JPH07263781A - 半導体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 レーザダイオードドライバＬＤＤ等の負荷駆
動回路のレーザダイオードＬＤ等に対する特にディスク
中心付近のトラックに対する書き込みが行われる場合の
駆動電流の直線性を高め、レーザダイオードドライバＬ
ＤＤを含むレーザディスク装置等の高性能化を図る。 【構成】 電流出力型Ｄ／Ａ変換回路ＤＡＣＩとそのコ
レクタに電流出力型Ｄ／Ａ変換回路ＤＡＣＩの出力電流
ＩＡを流す電流伝達トランジスタＴ１とを含むレーザダ
イオードドライバＬＤＤ等の負荷駆動回路に、電流伝達
トランジスタＴ１のコレクタに所定のバイアス電流ＩＳ
を追加して流すための定電流源回路ＣＩを設け、レーザ
ダイオードＬＤ等の負荷に動作点設定のために与えられ
るバイアス電流ＩＢの値をこのバイアス電流ＩＳ分だけ
小さくする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は半導体装置に関し、例
えば、レーザディスク装置を構成するレーザダイオード
ドライバ集積回路等に利用して特に有効な技術に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】所定ビットのディジタル信号をアナログ
信号に変換する電流出力型Ｄ（ディジタル）／Ａ（アナ
ログ）変換回路を含み、レーザダイオード等の負荷に所
定の駆動電流を与えるレーザダイオードドライバ等の負
荷駆動回路がある。また、このようなレーザダイオード
ドライバを搭載するレーザダイオードドライバ集積回路
があり、このようなレーザダイオードドライバ集積回路
をその構成要素の一つとするレーザディスク装置があ
る。

【０００３】電流出力型Ｄ／Ａ変換回路を含む負荷駆動
回路について、１９９０年１１月、培風館発行の『アナ
ログ集積回路設計技術』第２２２頁に記載されている。

【０００４】電流出力型Ｄ／Ａ変換回路ＤＡＣＩを含む
従来のレーザダイオードドライバＬＤＤは、例えば図２
に示されるように、そのコレクタに電流出力型Ｄ／Ａ変
換回路ＤＡＣＩの出力電流ＩＭを流すトランジスタＴ１
と、このトランジスタＴ１とカレントミラー形態とされ
るトランジスタＴ２とを含む。トランジスタＴ２は、電
流出力型Ｄ／Ａ変換回路ＤＡＣＩの出力電流ＩＭに対応
したコレクタ電流ＩＣを流し、このコレクタ電流ＩＣ
は、カレントミラー形態とされるトランジスタＴ３及び
Ｔ４を介して負荷となるレーザダイオードＬＤに伝達さ
れる。

【０００５】ところが、レーザディスク装置の高性能化
が進むにしたがって、従来のレーザダイオードドライバ
には次のような問題点が生じることが本願発明者等によ
って明らかとなった。すなわち、レーザディスク装置で
は、レーザディスクのトラックつまりはディスク中心か
らの距離に応じてディスク面とヘッドとの間の相対的な
移動速度が異なり、これにともなってディスク書き込み
に必要なレーザ光量つまりレーザダイオードＬＤに対す
る駆動電流ＩＬの値が変化する。従来のレーザダイオー
ドドライバＬＤＤの場合、特にディスクの内側のトラッ
クに対する書き込みが行われ電流出力型Ｄ／Ａ変換回路
ＤＡＣＩの出力電流ＩＭが８μＡに近い小さな値とされ
るとき、電流伝達トランジスタＴ１のベースエミッタ間
電圧ＶＢＥが相応して小さくなり、接地電位供給経路の
配線抵抗ＲＳによる電圧降下のトランジスタＴ１のベー
スエミッタ間電圧に対する相対的な値が大きくなる。こ
の結果、特に中心に近いトラックにおいてディスクの書
き込み特性が劣化し、これによってレーザディスク装置
の高性能化が制約を受けるものである。

