JPH06244483A - 半導体発光素子駆動回路 - Google Patents

半導体発光素子駆動回路

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JPH06244483A
JPH06244483A JP2778193A JP2778193A JPH06244483A JP H06244483 A JPH06244483 A JP H06244483A JP 2778193 A JP2778193 A JP 2778193A JP 2778193 A JP2778193 A JP 2778193A JP H06244483 A JPH06244483 A JP H06244483A
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JP
Japan
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current
transistor
light emitting
semiconductor light
electrode
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Pending
Application number
JP2778193A
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English (en)
Inventor
Takeichi Ushijima
武市 牛嶋
Yoshihide Okumura
佳秀 奥村
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Kanebo Ltd
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Kanebo Ltd
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高速な動作が可能なカレントソースタイプの
半導体発光素子駆動回路を得る。 【構成】 レーザダイオード1aに直列に接続された電
流源5からレーザダイオード1aを動作させるための電
流IS1を供給する。負荷抵抗4とトランジスタQ1,
Q2と電流源6で構成された差動スイッチ回路をレーザ
ダイオード1aと並列に接続する。入力端子2,3から
入力される信号によりトランジスタQ2をオンオフして
レーザダイオード1aに流れる電流を変化させる。 【効果】 トランジスタQ2が活性領域の狭い範囲で動
作することによってレーザダイオード1aを高速で駆動
させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、発光ダイオードや半
導体レーザ等の半導体発光素子を駆動する駆動回路に関
し、特にカレントソースタイプの半導体発光素子駆動回
路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】半導体発光素子のパルス駆動回路には、
カレントソースタイプとカレントシンクタイプの2種類
の駆動回路があるが、一般的に高速駆動が要求される場
合にはカレントシンクタイプのパルス駆動回路が用いら
れている。
【0003】従来のカレントソースタイプの異なる2つ
の半導体発光素子駆動回路の回路図を図4及び図5に示
す。また、従来のカレントシンクタイプの半導体発光素
子駆動回路の回路図を図6に示す。図4乃至図6に示し
た駆動回路には駆動トランジスタとして高周波特性に優
れたNPNバイポーラトランジスタを使用している。し
かし、図に示した従来のカレントソースタイプの半導体
発光素子駆動回路では、差動スイッチ回路で構成された
カレントシンクタイプの駆動トランジスタが活性領域内
の狭い領域で動作するのに対して、カレントソースタイ
プの駆動トランジスタの動作領域が活性領域内で大幅に
動作したり、飽和−遮断領域で動作するので、カレント
シンクタイプのパルス駆動回路と同等の応答特性を実現
することは困難である。
【0004】図4に示すカレントソースタイプの半導体
発光素子駆動回路において、17は電源に接続された電
源端子、18は接地を示し、11は一方端を電源端子1
7に接続した負荷抵抗、Q5はコレクタ電極を負荷抵抗
11の他方端に接続しベース電極を入力端子13に接続
し入力端子13から入力された信号に応じてスイッチン
グ動作を行うNPNバイポーラトランジスタ、1aはト
ランジスタ12のエミッタ電極にアノード電極を接続
し、カソード電極を接地した半導体発光素子である。半
導体発光素子1aの光出力は入力端子13に印加される
パルス状の入力電圧により制御されるトランジスタQ5
のオンオフ動作によって負荷抵抗11を通る電流値の変
化によって制御される。
【0005】また、図5に示すカレントソースタイプの
