JPH08139410A - 発光素子駆動回路 - Google Patents

発光素子駆動回路

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JPH08139410A
JPH08139410A JP26962594A JP26962594A JPH08139410A JP H08139410 A JPH08139410 A JP H08139410A JP 26962594 A JP26962594 A JP 26962594A JP 26962594 A JP26962594 A JP 26962594A JP H08139410 A JPH08139410 A JP H08139410A
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JP
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light emitting
voltage
power supply
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JP26962594A
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Hisako Watabe
弥子 渡部
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Fujitsu Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 発光素子駆動回路に関し、電源電圧変動によ
り光出力変動が生ずることを防止することを目的とす
る。 【構成】 発光素子4を駆動する発光素子駆動手段1
と、電圧源3から供給される電源電圧VSSを用いて、与
えられた電流調整入力に応じた電流調整電圧を発生する
電流調整電圧発生手段5と、電流調整電圧に応じて、発
光素子駆動手段1に電流を供給する電流源2とからなる
発光素子駆動回路において、電流調整電圧発生手段5
は、電流調整入力を入力する調整入力手段6と、電源電
圧VSSの変動を検出する電源電圧変動検出手段8と、電
流調整入力に応じて発生する電流調整電圧を、電源電圧
SSの変動による影響を補償するようにして発生する補
償電圧発生手段7とを有するように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、発光素子に電流を供給
することにより発光素子を駆動する発光素子駆動回路に
関する。近年、光通信や光ディスク装置等の発達に伴
い、半導体レーザー等の発光素子が多用されている。例
えば光中継器において、電気信号を光信号に変換する為
に半導体レーザー等の発光素子が使用されている。本発
明の発光素子駆動回路は、発光素子、特に、半導体レー
ザーを駆動するための回路で、発光素子の発光のしきい
値レベルに相当するバイアス電流と、信号となるパルス
(駆動)電流とを供給している。発光素子駆動回路から
供給されるパルス(駆動)電流が電源電圧変動あるいは
温度変動により変化すると、光出力変動が生じ、特性が
劣化する。このため、電源電圧あるいは温度変動に対し
ても供給するパルス(駆動)電流が変動しないような、
何らかの補償回路が必要とされていた。
【0002】
【従来の技術】図4は、従来の発光素子駆動の為の構成
を示す図である。図4において、11は発光素子駆動回
路、12は電界効果トランジスタ、13はダイオード、14は
発光素子である。発光素子14のパルス(駆動)電流は、
温度・素子のバラツキ等の条件により調整する必要があ
る。この回路では、電流源となる電界効果トランジスタ
12のゲート電圧VIP を調整することにより発光素子駆動
回路11の電流を調整し、発光素子14に供給するパルス
(駆動)電流を制御している。
【0003】ところで、発光素子14の光出力をオフにす
る、すなわち、ゲート電圧の制御により電界効果トラン
ジスタ12に電流ID を流さないようにするには、電界効
果トランジスタ12をしきい値電圧・Vthがプラスである
エンハンスメント型で構成するか、あるいは、電界効果
トランジスタ12がディプレッション型であるときには、