【０００６】この発明の目的は、レーザダイオードドラ
イバ等の負荷駆動回路のレーザダイオードに対する特に
ディスクの中心付近のトラックに対する書き込みが行わ
れる場合の駆動電流の直線性を高め、レーザダイオード
ドライバを含むレーザディスク装置等の高性能化を図る
ことにある。

【０００７】この発明の前記ならびにその他の目的と新
規な特徴は、この明細書の記述及び添付図面から明らか
になるであろう。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次
の通りである。すなわち、電流出力型Ｄ／Ａ変換回路と
そのコレクタに電流出力型Ｄ／Ａ変換回路の出力電流を
流す電流伝達トランジスタとを含むレーザダイオードド
ライバ等の負荷駆動回路に、電流伝達トランジスタのコ
レクタに所定のバイアス電流を流す定電流源回路を設
け、レーザダイオード等の負荷に動作点設定のため与え
られるバイアス電流の値をこのバイアス電流分だけ小さ
くする。

【０００９】

【作用】上記した手段によれば、特にディスクの中心付
近のトラックに対する書き込みが行われる場合の電流伝
達トランジスタのコレクタ電流を大きくして、接地電位
供給経路等の配線抵抗による電圧降下の電流伝達トラン
ジスタのベースエミッタ間電圧に対する相対的な値を小
さくすることができる。この結果、特にディスクの中心
付近のトラックに対する書き込みが行われる場合の駆動
電流の直線性を高め、ディスクの書き込み特性の劣化を
防止して、レーザダイオードドライバを含むレーザディ
スク装置等の高性能化を図ることができる。

【００１０】

【実施例】図１には、この発明が適用されたレーザダイ
オードドライバＬＤＤ（負荷駆動回路）の一実施例の回
路図が示されている。同図をもとに、この実施例のレー
ザダイオードドライバＬＤＤの構成及び動作ならびにそ
の特徴について説明する。なお、この実施例のレーザダ
イオードドライバＬＤＤは、レーザダイオードドライバ
集積回路に搭載され、このレーザダイオードドライバ集
積回路は、書き込み機能を持つレーザディスク装置に含
まれる。図１の各回路素子は、特に制限されないが、レ
ーザダイオードドライバ集積回路の図示されない他の回
路素子とともに、単結晶シリコンのような１個の半導体
基板上に形成される。

【００１１】図１において、この実施例のレーザダイオ
ードドライバＬＤＤは、電流出力型Ｄ／Ａ変換回路ＤＡ
ＣＩを含む。この電流出力型Ｄ／Ａ変換回路ＤＡＣＩに
は、レーザディスク装置の図示されない前段回路からｉ
＋１ビットのディジタル信号ＣＤ０〜ＣＤｉが供給さ
れ、レーザディスク装置の図示されない制御回路から制
御信号ＤＡＣが供給される。電流出力型Ｄ／Ａ変換回路
ＤＡＣＩは、制御信号ＤＡＣのハイレベルを受けて選択
的に動作状態とされ、ディジタル信号ＣＤ０〜ＣＤｉに
応じた電流値のアナログ信号つまり出力電流ＩＡを形成
する。

【００１２】この実施例のレーザダイオードドライバＬ
ＤＤは、さらに、そのコレクタに電流出力型Ｄ／Ａ変換
回路ＤＡＣＩの出力電流ＩＡを流すＮＰＮ型の電流伝達
トランジスタＴ１（第１のトランジスタ）と、この電流
伝達トランジスタＴ１のコレクタに所定のバイアス電流
ＩＳを流し込む定電流源回路ＣＩとを含む。これによ
り、電流伝達トランジスタＴ１のコレクタには、 ＩＭ＝ＩＡ＋ＩＳ なるコレクタ電流ＩＭが流される。