半導体発光素子駆動回路において、17は電源端子、1
8は接地を示し、19は一方端を電源端子17に接続し
所定の一定電流を流す電流源、Q6はコレクタ電極を電
流源19の他方端に接続しエミッタ電極を接地しベース
電極を入力端子13に接続し入力端子13に入力された
信号に応じてスイッチング動作を行うNPNバイポーラ
トランジスタ、1aは電流源19の他方端にアノード電
極を接続しカソード電極を接地した半導体発光素子であ
る。半導体発光素子1aの光出力は入力端子13に印加
される入力電圧によるトランジスタQ6のオンオフ動作
によって電流源19より半導体発光素子1aに供給され
る電流を変化することによって制御される。
【0006】次に、図6に示すカレントシンクタイプの
半導体発光素子駆動回路において、17は電源端子、1
8は接地を示し、1bは電源端子17にアノード電極を
接続した半導体発光素子、Q7はコレクタ電極を半導体
発光素子1bのカソード電極に接続しベース電極を第1
の入力端子23に接続したNPNバイポーラトランジス
タ、16は所定の一定電流を流す電流源、12は一方端
を電源端子17に接続した負荷抵抗、Q8はコレクタ電
極を負荷抵抗12の他方端に接続しベース電極を第2の
入力端子24に接続しエミッタ電極をトランジスタQ7
のエミッタ電極に接続したNPNバイポーラトランジス
タである。半導体発光素子1bの光出力は、第1及び第
2の入力端子23,24に印加される入力電圧によるト
ランジスタQ7のオンオフ動作によって電流源16が半
導体発光素子1bから引き込む電流を変化することによ
って制御される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従来のカレントソース
タイプの半導体発光素子駆動回路は以上のように構成さ
れているので、発光素子を駆動するトランジスタが活性
領域内の広い範囲を使って動作させたり、あるいは飽和
領域−遮断領域の両方の範囲で動作させるためトランジ
スタの応答が差動スイッチ回路で構成されたカレントシ
ンクタイプの半導体発光素子駆動回路に比べて遅くなる
という問題点があった。
【0008】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、高速動作が可能なカレントソー
スタイプの半導体発光素子駆動回路を得ることを目的と
する。
【0009】
【課題を解決するための手段】第1の発明に係る半導体
発光素子駆動回路は、一方端を第1の電位に接続した半
導体発光素子を駆動する半導体発光素子駆動回路であっ
て、前記半導体発光素子の他方端に一方端を接続し、前
記第1の電位より高い第2の電位に他方端を接続し、第
1の所定電流を流す第1の電流源と、第2の所定電流を
流す第2の電流源と、スイッチングのタイミングを制御
するデータが入力されるデータ入力端子に接続される制
御電極と、前記第1及び第2の電流源に接続される電流
電極とを有し、前記データ入力端子から入力されるデー
タに応じて前記第1の電流源と前記第2の電流源とを接
続/遮断して前記第1の電流源から前記第2の電流源へ
と電流を選択的に流す差動対をなすトランジスタを有す
る差動スイッチ回路とを備えて構成されている。
【0010】第2の発明に係る半導体発光素子駆動回路
は、第1の発明において、データ入力端子は、第1及び
第2のデータ入力端子を含み、前記差動スイッチ回路の
前記トランジスタは、電源に一方電流電極を接続し、前
記第2の電流源に他方電流電極を接続し、制御電極に第
1のデータ入力端子を接続した第1のトランジスタと、
前記半導体発光素子の他方端に一方電流電極を接続し、
前記第1のトランジスタの前記他方電流電極に他方電流
電極を接続し、制御電極を前記第2のデータ入力端子に
接続した第2のトランジスタとを含むことを特徴とす
る。
【0011】第3の発明に係る半導体発光素子駆動回路
は、第1の発明において、前記第1の電流源は、前記第
2の電位に一方電流電極を接続し、前記差動スイッチ回
路に他方電流電極を接続した第1のトランジスタと、前
記第1のトランジスタの制御電極に制御電極及び一方電
流電極を接続し、前記第1のトランジスタの前記他方電
流電極に他方電流電極を接続した第2のトランジスタ
と、前記第2のトランジスタの一方電流電極に接続し、
基準となる所定の電流を入力する基準電流入力端子とを
備えて構成されている。
【0012】
【作用】第1の発明における差動スイッチ回路は、第1
及び第2のトランジスタの制御回路に入力する信号に応
じて第2のトランジスタが第1のトランジスタとの差動
動作でオンオフ動作をすることによって半導体発光素子
に供給される電流を変化させるので、半導体発光素子を
駆動するためのトランジスタである第2のトランジスタ
を高速で動作させることができ、駆動回路で半導体発光
素子を高速駆動することができる。
【0013】第2の発明における第1の電流源は、差動
スイッチ回路のオンオフ動作によって第2のトランジス