電界効果トランジスタ12のドレイン電流が ID =α(Vth−VgS)2 (1) で表されるため、電界効果トランジスタ12のゲート・ソ
ース間電圧(以下Vgsとする)をしきい値電圧Vth以下
にさげる必要がある。
【0004】そこで、ここでは、ディプレッション型電
界効果トランジスタ12のソース端子にダイオード13を接
続して逆バイアス状態にし、ゲート電圧VIP を負電源電
圧V SS(あるいはGND )にまで下げたときのゲート・ソ
ース間電圧Vgsがしきい値以下となるようにしている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】図4の回路では、装置
の特性等に応じて、発光素子駆動回路11のパルス(駆
動)電流の大きさを、電界効果トランジスタ12およびダ
イオード13から構成される電流源に流す電流ID を変え
ることで制御している。電界効果トランジスタ12のソー
スにダイオード13を接続して電流源を構成しているた
め、電界効果トランジスタ12のゲート・ソース間電圧V
gsは、ダイオードのビルトインポテンシャルをφB (>
0)、電源電圧をVSSとすると Vgs=VIP −(VSS+φB ) (2) で表される。電源電圧VSSが変動すると、φB の値は電
源電圧VSSに関係なく一定であるのでVgsが変化し、式
(1)より電流源の電流ID が増える。従って、電源電
圧VSSの変動によって発光素子14に供給されるパルス
(駆動)電流が著しく増加し、光出力変動が大きくなっ
てしまうという問題がある。
【0006】更に、半導体レーザー等の発光素子におい
ては、温度が上昇するとレーザーの特性が悪化してより
大きな駆動電流が必要となる。すなわち、温度変化によ
り光出力変動が生ずるという問題がある。本発明の第1
の目的は、電源電圧変動により光出力変動が生ずること
を防止する発光素子駆動回路を提供することにある。
【0007】本発明の第2の目的は、温度変化により光
出力変動が生ずることを防止する発光素子駆動回路を提
供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】図1は、本願発明の基本
構成を示すものである。図1において、1は発光素子駆
動手段、2は電流源、3は電圧源、4は発光素子、5は
電流調整電圧発生手段、6は調整入力手段、7は補償電
圧発生手段、そして、8は電源電圧変動検出手段であ
る。
【0009】発光素子駆動回路は、発光素子駆動手段
1、電流源2、および、電流調整電圧発生手段5とを有
する。発光素子駆動手段1は、発光素子4を駆動する。
電流調整電圧発生手段5は、電圧源3から供給される電
源電圧VSSを用いて、与えられた電流調整入力に応じた
電流調整電圧を発生する。
【0010】電流源2は、前記電流調整電圧に応じて、
前記発光素子駆動手段1に電流を供給する。本発明によ
り、前記電流調整電圧発生手段5は、前記電流調整入力
を入力する調整入力手段6と、前記電源電圧VSSの変動
を検出する電源電圧変動検出手段8と、前記電流調整入
力に応じて発生する前記電流調整電圧を、前記電源電圧
SSの変動による影響を補償するようにして発生する補
償電圧発生手段7とを有する。
【0011】また、本発明による発光素子駆動回路は、
前記発光素子(4)における、温度変化に応じた光出力
特性の変動を補償するように、前記電流調整電圧を変化
させる温度補償手段(259)を有することができる。
【0012】
【作用】本発明によれば、補償電圧発生手段7におい
て、電源電圧変動検出手段8によって検出された電源電
圧VSSの変動を用いて、電流調整入力に応じて発生する
前記電流調整電圧を、前記電源電圧VSSの変動による影
響を補償するようにして発生する。したがって、電流源
2は、この電源電圧VSSの変動による影響を補償された
電流調整電圧に応じて、前記発光素子駆動手段1に電流
を供給することになるので、発光素子駆動手段1も電源
電圧VSSの変動による影響なく発光素子4を駆動するこ
とができる。
【0013】また、本発明による発光素子駆動回路は、
前記発光素子(4)における、温度変化に応じた光出力
特性の変動を補償するように、前記電流調整電圧を変化
させる温度補償手段(259)を有することにより、温
度変化により光出力変動が生ずることを防止することが
