JPH11225435A - 赤外発光ダイオードを作動させるための方法及び回路 - Google Patents

赤外発光ダイオードを作動させるための方法及び回路

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JPH11225435A
JPH11225435A JP10319169A JP31916998A JPH11225435A JP H11225435 A JPH11225435 A JP H11225435A JP 10319169 A JP10319169 A JP 10319169A JP 31916998 A JP31916998 A JP 31916998A JP H11225435 A JPH11225435 A JP H11225435A
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Richard K Williams
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電力損失の少ない赤外発光ダイオードを作
動させるための方法及び回路を提供する。 【解決手段】 赤外発光ダイオード（ＩＲＥＤ）に、
定電流源から電流を供給することにより、例えば電池式
遠隔操作装置で電池の電圧が完全充電状態から充電必要
状態に変化するような状態の下で、装置での電力損失を
著しく低下させることができる。定電流源には様々な形
態のものがあり、比較的単純な、ＭＯＳＦＥＴを飽和状
態で作動させるものや、より複雑な、例えば電流ミラー
回路、追加の電流源、パストランジスタ論理回路、Ｄ／
Ａコンバータを備えた編成もある。定電流源は、バイポ
ーラトランジスタやｂｉＣＭＯＳ技術を用いて形成する
こともできる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、赤外発光ダイオー
ドを作動させるための回路及び方法に関し、特に電池を
電源とする赤外発光ダイオードを作動させる方法に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】赤外発光ダイオードは発光ダイオード
（ＬＥＤ）に類似しているが、スペクトルの赤外部分に
おける放射線を発する点で異なっている。スペクトルの
赤外部分はスペクトルの可視光部分のすぐ下の周波数を
含む。赤外線は現在テレビのリモコン等を含む様々な目
的で使用されている。赤外線は目に見える領域を直線的
に進行する特性を有しており、電波のように固体の物体
を貫通して進行することができない。しかし、赤外線波
は１つの部屋の中における通信や他の近接した状況にお
ける通信には充分であり、その室内の壁や他の平坦な面
における反射能力は限られている。
【０００３】従って、赤外線波は通信の新たな時代の先
駆者と言える。赤外発光ダイオードを受信機又はフォト
ダイオードと共にコンピュータ、プリンタ、及び携帯電
話機に設置して、それらの装置間のワイヤレスの通信リ
ンクを確立することができる。例えば、ファックス又は
Ｅメールが携帯電話機に格納されている場合、プリンタ
の所で携帯電話機を指定するだけで、プリンタがハード
コピーをプリントアウトすることが可能となる。或い
は、頻繁に使用する番号を携帯電話機からコンピュータ
にダウンロードしたり、その逆を行うことが可能とな
る。
【０００４】赤外線通信は、一方向性であり得るが、多
くの場合二方向性である。後者の場合には、一方の装置