【００１３】ここで、定電流源回路ＣＩは、電源電圧Ｖ
ＣＣ及び接地電位ＶＥＥ間に直列形態に設けられる抵抗
Ｒ５，ダイオードＤ１及びＤ２ならびに抵抗Ｒ６と、そ
のベースがダイオードＤ１のカソードつまりダイオード
Ｄ２のアノードに結合されるＰＮＰ型のトランジスタＴ
５とを含む。トランジスタＴ５のエミッタは、抵抗Ｒ７
を介して電源電圧ＶＣＣに結合されるとともに、ＮＰＮ
型のトランジスタＴ６のコレクタに結合される。また、
そのコレクタは、トランジスタＴ６のベースに結合さ
れ、さらに抵抗Ｒ８を介してトランジスタＴ６のエミッ
タに結合される。トランジスタＴ６のエミッタは、定電
流源回路ＣＩの出力ノードに結合され、上記電流伝達ト
ランジスタＴ１のコレクタに結合される。これにより、
トランジスタＴ５及びＴ６は、言わばダーリントン結合
された形となり、抵抗Ｒ５及びＲ６の抵抗値比率と抵抗
Ｒ７及びＲ８の抵抗値とによって決まる安定した電流値
のバイアス電流ＩＳを電流伝達トランジスタＴ１のコレ
クタに流し込む。

【００１４】この実施例において、定電流源回路ＣＩに
より得られるバイアス電流ＩＳの値は、電流出力型Ｄ／
Ａ変換回路ＤＡＣＩの出力電流ＩＡが最小値つまりゼロ
とされる場合における電流伝達トランジスタＴ１のベー
スエミッタ間電圧が接地電位供給経路の配線抵抗ＲＳに
よる電圧降下に比較して充分に大きくなるような所定の
値に設定される。

【００１５】電流伝達トランジスタＴ１のコレクタは、
さらにそのベースに結合されるとともに、ＮＰＮ型のト
ランジスタＴ２（第２のトランジスタ）のベースに結合
される。また、そのエミッタは、抵抗Ｒ１を介して接地
電位ＶＥＥに結合される。トランジスタＴ２のエミッタ
は抵抗Ｒ２を介して接地電位ＶＥＥに結合され、そのコ
レクタはＰＮＰ型の電流伝達トランジスタＴ３（第３の
トランジスタ）のコレクタに結合される。トランジスタ
Ｔ３のコレクタは、さらにそのベースに結合されるとと
もに、ＰＮＰ型のトランジスタＴ４（第４のトランジス
タ）のベースに結合される。また、そのエミッタは、抵
抗Ｒ３を介して電源電圧ＶＣＣに結合される。トランジ
スタＴ４のエミッタは抵抗Ｒ４を介して電源電圧ＶＣＣ
に結合され、そのコレクタは、出力用外部端子を介して
レーザダイオードＬＤのアノードに結合される。レーザ
ダイオードＬＤのアノードは、さらに定電流源Ｓ１を介
して電源電圧ＶＣＣに結合され、そのカソードは接地電
位ＶＥＥに結合される。なお、この実施例において、上
記定電流源Ｓ１からレーザダイオードＬＤに流し込まれ
るバイアス電流ＩＢの値は、定電流源回路ＣＩが設けら
れないときレーザダイオードＬＤに所定の動作点を与え
るために必要な電流値から定電流源回路ＣＩより追加さ
れるバイアス電流ＩＳの値を差し引いた値とされる。

【００１６】これらのことから、トランジスタＴ２は、
トランジスタＴ１とともにカレントミラー回路を構成
し、そのコレクタにトランジスタＴ１のコレクタ電流Ｉ
Ｍに対応するコレクタ電流ＩＣを流す。また、トランジ
スタＴ４は、トランジスタＴ３とともにカレントミラー
回路を構成し、そのコレクタにトランジスタＴ３つまり
トランジスタＴ２のコレクタ電流ＩＣに対応する駆動電
流ＩＤを流す。