できる。
【0014】
【実施例】以下添付図面を用いて本発明の実施例を詳細
に説明する。図2は本発明の第1の実施例の構成を示す
ものである。図2において、21は発光素子駆動部、22は
ディプレッション型の電界効果トランジスタ、23はダイ
オード、24は発光素子、25は駆動(パルス)電流調整
電圧発生部、26は電源電圧変動補償電圧発生部、27
は駆動(パルス)電流調整端子、250は差動増幅器、
そして、251は定電流源である。
【0015】発光素子のパルス(駆動)電流は電界効果
トランジスタ22のゲート電圧VIP を調整することで制御
される。パルス(駆動)電流調整電圧発生部25は、差動
増幅器250 および定電流源251 から構成される。差動増
幅器250 はまたディプレッション型電界効果トランジス
タ252 ,253 および負荷抵抗254 ,255 、レベルシフト
抵抗256 で構成される。
【0016】また、線型差動増幅器としてディプレッシ
ョン型電界効果トランジスタ252 ,253 のソース側に抵
抗器257 ,258 を負荷した構成でもよく、また温度変動
に追従させるためレベルシフト抵抗256 の代わりにダイ
オード259 で構成してもよい。電源電圧変動補償電圧発
生26は、パルス(駆動)電流調整端子27より入力(或る
いは、設定)されるパルス(駆動)電流調整入力(信号
電圧入力あるいは調整抵抗の設定による)に応じて電界
効果トランジスタ22のゲート電圧VIP に対応するパルス
(駆動)電流調整電圧を発生する回路であるが、本発明
により、更に、電源電圧の変動分を電圧の変化として検
出し、上記のパルス(駆動)電流調整電圧に対して、電
源電圧の変動によるパルス(駆動)電流の変動を補償す
るような修正を加えて、電源電圧変動に対して補償され
たパルス(駆動)電流調整電圧として出力する回路であ
る。なお、電流調整端子27から入力されるパルス(駆
動)電流調整入力は、前述のように、装置の特性等に応
じて、発光素子駆動回路11のパルス(駆動)電流の大き
さを、電界効果トランジスタ12およびダイオード13から
構成される電流源に流す電流ID を変えるために、パル
ス(駆動)電流の初期調整を行うものである。電源電圧
変動補償電圧発生部26の出力(電源電圧変動に対して補
償されたパルス(駆動)電流調整電圧)は、差動増幅器
250 にて増幅され、電界効果トランジスタ22のゲート端
子にゲート電圧VIP として印加される。
【0017】例えば、電源電圧VSSが大きくなった場
合、電源電圧変動補償電圧発生部26の出力(電源電圧変
動に対して補償されたパルス(駆動)電流調整電圧)が
下がり、差動増幅器250 の出力電圧は下がる。したがっ
て、電界効果トランジスタ22のパルス(駆動)電流制御
端子VIP にかかる電圧が下がるため、電界効果トランジ
スタ22のゲート・ソース間電圧Vgsは一定に保たれ、パ
ルス(駆動)電流は一定に保たれる。電源電圧が小さく
なった場合は逆の効果により同様にパルス(駆動)電流
は一定に保たれる。
【0018】また、レベルシフト抵抗256 の代わりにダ
イオード259 を付加した場合、温度上昇に伴いダイオー
ド23のビルトインポテンシャルφB も小さくなるため、
差動増幅器250 からの出力電圧が上昇し、電界効果トラ
ンジスタ22のパルス(駆動)電流制御端子VIP にかかる
電圧が上がるためVgsが大きくなり、パルス(駆動)電
流が増加する。
【0019】図3は本発明の第2の実施例の構成を示す
ものである。図3において、図2と同じ符号は同じ構成
要素を示し、更に、28は補償電圧発生部、29は調整
入力部、251a,313は定電流源、259は温度補
償ダイオード、262は電流検出抵抗、そして、271
は外部調整抵抗である。図3の例では、発光素子駆動部
21aはディプレッション型の電界効果トランジスタ211
,212 を用いた差動増幅器で構成されている。データ
反転入力側の電界効果トランジスタ212 のドレインに
は、ダイオード213 を接続する場合もある。これは、デ
ータ側の電界効果トランジスタ211 にドレインに接続さ
れる発光素子24によって電圧降下が生じるため、データ
反転入力側の電界効果トランジスタ212 のドレイン側に
もダイオード213 を挿入することで電位を合わせるとい