が情報を送信し、第２の装置がその情報を受信して、第
１の装置に情報を送り返す。多くの企業が赤外線データ
協会（ＩＲＤＡ）と称する組織を形成した。このＩＲＤ
Ａは、比較的低速での（１秒あたり数百キロビット）情
報の転送のための角度、輝度（brightness）、データ転
送速度、フォーマット等について規定した標準的な赤外
線通信プロトコルとして知られる標準を確立した。新し
い高速赤外線通信プロトコルは、最大４Ｍｂｉｔ／秒の
転送をカバーしている。また、ＩＲＤＡプロトコルは通
信システムのソフトウェア又はハードウェアインプリメ
ンテーションを特定しない。
【０００５】図１に示すのは、一対の装置１０及び１２
間の典型的な二方向性赤外線通信リンクのブロック図で
あり、各装置は、例えばコンピュータ、プリンタ、携帯
電話等であり得る。装置１０はマイクロプロセッサ１４
を含み、このマイクロプロセッサ１４はＩ／Ｏチップ１
６と「トーク」し、Ｉ／Ｏチップはトランシーバ１８を
作動させる。トランシーバ１８は通常赤外発光ダイオー
ド（ＩＲＥＤ）２２を実際に駆動するバッファ２０を備
えている。ＩＲＥＤ２２は限流抵抗器２４を通して電源
電圧ＶCCに接続されている。赤外線通信は、ＰＩＮフォ
トダイオード２６によって受信され、このフォトダイオ
ード２６はアンプ２８及びＡ／Ｄコンバータ３０に接続
されている。ＰＩＮフォトダイオード２６には通常バイ
アス３２により逆バイヤスがかけられており、これによ
りＰＩＮフォトダイオード２６を流れる電流が、装置１
２から受信された赤外フォトン（λで示されている）に
比例する状態が確保される。Ａ／Ｄコンバータ３０にお
いてアナログ信号がデジタル信号に変換され、コード若
しくはパルスの列が、ＩＲＤＡによって開発されたプロ
トコル、或いはアップル社又はシャープ、若しくは他の
有名メーカにより開発されたもののような競合する標準
に準拠してＩ／Ｏユニット１６により解釈される。
【０００６】装置１２は、ＩＲＥＤ３４及びフォトダイ
オード３６を含む概ね相当する回路を備えている。
【０００７】上述のように、ＩＲＥＤ２２は限流抵抗器
２４を通して電源電圧ＶCCに接続されている。図２Ａ
は、ＩＲＥＤを流れる電流（ＩIRED）と、典型的なＩＲ
ＥＤ（例えばＩＲＥＤ２２）により赤外線として放射さ
れた電力（ＰIRED（λ））とを、ＩＲＥＤの両端の電圧
（ＶIRED）の関数として示したグラフであり、曲線３８
は電流、曲線４０は光学的に放射された電力を示す。図
に示したように、電流及び出力電力（輝度）の双方は、
電流が非常に高いレベルに達し、その点で加熱により量
子効率が低下するまで、概ね電圧とともに増加する。そ
の後ＩＲＥＤは効率が低下して放射される光が低減し、
光学的電力出力が低下する。デバイスの抵抗値が上昇す
ることから電流はよりゆっくりと増加する。このデバイ
スは、ラテラル接合サンドウィッチ型構造におけるガリ
ウムひ素及びアルミニウムガリウムひ素層から構成され
ているため、デバイスが効率的に作動する電圧は通常
１．６Ｖである。図２Ｂに示すように、最適作動電圧
は、周囲温度の関数として変化し、温度が高くなる程最
適電圧は低下し、温度が低くなる程最適電圧は上昇す
る。この変動は名目温度又は室温において約１００ｍＶ
程度（±２００ｍＶ）であり得る。異なる材料又はサン
ドウィッチ層から構成されたダイオードは、異なるオン
電圧を有し、ＩＲスペクトルにおける異なる領域の放射
線を放射し得る。
【０００８】図３Ａに示すのは、ＩＲＥＤ４２を制御す