タの他方電流電極の電位が変化するので、第2及び第3
のトランジスタの制御電極と他方電流電極間の容量によ
ってその変化を第3及び第4のトランジスタの制御電極
に伝えて、第3及び第4のトランジスタの制御電極の電
位を変化させることによって出力電流を変化させ半導体
発光素子の光出力のオーバーシュート及びアンダーシュ
ートを防止することができる。
【0014】
【実施例】以下この発明の一実施例を図について説明す
る。図1はこの発明の一実施例による半導体発光素子駆
動回路の構成を示す回路図である。図において、1aは
カソード電極を接地したレーザダイオード、4は一方端
を電源端子17に接続した抵抗、Q1は負荷抵抗4の他
方端にコレクタ電極を接続し、第1の入力端子2にベー
ス電極を接続したNPNバイポーラトランジスタ、Q2
はレーザダイオード1aのアノード電極にコレクタ電極
を接続し、トランジスタQ1のエミッタ電極にエミッタ
電極を接続したNPNバイポーラトランジスタ、6はト
ランジスタQ1,Q2のエミッタ電極に一方端を接続し
他方端を接続した所定の電流IS2を流す電流源、5は
一方端を電源端子17に接続し、他方端をレーザダイオ
ード1aのアノード電極に接続した所定の電流IS1を
流す電流源である。ここでNPNバイポーラトランジス
タQ1,Q2は差動対を成し、第1及び第2の入力端子
2,3から入力される信号の差電圧に応じて動作する。
【0015】レーザダイオード1aのパルス駆動につい
て説明する。第1及び第2の入力端子2,3には差動入
力信号が入力され、第1の入力端子2の電位の方が第2
の入力端子3の電位より高くなればトランジスタQ1が
オンし、トランジスタQ2がオフ状態となる。そのた
め、電流源5より流れる電流IS1がすべてレーザダイ
オード1aに流れる。従って、レーザダイオードに流れ
る電流ILDは、IS1と等しくなりレーザダイオード1
aの光出力はHレベルになる。
【0016】次に、第1及び第2の入力端子2,3に入
力される信号によって第1の入力端子2の電位の方が第
2の入力端子3の電位より低くなれば、トランジスタQ
1がオフし、トランジスタQ2がオン状態となる。その
ため、電流源5から出力される電流IS1はトランジス
タQ2によって分流され、トランジスタQ2には電流源
6によって引き抜かれる電流IS2が流れるので、レー
ザダイオード1aには電流ILDとして(IS1−IS
2)が流れる。従って、レーザダイオード1aに流れる
電流は減少し、レーザダイオード1aの光出力はLレベ
ルになる。
【0017】この半導体発光素子駆動回路の駆動トラン
ジスタはトランジスタQ2であり、その動作領域は図6
に示す差動スイッチ回路を用いたカレントシンクタイプ
の半導体発光素子駆動回路の駆動トランジスタと同等で
あり、駆動トランジスタの動作領域が狭くなり高速動作
が可能になる。
【0018】さらに、上記実施例で電流源5を図2に示
すような構成することによってレーザダイオード1aを
パルス駆動した際のレーザダイオード1aに流れる電流
LDオーバーシュート等を抑制する効果がでる。
【0019】図2において、Q3はコレクタ電極を電源
端子17に接続しレーザダイオード1aのアノード電極
にエミッタ電極を接続したNPNバイポーラトランジス
タ、Q4は基準電流入力端子10にコレクタ電極を接続
し、エミッタ電極をレーザダイオード1aのアノード電
極に接続しトランジスタQ3のベース電極にベース電極
を接続したNPNバイポーラトランジスタであり、トラ
ンジスタQ3,Q4で電流源5を構成している。そし
て、この電流源5が出力する電流IS1は基準電流入力
端子10に入力される電流によって制御される。
【0020】図2に示した半導体発光素子駆動回路の動
作に関する各部の電圧及び電流波形を図3に示す。図3
(a)はトランジスタQ1のベース電極に入力される差
動入力信号の電圧波形、図3(b)はトランジスタQ
1,Q2のエミッタ電極の電圧波形、図3(c)は電流
源5から出力される電流IS1の波形、図3(d)はレ
ーザダイオード1aに流れる電流ILDの波形を示してい
る。レーザダイオード1aの電流ILDが立ち上がると
き、レーザダイオード1aの順方向電圧の上昇に伴い、
トランジスタQ3,Q4のエミッタ電極の電圧VL が上
昇し始める。トランジスタQ3,Q4のエミッタ電極の
電圧変化によって、その微分した電圧がトランジスタQ
3,Q4内部の寄生容量によりトランジスタQ3,Q4
のベース電極に印加され、トランジスタQ3,Q4のエ
ミッタ電流は短いパルス状に変化するため、電流IS1
は図3(c)示すような波形となる。従って、レーザダ
イオード1aに流れる電流ILDの逆方向の電流が重畳さ
れるので電流ILDのオーバーシュートが緩和される。
【0021】
【発明の効果】以上のように、請求項1及び請求項2記
載の半導体発光素子駆動回路によれば、スイッチングの
タイミングを制御するデータが入力されるデータ入力端