う意味を持つ。発光素子駆動部21aに直列接続される電
流源はディプレッション型の電界効果トランジスタ22お
よびダイオード23で構成される。電界効果トランジスタ
22のゲート電圧VIP によって発光素子駆動回路21に流す
電流を制御する。
【0020】パルス(駆動)電流調整電圧発生部25aは
ディプレッション型の電界効果トランジスタ251 ,252
および抵抗器257 ,258 からなる線型差動増幅器250 お
よび定電流源251 で構成される。発光素子の温度特性に
追従して駆動(パルス)電流を増加させるために、線型
差動増幅器250 のレベルシフトはダイオード259 で構成
している。
【0021】線型差動増幅器250 から出力電圧はレベル
シフト回路31によってレベルシフトされてVIP に入力さ
れる。レベルシフト回路はディプレッション型の電界効
果トランジスタ311 およびn段のダイオードシフト312
、ディプレッション型の電界効果トランジスタおよび
抵抗器より構成される定電流源313 より構成され、ダイ
オードシフト312 の出力が電界効果トランジスタ22のゲ
ート電圧VIP となる。
【0022】補償電圧発生部28はディプレッション型の
電界効果トランジスタおよびダイオードから構成される
電流源261 と補償電圧を発生させる抵抗262 およびレベ
ルシフト用のn段のダイオード263 から構成される。ま
た電流源261 を構成するディプレッション型の電界効果
トランジスタ265 のゲート電圧は、調整入力部29の可変
抵抗器271 と固定抵抗272 との接続点に接続される。調
整入力部29は、発光素子駆動(パルス)電流の初期値を
設定するための可変抵抗271 と固定抵抗272 とを高電位
源GNDと定電位電源VSSとの間に直列接続してなるも
のであり、電界効果トランジスタ265 のゲート電圧は、
高電位源GNDと定電位電源VSSとの間の電位差と、可
変抵抗器271 の設定値によって定まる電圧分配比によっ
て定まる。この電界効果トランジスタ265 は、補償電圧
を発生させる抵抗262 に直列接続されるので、抵抗262
の両端の電圧は、可変抵抗器271 の設定値と電源電圧V
SSとによって定まる。
【0023】明らかに、図3の補償電圧発生部28および
調整入力部29は、図2の電源電圧変動補償電圧発生部26
の機能を実現している。このように、図3の構成によれ
ば、電源電圧変動が発生した場合には、これは補償電圧
発生部28にて検出され、発光素子駆動回路の制御電圧
を、検出された電源電圧変動に応じて修正する。従っ
て、電源電圧変動による影響がなく、あるいは少なく、
光出力変動が抑制される。また、パルス(駆動)電流調
整電圧発生部25aの差動増幅器250 のレベルシフト抵
抗の代わりにダイオード259 とすることで温度変動に追
従することも可能となる。
【0024】
【発明の効果】本発明による発光素子駆動回路によれ
ば、第1に、電源電圧変動により光出力変動が生ずるこ
とを防止することができる。そして、温度補償手段を付
加することにより、温度変化により光出力変動が生ずる
ことを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の基本構成を示す図である。
【図2】本発明の第1の実施例の構成を示す図である。
【図3】本発明の第2の実施例の構成を示す図である。
【図4】従来の発光素子駆動の為の構成を示す図であ
る。
【符号の説明】
1…発光素子駆動手段 2…電流源 3…電圧源 4…発光素子 5…電流調整電圧発生手段 6…調整入力手段 7…補償電圧発生手段 8…電源電圧変動検出手段 21…発光素子駆動回路 22…電圧効果トランジスタ 23…ダイオード 24…発光素子 25,25a…駆動(パルス)電流調整電圧発生部 26…電源電圧変動補償電圧発生 27…駆動(パルス)電流調整端子 28…補償電圧発生部 250…差動増幅器 251,251a,313…定電流源 259…温度補償ダイオード 262…電流検出抵抗 271…外部調整抵抗

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 発光素子(4)を駆動する発光素子駆動
    手段(1)と、 電圧源(3)から供給される電源電圧(VSS)を用い
    て、与えられた電流調整入力に応じた電流調整電圧を発