【００１７】前述のように、電流伝達トランジスタＴ１
のコレクタ電流ＩＭの値は、 ＩＭ＝ＩＡ＋ＩＳ とされ、この式の第２項となるバイアス電流ＩＳの値
は、電流出力型Ｄ／Ａ変換回路ＤＡＣＩの出力電流ＩＡ
が最小値つまりゼロとされる場合における電流伝達トラ
ンジスタＴ１のベースエミッタ間電圧が接地電位供給経
路の配線抵抗ＲＳによる電圧降下に比較して充分に大き
くなるような所定の値とされる。また、定電流源Ｓ１か
らレーザダイオードＬＤに供給されるバイアス電流ＩＢ
の値は、レーザダイオードＬＤに所定の動作点を与える
ために必要な電流値から定電流源回路ＣＩにより得られ
るバイアス電流ＩＳの値を差し引いた値とされる。

【００１８】以上の結果、この実施例のレーザダイオー
ドドライバＬＤＤでは、特にディスクの中心付近のトラ
ックに対する書き込みが行われ電流出力型Ｄ／Ａ変換回
路ＤＡＣＩの出力電流ＩＡが最小値に近い値とされる場
合における電流伝達トランジスタＴ１のコレクタ電流を
大きくし、接地電位供給経路の配線抵抗ＲＳによる電圧
降下の電流伝達トランジスタＴ１のベースエミッタ間電
圧ＶＢＥに対する相対的な値を小さくすることができる
ため、特にディスクの中心付近のトラックに対する書き
込みが行われる場合の書き込み電流の直線性を高め、デ
ィスクの書き込み特性の劣化を防止して、レーザディス
ク装置の高性能化を図ることができるものとなる。な
お、定電流源回路ＣＩから出力されるバイアス電流ＩＳ
による駆動電流ＩＤの増加分は、定電流源Ｓ１から出力
されるバイアス電流ＩＢの値がバイアス電流ＩＳ分だけ
差し引かれることによって相殺される。

【００１９】以上の実施例により得られる作用効果は次
の通りである。すなわち、 （１）電流出力型Ｄ／Ａ変換回路とそのコレクタに電流
出力型Ｄ／Ａ変換回路の出力電流を流す電流伝達トラン
ジスタとを含むレーザダイオードドライバ等の負荷駆動
回路に、電流伝達トランジスタのコレクタに所定のバイ
アス電流を流すための定電流源回路を設け、レーザダイ
オード等の負荷に動作点設定のために与えられるバイア
ス電流の値を上記バイアス電流分だけ小さくすること
で、特にディスクの中心付近のトラックに対する書き込
みが行われる場合の電流伝達トランジスタのコレクタ電
流を大きくして、接地電位供給経路等の配線抵抗による
電圧降下の電流伝達トランジスタのベースエミッタ間電
圧に対する相対的な値を小さくすることができるという
効果が得られる。 （２）上記（１）項により、特にディスクの中心付近の
トラックに対する書き込みが行われる場合の駆動電流の
直線性を高め、ディスクの書き込み特性の劣化を防止す
ることができるという効果が得られる。 （３）上記（２）項により、レーザダイオードドライバ
を含むレーザディスク装置等の高性能化を図ることがで
きるという効果が得られる。

【００２０】以上、本発明者によってなされた発明を実
施例に基づき具体的に説明したが、この発明は、上記実
施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない
範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。例え
ば、図１において、レーザダイオードドライバＬＤＤ
は、トランジスタＴ２〜Ｔ４ならびに抵抗Ｒ２〜Ｒ４か
らなる駆動回路を選択的に動作状態とするためのスイッ
チ回路を含むことができる。また、電流出力型Ｄ／Ａ変
換回路ＤＡＣＩ自体によって出力電流ＩＡの値をバイア
ス電流ＩＳに相当する分だけ上乗せできる場合には、定
電流源回路ＣＩを省略することができる。さらに、レー
ザダイオードドライバＬＤＤの具体的構成や電源電圧の
極性及び絶対値ならびに制御信号の論理レベル等は、こ
の実施例による制約を受けない。

