JPH02205368A - 発光素子駆動回路 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光デジタル通信の送信回路などに組み込まれる
発光素子駆動回路に関するものである。

〔従来の技術〕

ＬＥＤ　（発光ダイオード）のような大容量の素子を駆
動するときには、そのスイッチング、特に立ち下がり時
のスイッチングが遅くなる。第６図はその様子を示す波
形図であり、同図（Ａ）に示す２値の入力信号に対して
、同図（Ｂ）に示すように、ＬＥＩＩｔ流のスイッチン
グ、特に、立ち下がり時のスイッチングが遅れる。この
問題に対して、従来から種々の対策が採られている。

第１の方法としては、第７図（Ａ）、（Ｂ）に示すよう
に、ＬＥＤＩと直列または並列に抵抗、コンデンサある
いはコイルなどの受動素子からなる回路２．３を直列あ
るいは並列に接続し、ＬＥＤｌの容量を等価的に消滅さ
せる方法がある。第２の方法としては、第８図に示すよ
うに、入力信号の立ち上がり時および立ち下がり時に、
ＬＥＤに流す電流にピーキングをかける方法がある。第
３の方法としては、第９図に示すように、ＬＥＤの電流
に常にプリバイアス電流Ｉ、を重畳させておく方法があ
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、第１の方法は、受動部品のみで対応する
ものであるため、ＬＥＤの容量やダイナミック抵抗が変
われば、そのたびに回路定数を変える必要があって煩わ
しい。また、受動部品はそのＩＣ化が比較的困難であり
、小形化の妨げとなる。第２の方法は、ＬＥＤに過負荷
をかけることになる。また、回路規模が大きくなり、電
源電圧も高くなる。第３の方法は、入力信号がローレベ
ルの時にもＬＥＤに駆動電流が流れるために、ＬＥＤは
僅かであるが発光する。そのため、受信側で信号が来て
いる否かをモニタしなくてはならない。

本発明の課題は、このような問題点を解消することにあ
る。

〔課題を解決するための手段〕

このため本発明は、２値信号に応じて発光素子に通電さ
れる電流を１００％変化させるスイッチング回路と、発
光素子の通電電流が遮断される信号変化時点に発光素子
に電流を供給する電流供給回路とを備えたものである。

〔作用〕

発光素子の消光時にこの発光素子に残存する電荷は電流
供給回路から供給される電流によって速やかに中和され
、発光素子に通電される電流の立ち下がり時間は短縮化
される。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例の概略を表すブロック図であ
る。

比較器５は非反転入力端子５ａに２値信号１反転入力端
子５ｂに参照電圧が入力され、この２値信号と同相の２
値信号およびこの２値信号と逆相の２値信号を出力する
。・スイッチング回路６はこれら同相および逆相の各２
値信号を入力し、ＬＥＤ７に通電される電流を１００％
変化させてこの電流を断続する。また、パルス発生回路
８は比較器５から出力された逆相の２値信号を入力し、
この逆相の２値信号の信号変化時点にパルスを発生させ
て出力する。電流源回路９はこのパルスを入力し、所定
の極性を有するパルスのみを選択し、選択したパルスに
応じた電流をＬＥＤ７のカソードに供給する。なお、パ
ルス発生回路８と電流源回路９とは電流供給回路を構成
するものである。

この結果、ＬＥＤ７の消光時にこのＬＥＤ７に残存する
電荷は速やかに中和され、ＬＥＤ７に通電される電流の
立ち下がり時間は短縮化される。

次に、この上記実施例について、第２図に示されるさら
に詳細な回路図を参照して以下に詳述する。

比較器５は上記のものと全く同一であり、スイッチング
回路６は、２個のＮＰＮ　）ランジスタ１１．１２とこ
れらトランジスタの各エミッタに共通接続された定電流
源１３とから構成されており、トランジスタ１１のコレ
クタはＬＥＤ７のカソードに接続され、トランジスタ１
２のコレクタは接地されている。また、トランジスタ１
１のベースには比較器５から出力される正相の２値信号
が入力され、トランジスタ１２のベースには比較器５か
ら出力される逆相の２値信号が入力され、各トランジス
タ１１．１２は差動型の構成になっている。

パルス発生回路８は、一端が比較器５の逆相出力に接続
されたコンデンサ１４と、このコンデンサ１４の他端に
一端が接続された抵抗１５とから構成されており、比較
器５の逆相出力信号を微分する構成になっている。また
、電流源回路９はダイす−ド１６によって構成されてお
り、パルス発生回路８から出力されるパルスのうち、所
定の極性を有するパルス成分だけを選択して通過させる
ものとなっている。この所定の極性はＬＥＤ７の消光時
にこのＬＥＤ７に残存する電荷を中和する極性に設定さ
れる。従って、ＬＥＤ７のカソードにはこの選択された
パルスに応じた電流が供給される。なお、抵抗１５の他
端にはＬＥＤ７が消光状態の時にダイす−ド１６が導通
しない所定の電圧Ｖ。が印加される。