る単純化された回路である。この回路はスイッチ４４及
び限流抵抗器４６を有する。スイッチ４４は抵抗値の極
めて低い状態、若しくは開路となった状態の何れかの状
態にあり、ＩＲＥＤ４２をオンオフするパルスを供給す
るべく開閉される。最大電流は、ＶCCからＩＲＥＤ４２
の両端の電圧（ＶIRED）を引いて、それを限流抵抗器４
６の抵抗値で除した値に設定される。図３Ｂに示すのは
インバータ５０により駆動されるゲートを有するＮチャ
ネルＭＯＳＦＥＴ４８として実現されたスイッチ４４で
あって、ＭＯＳＦＥＴ４８がスイッチとして、即ちデジ
タル式又はオンオフ式に動作することが明示されてい
る。
【０００９】図４Ａは、図３Ｂのスイッチを示す別の図
であって、ＩＲＥＤ４２と並列にキャパシタンスＣIRED
が存在することが示されている。このキャパシタンス
は、少数キャリア及び空乏層キャパシタンスとして、動
作中にデバイスに充電される電荷を説明する。図４Ａは
又、ＩＲＥＤ４２両端の電圧（ＶIRED）と、ＭＯＳＦＥ
Ｔ４８のドレイン及びソースの間の電圧ＶDSも示す。Ｉ
ＲＥＤ４２及びＭＯＳＦＥＴ４８を流れる電圧は、ＩD
として示され、ＭＯＳＦＥＴ４８上のゲート−ソース電
圧はＶGSとして示される。
【００１０】図４Ｂに示すのは、図４Ａに示す負荷曲線
におけるＩDとＶDSのプロット（実線）である。グラフ
の右側のＶGS=０から始めて、ＶGSが増加するとＭＯＳ
ＦＥＴ４８はオン状態になる。しかし、ＩDはＩＲＥＤ
４２の両端の電圧ＶIREDがオン状態になるだけの充分な
高い電圧となるまでゼロのままである。従って、ＶCC−
ＶIREDにおいて、ＭＯＳＦＥＴ４８が完全にオン状態に
なった時、ＩDは増加を開始し、以下の式に等しい最大
レベルに達するまで増加する。
【００１１】
【数１】（ＶCC−ＶIRED）／（Ｒ＋ＲDS） これはこの回路においてみられることが予測され得る最
大電流である。図４Ｂにおける破線は、最大電源電圧Ｖ
CCがＭＯＳＦＥＴ４８のゲートを駆動する場合におけ
る、ＭＯＳＦＥＴ４８のＩＶ特性曲線の１つを表す。Ｍ
ＯＳＦＥＴ４８がオン状態にある時、このＭＯＳＦＥＴ
は負荷曲線方程式及びＭＯＳＦＥＴ特性曲線を同時に満
足しなければならず、且つそれは曲線上のＶDS（オ
ン）、ＩD（オン）なる符号を付けられた点において発
生する。
【００１２】図４Ｃに示すのは、完全なスイッチング周
期（ＶGSが０からＶCCになり又０に戻るまで）の間のＶ
GS、ＩD、ＰOUT（λ）、及びＶDSの挙動を例示した図で
ある。ＭＯＳＦＥＴ４８のゲート電位が急激に上昇した
としても、ドレイン電流ＩDについては、容量性のタイ
ムラグがある程度存在するという事実のため、オンオフ
するまで時間がかかる。従って、ＩＲＥＤ４２両端の電
圧が赤外線が放射されるレベルに達するまでに時間の遅
れが生ずる。この間にある程度の電力損失が生ずる。通
信システムにおいて、制御信号と実際のデータ転送との
間の遅れが悪影響を及ぼして、最大通信速度が制限され
る。遅れをなくすため、ＩＲＥＤダイオードを高い電流
で駆動して、その寄生キャパシタンスの自由放電が存在
していても高速の転移を達成しなければならない。更
に、ＭＯＳＦＥＴ４８が安定な状態に達した後にＭＯＳ
ＦＥＴ４８におけるＩD（ｏｎ）2・ＲDSに等しい電力損
失が存在する。
【００１３】図５は、限流抵抗器４６、Ｒ1及びＲ2（Ｒ
2の方が小さい）の値に対する供給電圧ＶCCの関数とし
て電流ＩIRED=ＩDの点をプロットした図である。Ｒの各
値に対して、仮想曲線が、−２０°Ｃ、２５°Ｃ、及び