【００２１】以上の説明では、主として本発明者によっ
てなされた発明をその背景となった利用分野であるレー
ザディスク装置に含まれるレーザダイオードドライバに
適用した場合について説明したが、それに限定されるも
のではなく、少なくとも電流出力型Ｄ／Ａ変換回路を含
む負荷駆動回路ならびにこのような負荷駆動回路を搭載
する半導体装置に広く適用できる。

【００２２】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記の通りである。すなわち、電流出力型Ｄ／Ａ変換回路
とそのコレクタに電流出力型Ｄ／Ａ変換回路の出力電流
を流す電流伝達トランジスタとを含むレーザダイオード
ドライバ等の負荷駆動回路に、電流伝達トランジスタの
コレクタに所定のバイアス電流を流すための定電流源回
路を設け、レーザダイオード等の負荷に動作点設定のた
めに与えられるバイアス電流の値を上記バイアス電流分
だけ小さくすることで、特にディスクの中心付近のトラ
ックに対する書き込みが行われる場合の電流伝達トラン
ジスタのコレクタ電流を大きくして、接地電位供給経路
等の配線抵抗による電圧降下の電流伝達トランジスタの
ベースエミッタ間電圧に対する相対的な値を小さくする
ことができる。この結果、特にディスクの中心付近のト
ラックに対する書き込みが行われる場合の駆動電流の直
線性を高め、ディスクの書き込み特性の劣化を防止し
て、レーザダイオードドライバを含むレーザディスク装
置等の高性能化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明が適用されたレーザダイオードドライ
バの一実施例を示す回路図である。

【図２】この発明に先立って本願発明者等が開発したレ
ーザダイオードドライバの一例を示す回路図である。

【符号の説明】

ＬＤＤ・・・レーザダイオードドライバ、ＣＩ・・・定
電流源回路、ＤＡＣＩ・・・電流出力型Ｄ／Ａ変換回
路、Ｔ１〜Ｔ２，Ｔ６・・・ＮＰＮ型バイポーラトラン
ジスタ、Ｔ３〜Ｔ５・・・ＰＮＰ型バイポーラトランジ
スタ、Ｄ１〜Ｄ２・・・ダイオード、Ｒ１〜Ｒ８・・・
抵抗、ＲＳ・・・配線抵抗、Ｓ１・・・定電流源、ＬＤ
・・・レーザダイオード。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定ビットのディジタル信号をアナログ
   信号に変換する電流出力型Ｄ／Ａ変換回路と、ダイオー
   ド形態とされそのコレクタに上記電流出力型Ｄ／Ａ変換
   回路の出力電流を流す第１のトランジスタと、上記第１
   のトランジスタとカレントミラー形態とされる第２のト
   ランジスタと、上記第２のトランジスタのコレクタ側に
   設けられダイオード形態とされる第３のトランジスタ
   と、上記第３のトランジスタとカレントミラー形態とさ
   れ負荷に駆動電流を供給する第４のトランジスタとを含
   む負荷駆動回路を具備し、上記電流出力型Ｄ／Ａ変換回
   路の実質的な出力電流が最小値とされるとき上記第１の
   トランジスタのコレクタに所定のバイアス電流が流され
   ることを特徴とする半導体装置。
2. 【請求項２】 上記負荷駆動回路は、上記第１のトラン
   ジスタのコレクタに上記バイアス電流を流すための定電
   流源回路と、上記負荷の動作点設定のためのバイアス電
   流を流す定電流源とを含むものであって、上記定電流源
   により得られるバイアス電流の値は、上記定電流源回路
   により得られるバイアス電流分だけ小さくされるもので
   あることを特徴とする請求項１の半導体装置。
3. 【請求項３】 上記負荷はレーザダイオードであり、上
   記負荷駆動回路はレーザダイオードドライバであって、
   上記半導体装置は、レーザディスク装置を構成するレー
   ザダイオードドライバ集積回路であることを特徴とする
   請求項１又は請求項２の半導体装置。