このような構成において、第３図（Ａ）〜（Ｆ）の波形
図を参照して本実施例の動作について以下に説明する。

比較器５の非反転入力端子５ａには２値信号としてデジ
タル信号Ａ１が入力され（同図（Ａ）参照）、反転入力
端子５ｂには参照電圧Ａ２（同図（Ａ）参照）が人力さ
れる。この参照電圧Ａ２はデジタル信号Ａ１のとる２値
の平均レベルの電圧値に設定されている。

比較器５はこれら各信号を入力し、デジタル信号Ａ１と
同相の２値信号であるデジタル信号Ｂ（同図（Ｂ）参照
）およびデジタル信号Ａ１と逆相の２値信号であるデジ
タル信号Ｃ（同図（Ｃ）参照）を出力する。デジタル信
号Ｂはトランジスタ１１のベースに入力され、そのハイ
レベル期間においてトランジスタ１１をオンさせる。こ
のため、ＬＥＤ７には定電流源１３によってこのハイレ
ベル期間だけ電流が通電されて発光する。

また、このデジタル信号Ｂがハイレベル期間においては
デジタル信号Ｃはロウレベル期間にあるため、このデジ
タル信号Ｃがベースに入力されるトランジスタ１２は、
トランジスタ１１がオンしている間はオフ状態にある。

従って、各トランジスタ１１．１２は相反する動作をし
、また、各トランジスタ１１．１２にａ電される電流が
切り換えられる際には、ＬＥＤＩＩに通電される電流は
１００％変化される。

また、これと同時に、比較器５から出力される逆相出力
信号であるデジタル信号Ｃはパルス発生回路８に入力さ
れ、デジタル信号Ｃは微分されてその信号の変化時点に
おいて微分パルスＤが発生される（同図（Ｄ）参照）。

この微分パルスＤは抵抗１５の一端に入力された電圧Ｖ
。を基準にして正負両極性に振れている。

さらにこの微分パルスＤは電流源回路９に入力され、正
極性成分のみを有する選択パルスＥが得られる（同図（
Ｅ）参照）。この選択パルスＥは正相出力であるデジタ
ル信号Ｂの立ち下がり時に発生し、以下に述べるように
ＬＥＤ７の消光時にこのＬＥＤ７に残存する電荷を速や
かに中和し、ＬＥＤ７に通電される電流波形は同図（Ｆ
）に示されるように整形され、電流の立ち下がり時間は
短縮化されるようになる。

すなわち、−船釣なＬＥＤの等価回路は、第４図（Ａ）
に示されるように、抵抗２１成分と容量２２成分とが並
列に接続された構成に相当し、図の上側がアノード側に
、下側がカソード側に相当する。従って容量２２にはＬ
ＥＤに通電される電流によって図の上側が正極性、下側
が負極性に帯電されて充電される。このため、従来は、
ＬＥＤの消光時にこの充電された電荷が抵抗２１を介し
て図示の矢印のように放電され、ＬＥＤに通電される電
流波形は同図（Ｂ）に示されるように、電流の立ち下が
りが鈍った形状になり、通電電流が消滅するまでに時間
を要していた。

しかし、同図（Ａ）と同様に同図（Ｃ）の等価回路図に
示される本実施例のＬＥＤ７は、その消光時に電流源回
路９からコンデンサの負極性側に正電荷を有する電流が
図示の矢印のように供給され、容量２２に帯電された電
荷は速やかに中和される。このため、ＬＥＤ７に通電さ
れる電流の波形は同図（Ｄ）に示されるように、電流の
立ち下がりが鋭い形状になって通電電流が消滅するまで
に要する時間は短縮化される。

このため、本実施例によれば、光通信の伝送速度をより
速めることが可能になる。また、本回路はトランジスタ
１１．１２やダイオード１６等の能動素子を用いて回路
特性を決定しているため、ＬＥＤ７の容量２２や抵抗２
１の値にかかわらず回路特性は決定される。従って、Ｌ
ＥＤを変更する毎に各回路定数を変更する煩わしさは解
消される。

また、パルス発生回路８は比較的値の小さいコンデンサ
１４と抵抗１５との組み合わせで構成することが可能で
あり、本回路は容易にＩＣ化することが出来、装置を小
型化することが可能である。