１２５°Ｃの各温度に対して示されている。グラフに示
すように、電流は、電源電圧ＶCCが約１．６Ｖに達し、
最大電圧であるＶCC=５Ｖまで直線的に増加する時にＩ
ＲＥＤを通して流れ始める。
【００１４】シングルセルのリチウムイオン電池は通常
２．５Ｖ（要充電状態）から４．２Ｖ（完全充電状態）
の範囲で動作する。これらの上限及び下限は図５に示さ
れている。Ｒ1若しくはＲ2の何れが選択されるかによっ
て、回路を通して流れる電流が２．５Ｖ〜４．２Ｖの範
囲において著しく変化することは明らかである。この変
動は、ＩＲＥＤ（Ｒ2）からの赤外線の輝度を高めるこ
とが必要な場合に更に大きくなる。
【００１５】回路を通して流れる電流のこの変動は、著
しい電力損失を表す。この点を詳しく説明するために１
例を示す。特定のＩＲＥＤが１．７Ｖのオン状態になる
電圧を有し、所望のレベルの輝度を得るために０．５Ａ
の電流が必要であると仮定する。従って、０．５ＡのＩ
IREDの最小レベルが保証されなければならない。リチウ
ムイオン電池を用いることにより、供給電圧は大抵２．
５Ｖまで低下し得る。これらのパラメータにおいて、限
流抵抗器の抵抗値は以下の方程式により設定される。
【００１６】
【数２】Ｒ＝（ＶCC−ＶIRED）／ＩIRED Ｒ＝（２．５Ｖ−１．７Ｖ）／０．４Ａ Ｒ＝１．６Ω 低電圧電池を用いている場合回路が供給する電力は以下
の式で与えられる。
【００１７】
【数３】 Ｐ＝ＶCC 2／Ｒ＝（２．５Ｖ）2／１．６Ω＝３．９Ｗ 異なるＩＲＥＤ（又は異なる温度における同じＩＲＥ
Ｄ）は、オン状態になる電圧は１．４Ｖで、電池は４．
２Ｖまで完全に充電されていると仮定する。この時回路
を流れる電流は以下の式で与えられる。
【００１８】
【数４】ＩIRED＝（ＶCC−ＶIRED）／Ｒ ＩIRED＝（４．２Ｖ−１．４Ｖ）／１．６Ω ＩIRED＝３．３Ａ 全消費電力は以下の式で表される。
【００１９】
【数５】 Ｐ＝ＶCC 2／Ｒ＝（４．２Ｖ）2／１．６Ω＝１１Ｗ 従って、スイッチを用いた従来の回路は、ＩＲＥＤの変
動が大きくなり過ぎ、又限流抵抗器を用いているため電
池の寿命が短か過ぎるという問題点があった。更に、電
池の電圧が低くなった状態のために抵抗の値を低く選択
することにより、ＩＲＥＤが電池の電圧が高い間オーバ
ードライブしてしまい、過剰な熱が発生して量子効率が
低下し、デバイスが損なわれることさえあるという問題
もあった。定電圧の給電を提供するためにＤＣ−ＤＣコ
ンバータを用いることは、多くの消費製品にとっては満
足な解決とはなり得ない。なぜならば、複雑さ、コス
ト、サイズ、スイッチングノイズが増し、且つＲＦ通信
（放送周波数帯）に干渉することがあるからである。ま
た、高度な電源の調節や、（リニアレギュレータを用い
る場合に）低ノイズが要求される製品では、スイッチン
グレギュレータによる調節やリニアレギュレータによる
調節が、製品における重要な回路ためにのみ行われる場
合が多い。光調節のための負荷とＩＲＥＤドライバーと
がレギュレータを共有すると、レギュレータが、ＩＲＥ
Ｄに関連する大きな電流サージが生起している間に電流
の調節を行うと共に、高められた熱負荷に耐えなければ
ならないことになる。これらの技術を用いる代わりに、
電池で直接駆動されるデバイスを有することが好まし
い。これらの問題を解決することが必要なのは明らかで
ある。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、特に電池を電源とする赤外発光ダイオードを使用す
