧をFET2のゲート端子
に供給する構成のもので説明したが、該電圧制御部7か
らの制御電圧を該FET2のソース端子に供給する構成
とすることもできる。
FET2のソースを制御する構成とした第2の実施例を
第3図に示す。
なお、第3図において第2図と同等部分には同一符号を
付しである。
電流変動検出部5ならびにマーク率変動検出部6でそれ
ぞれ検出された出力に基づいて、発光素子3を流れるピ
ーク電流が一定となるように、FET2のバイアス電圧
を制御する電圧制御部7が設けられる。そして、電圧制
御部7の出力をエミッタ端子がFET2のソース端子に
接続されたトランジスタ10のベース端子に供給し、該
FE72のソース端子を制御することにより発光素子3
を流れるピーク電流を一定に制御することができる。
〔発明の効果〕
以上説明した本発明によれば、電流変動検出部により発
光素子を流れる電流の変動を検出して得た値と、マーク
率変動検出部により入力パルスのマーク率の変動を検出
して得た値とに基づいて、電圧制御部で発生される制御
電圧により発光素子を駆動するFETのゲートルソース
間のバイアス電圧を制御する構成としたので、温度が変
動した場合でも発光素子を流れるピーク電流を一定に制
御できるとともに、該FETのスイッチング動作が確実
に行なわれるので出力波形の劣化を抑止することができ
、さらに入力パルスのマーク率が変動した場合にも発光
素子を流れるピーク電流を一定に制御することができる
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の原理図、 第2図は本発明の第1の実施例を示す回路構成図、 第3図は本発明の第2の実施例を示す回路構成図、 第4図は本発明の実施例の動作を説明するための図、 第5図は従来例を示す回路構成図、 第6図はFETのVcs  To特性の温度依存性を示
ず特性図、 第7図は従来例の動作を説明するための図である。 2・・・FET(駆動トランジスタ)、3・・・発光素
子、5・・・電流変動検出部、6・・・マーク率変動検
出部、7・・・電圧制御部。 特許出願人    冨 士 通 株式会社  。 ′シー1 2? 蝶 i −℃ it、−J 本発明の原理図 第1図 第1の実施例 第2図 第2の実施例 第3図 10[mAJ 第4図 従来例 第5図 ICI [mAI VGS −ID特性の温度依存性 第6図 入力パルス    FET2のゲート電圧     出
力電流(a)常温時 n 入力パルス     FET2のゲート電圧     
出方電流(b)高温時 従来例の動作説明図 第7図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】  発光素子(3)を流れる電流の変動を検出する電流変
    動検出部(5)と、 入力パルスのマーク率の変動を検出するマーク率変動検
    出部(6)と、 上記電流変動検出部ならびにマーク率変動検出部からの
    検出出力に基づいて、上記発光素子を駆動する駆動トラ
    ンジスタ(2)のバイアス電圧を可変する制御1、電圧
    を発生する電圧制御部(7)とを備え、温度の変動に対
    しても上記発光素子を流れるピーク電流を一定にすると
    ともに、上記駆動トランジスタのスイッチング動作を確
    実に行なわせるようにしたことを特徴とする発光素子駆
    動回路。
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