また、本回路は、ＬＥＤ７の消光時にはそのカソードに
ダイオード１６を介して所定の電圧Ｖ。

が印加されるため、ＬＥＤ７が消光状態のときにはダイ
オード１６は導通せず、ＬＥＤ７に電流は供給されない
。従って、ＬＥＤ７は無信号時には完全に消光する。

第５図は本発明の他の実施例を表す回路図であり、第２
図と同一または相当する部分については同符号を用いて
その説明は省略する。

同図に示される回路は電流源回路９がＮＰＮ　トランジ
スタ２１により構成されている点が第２図に示される回
路と相違しており、その他の回路構成は全く同一である
。

その動作は次の通りである。つまり、パルス発生回路８
から出力されたパルスＤ（第３図ＣＤ）参照）はトラン
ジスタ２１のベースに入力され、パルスＤが正極性のと
きにはトランジスタ２１はオンする。このとき、抵抗１
５の一端に印加される電圧Ｖｏは、ＬＥＤ７が消光状態
のときにトランジスタ２１がオンしない電圧に設定され
る。従って、ＬＥＤ７のカソードには正極性成分のみを
有する選択パルスＥ（第３図（Ｅ）参照）が供給され、
この選択パルスＥに応じた電流がデジタル信号Ｂの立ち
下がり時にＬＥＤ７のカソードに供給される。このため
、ＬＥＤ７の消光時にこのＬＥＤ７に残存する電荷は上
述のように速やかに中和され、消光に要する時間は短縮
化される。従って、この実施例においても前述した実施
例と同様な効果を奏する。

なお、上記各実施例の説明においては、発光素子として
ＬＥＤ７を用いた場合について説明したがこれに限定さ
れることはなく、レーザーダイオード（ＬＤ）等を用い
ても良く、この場合においても上記実施例と同様な効果
を奏する。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、発光素子の消光時
にこの発光素子に残存する電荷は電流供給回路から供給
される電流によって速やかに中和されので、発光素子に
通電される電流の立ち下がり時間は短縮化される。

このため、本発明によれば従来よりも速い伝送速度で光
通信を行えるようになるという効果を有する。また、回
路特性の特性要因の決定は能動素子に依存しているため
、使用する発光素子の種類に応じて受動部品の回路定数
を変更する従来の煩わしさは解消されるという効果を有
する。さらに、ＩＣ化が容易になって装置を小形化にし
かつ安価にすることが可能になるという効果を有する。

また、従来のように発光素子に通電する電流にピーキン
グをかける必要はないため、発光素子に過負荷がかかる
ことがなくなるという効果を有する。また、ピーキング
のために電源電圧を高くする必要もなくなり、省電力化
が図れかつ回路規模が抑制されて装置が安価に提供され
るという効果を有する。

また、従来のように無信号状態時に発光素子に電流が流
れることはなく、受信側で信号の到来の有無をモニタす
る必要はなくなるという効果を有する。

に通電される電流の波形図、第５図は本発明の他の実施
例の構成を表す回路図、第６図（Ａ）。

（Ｂ）は従来の回路における信号波形図、第７図（Ａ）
、（Ｂ）は従来の一例を示す回路図、第８図（Ａ）、（
Ｂ）は従来の他の回路における信号波形図、第９図は従
来の別の他の回路における信号波形図である。

５・・・比較器、６・・・スイッチング回路、７・・・
ＬＥＤ、８・・・パルス発生回路、９・・・電流源回路
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の概略構成を表すブロック図
、第２図は第１図に示された実施例の詳細な構成を表す
回路図、第３図（Ａ）〜（Ｆ）は第２図に示された回路
各部における信号の波形図、第４図（Ａ）は従来のＬＥ
Ｄの等価回路図、同図（Ｂ）は従来のＬＥＤに通電され
る電流の波形図、同図（Ｃ）は第２図に示された実施例
におけるＬＥＤ７の等価回路図、同図（Ｄ）はこのＬＥ
Ｄ７特許出願人　　住友電気工業株式会社 代理人弁理士　　　長谷用　　芳　　樹間　　　　　　
　　　塩　　　１）　　辰　　　也−ｙ肪セ例の概町育
蒼成 第１図 回路４５−艶の５皮形 第３図 ＬＥＤの萼イ面巨し４及びそのｔｉｔ波形第４図 図 従来液形 ９６　■ 参ｔｌｋキ支哲（１） 第７図 従来技蛸゛（２） 第８図 従来技哲（３） 第９図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 入力される２値信号に応じて発光素子に通電される電流
   を１００％変化させるスイッチング回路と、この２値信
   号を入力しこの２値信号の信号変化時点のうち前記発光
   素子の通電電流が遮断される信号変化時点に前記発光素
   子に電流を供給する電流供給回路とを備えたことを特徴
   とする発光素子駆動回路。