る装置において電力損失を著しく低下させ得る、定電流
源を用いた赤外発光ダイオードを作動させるための方法
及び回路を提供することである。
【００２１】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、赤外発
光ダイオード（ＩＲＥＤ）が、定電流源を備えた回路に
より作動される。実施例の多くでは定電流源により供給
される電流は制御信号の関数であり、供給電圧の関数で
はない。
【００２２】電流源は、様々な形態をとり得る。電流源
として、その飽和領域で動作する１つのＭＯＳＦＥＴ又
はバイポーラトランジスタを用いることができる。ＭＯ
ＳＦＥＴ又はバイポーラトランジスタの何れかを用いた
電流ミラー回路を用いて、ＩＲＥＤが接続されている回
路に同じ定電流を流す（reflect a constant current）
ことができる。
【００２３】電流源はＩＲＥＤの高電位側又は低電位側
に配設することができる。この電流源は限流抵抗器と共
に、或いは限流抵抗器なしに用いることができ、ＩＲＥ
Ｄの限流抵抗器のある側と同じ側、若しくはＩＲＥＤの
限流抵抗器側とは反対の側に配設することができる。
【００２４】スイッチを介して複数の電流源をＩＲＥＤ
に接続することによって、異なるレベルの電流を供給し
たり、或いはスイッチ又は電流源の何れか１つが適切に
動作できなくなった場合のための予備を提供することが
できる。
【００２５】
【発明の実施の形態】図７Ａに示すのは、本発明による
基本的な回路であって、赤外発光ダイオード（ＩＲＥ
Ｄ）６２に直列に接続された従属電流源６０を備え、こ
の電流源６０は電源ＶCC及びＩＲＥＤ６２の間に接続さ
れている。図７Ｂに示すのは図７Ａの回路に類似した回
路であって、ここでは従属電流源６０がＩＲＥＤ６２と
設置部分との間に接続されている。言い換えれば、図７
Ａの回路では、電流源６０がＩＲＥＤ６２のアノード
側、つまり高電位側にあり、図７Ｂの回路では、電流源
６０がＩＲＥＤ６２のカソード側、つまり低電位側に設
けられている。各場合において、従属電流源６０が、制
御信号の関数であるが供給電圧ＶCCの関数ではない電流
を供給する。最も広い意味では、電流源６０により供給
される電流は、その制御入力に応じて、ゼロ即ち電流が
流れない状態を含む任意の値を取り得る。
【００２６】図７Ａ及び図７Ｂに示す回路では、全消費
電力がＶCC・ＩIREDに等しい。従って、消費電力は図６
において示されている二乗特性に従うのではなく、ＶCC
に直接比例して増加する。これにより、従来の回路と比
較して著しい電力の節約がなされる。このことは図８の
グラフに示されており、この図８には、０．５Ａの定電
流での電力消費が直線的に増加するところが示されてい
る。
【００２７】図９Ａ乃至図９Ｃにおいて、図９Ａにはス
イッチングされた電流をＩＲＥＤに供給するための回路
が示されており、電流Ｉ1を供給する電流源６４はスイ
ッチ７０を介してＩＲＥＤ６２に接続されており、これ
によってＩＲＥＤ６２にオンオフによるパルスが供給さ
れ得ることになる。図９Ｂにおいては、電流Ｉ2を供給
する第２の電流源６６が設けられ、単極三投（ＳＰ３
Ｔ）スイッチ７２が、ＩＲＥＤ６２に３つのレベルの電
流、即ちＩ1、Ｉ2、Ｉ3=０を供給するために用いられ
る。２つの電流Ｉ1及びＩ2の間での選択によって、ＩＲ
ＥＤの輝度を通信距離の必要に応じた範囲に変化させる
ことができる。長い距離の通信（例えば１ｍ以上）で、