    生する電流調整電圧発生手段(5)と、 前記電流調整電圧に応じて、前記発光素子駆動手段
    (1)に電流を供給する電流源(2)とを有する発光素
    子駆動回路において、 前記電流調整電圧発生手段(5)は、 前記電流調整入力を入力する調整入力手段(6)と、 前記電源電圧(VSS)の変動を検出する電源電圧変動検
    出手段(8)と、 前記電流調整入力に応じて発生する前記電流調整電圧
    を、前記電源電圧(VSS)の変動による影響を補償する
    ようにして発生する補償電圧発生手段(7)とを有する
    ことを特徴とする発光素子駆動回路。
  2. 【請求項2】 前記電流源(2)は、電界効果トランジ
    スタ(22)を有する請求項1に記載の発光素子駆動回
    路。
  3. 【請求項3】 前記電界効果トランジスタ(22)は、
    ディプレッション型である請求項2に記載の発光素子駆
    動回路。
  4. 【請求項4】 前記電流源(2)は、前記電界効果トラ
    ンジスタ(22)に直列接続される電圧降下手段(2
    3)を含む請求項3に記載の発光素子駆動回路。
  5. 【請求項5】 前記電圧降下手段(23)はダイオード
    である請求項4に記載の発光素子駆動回路。
  6. 【請求項6】 前記調整入力手段(6)は、外部調整抵
    抗(271)を含む請求項1に記載の発光素子駆動回
    路。
  7. 【請求項7】 前記電源電圧変動検出手段(8)は、前
    記電源電圧(VSS)の変動に応じて出力電流を変動させ
    る第2の電流源(261)を有する請求項1に記載の発
    光素子駆動回路。
  8. 【請求項8】 前記電源電圧変動検出手段(8)は、前
    記第2の電流源(261)の出力電流に応じた電源電圧
    変動検出電圧を発生する電流検出抵抗(262)を有す
    る請求項7に記載の発光素子駆動回路。
  9. 【請求項9】 前記電流調整電圧発生手段(5)と前記
    電流源(2)との間に設けられ、前記電流調整電圧を増
    幅して前記電流源(2)に供給する増幅手段(22)を
    有する請求項1に記載の発光素子駆動回路。
  10. 【請求項10】 前記増幅手段(22)と前記電流源
    (2)との間に設けられ、前記増幅手段(22)にて増
    幅された前記電流調整電圧をレベルシフトして前記電流
    源(2)に供給するレベルシフト手段(31)を有する
    請求項9に記載の発光素子駆動回路。
  11. 【請求項11】 前記増幅手段(22)は、差動増幅器
    (250)を有する請求項9に記載の発光素子駆動回
    路。
  12. 【請求項12】 前記増幅手段(22)は、前記発光素
    子(4)における、温度変化に応じた光出力特性の変動
    を補償するように、前記電流調整電圧を変化させる温度
    補償手段(259)を有する請求項9に記載の発光素子
    駆動回路。
  13. 【請求項13】 温度補償手段(259)は、前記発光
    素子(4)における、温度変化に応じた光出力特性の変
    動を補償するように、前記電流調整電圧を変化させる温
    度補償手段(259)を有する請求項1に記載の発光素
    子駆動回路。
JP26962594A 1994-11-02 1994-11-02 発光素子駆動回路 Withdrawn JPH08139410A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6037832A (en) * 1997-07-31 2000-03-14 Kabushiki Kaisha Toshiba Temperature dependent constant-current generating circuit and light emitting semiconductor element driving circuit using the same
CN113890016A (zh) * 2021-09-26 2022-01-04 天津大学 数据驱动的配电网多时间尺度电压协调控制方法

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