子に接続される制御電極と、第1及び第2の電流源に接
続される電流電極とを有し、データ入力端子から入力さ
れるデータに応じて第1の電流源と第2の電流源とを接
続/遮断して第1の電流源から第2の電流源へと電流を
選択的に流す差動対をなすトランジスタを有する差動ス
イッチ回路を備えて構成されているので、半導体発光素
子を駆動する第2のトランジスタの動作領域が狭くな
り、高速動作が可能な半導体発光素子駆動回路を得るこ
とができるという効果がある。
【0022】請求項3記載の半導体発光素子駆動回路に
よれば、第1の電流源は、第2の電位に一方電流電極を
接続し、差動スイッチ回路に他方電流電極を接続した第
1のトランジスタと、第1のトランジスタの制御電極に
制御電極及び一方電流電極を接続し、第1のトランジス
タの他方電流電極に他方電流電極を接続した第2のトラ
ンジスタと、第2のトランジスタの一方電流電極に接続
し、基準となる所定の電流を入力する基準電流入力端子
とを備えて構成されているので、半導体発光素子に流れ
る電流のオーバーシュート等を抑制することができると
いう効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例による半導体発光素子駆動
回路の構成を示す回路図である。
【図2】この発明の一実施例による半導体発光素子駆動
回路の構成を示す回路図である。
【図3】図2に示した半導体発光素子駆動回路動作を示
す波形図である。
【図4】従来の半導体発光素子駆動回路の構成を示す回
路図である。
【図5】従来の半導体発光素子駆動回路の構成を示す回
路図である。
【図6】従来の半導体発光素子駆動回路の構成を示す回
路図である。
【符号の説明】
1a,1b レーザダイオード 2 第1の入力端子 3 第2の入力端子 4 負荷抵抗 5,6 電流源 Q1〜Q8 NPNバイポーラトランジスタ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一方端を第1の電位に接続した半導体発
    光素子を駆動する半導体発光素子駆動回路であって、 前記半導体発光素子の他方端に一方端を接続し、前記第
    1の電位より高い第2の電位に他方端を接続し、第1の
    所定電流を流す第1の電流源と、 第2の所定電流を流す第2の電流源と、 スイッチングのタイミングを制御するデータが入力され
    るデータ入力端子に接続される制御電極と、前記第1及
    び第2の電流源に接続される電流電極とを有し、前記デ
    ータ入力端子から入力されるデータに応じて前記第1の
    電流源と前記第2の電流源とを接続/遮断して前記第1
    の電流源から前記第2の電流源へと電流を選択的に流す
    差動対をなすトランジスタを有する差動スイッチ回路
    と、 を備える半導体発光素子駆動回路。
  2. 【請求項2】 前記データ入力端子は、第1及び第2の
    データ入力端子を含み、 前記差動スイッチ回路の前記トランジスタは、 電源に一方電流電極を接続し、前記第2の電流源に他方
    電流電極を接続し、制御電極に第1のデータ入力端子を
    接続した第1のトランジスタと、 前記半導体発光素子の他方端に一方電流電極を接続し、
    前記第1のトランジスタの前記他方電流電極に他方電流
    電極を接続し、制御電極を前記第2のデータ入力端子に
    接続した第2のトランジスタとを含む、半導体発光素子
    駆動回路。
  3. 【請求項3】 前記第1の電流源は、 前記第2の電位に一方電流電極を接続し、前記差動スイ
    ッチ回路に他方電流電極を接続した第1のトランジスタ
    と、 前記第1のトランジスタの制御電極に制御電極及び一方
    電流電極を接続し、前記第1のトランジスタの前記他方
    電流電極に他方電流電極を接続した第2のトランジスタ
    と、 前記第2のトランジスタの一方電流電極に接続し、基準
    となる所定の電流を入力する基準電流入力端子と、 を備える、請求項1記載の半導体発光素子駆動回路。
JP2778193A 1993-02-17 1993-02-17 半導体発光素子駆動回路 Pending JPH06244483A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004241264A (ja) * 2003-02-06 2004-08-26 M & M:Kk 点灯装置
JP2013168544A (ja) * 2012-02-16 2013-08-29 Shimadzu Corp 半導体レーザ駆動回路
JP2013239641A (ja) * 2012-05-16 2013-11-28 Sumitomo Electric Ind Ltd 発光素子駆動回路

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