高速のデータ転送速度（例えば４Ｍｂｉｔ／秒）で通信
を行うためには、高い電流値（例えば３００〜６００ｍ
Ａ）が用いられ得る。２つの通信装置が隣接しており、
短い距離（例えば２０ｃｍ）で通信が行われる場合は、
電流は４０〜１００ｍＡの値まで下げられて、電池の寿
命を節約し、発生する熱を低下させる。
【００２８】図９Ｃでは、可変電流源６８が入力信号Ｖ
inの関数であり、ゼロを含む任意のレベルの電流にバイ
アスされ得る定電流を供給する。図９Ａ乃至図９Ｃにお
いては、電流源とスイッチの双方が、ＩＲＥＤの高電位
側にあり、各場合において限流抵抗器７４がＩＲＥＤ６
２の低電位側に設けられる。図１０Ａ乃至図１０Ｃに示
す回路はそれぞれ図９Ａ乃至図９Ｃに示す回路に類似し
ているが、スイッチ及び電流源がＩＲＥＤ６２の低電位
側にあり、限流抵抗器がＩＲＥＤの高電位側にある点が
異なっている。全ての場合において、限流抵抗器７４は
所望に応じて設けられ、省略されても良い。その値は、
電流源が短絡された場合に危険なレベルの赤外線が放射
されることや、過剰な電流が流れるのを防止するように
設定される。何れの場合においても、限流抵抗器が用い
られる場合には、電流源６４、６６、６８の小さな信号
抵抗が抵抗器７４の抵抗値よりも著しく高いものとなる
ため、電流が電流源によって決定されることになる。
【００２９】図１１Ａにおいて、電流源６４はＩＲＥＤ
６２の高電位側に設けられ、スイッチ７０はＩＲＥＤ６
２の低電位側に設けられる。図１１Ｂにおいて、電流源
６４及び６６は単極双投（ＳＰＤＴ）スイッチ７６を介
して、ＩＲＥＤ６２の高電位側に接続され、単極スイッ
チ７８はＩＲＥＤ６２の低電位側に接続される。図１１
Ｃにおいて、プログラマブル電流源６８がＩＲＥＤ６２
の高電位側に設けられ、スイッチ７８はＩＲＥＤ６２の
低電位側に設けられる。各場合において、所望に応じて
設けられる抵抗器７４はＩＲＥＤ６２の低電位側に接続
される（或いはＩＲＥＤの任意の場所に直列に接続され
る）。
【００３０】図１２Ａにおいて、スイッチ７０はＩＲＥ
Ｄ６２の高電位側に接続され、電流源６４はＩＲＥＤ６
２の低電位側に接続される。図１２Ｂにおいて、電流源
６４及び６６及び単極双投（ＳＰＤＴ）スイッチ７６は
ＩＲＥＤ６２の低電位側に接続され、単極スイッチ７８
はＩＲＥＤ６２の高電位側に接続される。図１２Ｃで
は、可変（プログラマブル）電流源６８がＩＲＥＤ６２
の低電位側に接続され、スイッチ７８がＩＲＥＤ６２の
高電位側に接続される。
【００３１】図１３Ａ及び１３Ｂは、スイッチ電流源８
０を備える別の実施例を示す。図１３Ａでは、スイッチ
電流源８０はＩＲＥＤ６２の低電位側に接続され，図１
３Ｂではスイッチ電流源８０はＩＲＥＤ６２の高電位側
に接続される。いずれの場合においても、スイッチ８２
は冗長スイッチング動作を実現するためにＩＲＥＤ６２
の反対側に接続され、スイッチの一方が故障した場合で
あっても、もう一方がＩＲＥＤ６２を確実にオフするこ
とができるようにする。図１３Ｃ及び１３Ｄはスイッチ
電流源８４を備える類似の実施例を示しており、スイッ
チ電流源８４は、スイッチ８２が閉じたときには２つの
電流レベルを、スイッチ８２が開いたときにはゼロ電流
を実現することができる。
【００３２】図１４はスイッチ電流源８０の実現可能な
構造体を示しており、スイッチ電流源８０はＮチャネル
ＭＯＳＦＥＴ９０及び単極双投スイッチ９２を備える。
スイッチ９２は、選択的にＭＯＳＦＥＴ９０のゲートを
Ｖbiasあるいはグランドに接続する。ＭＯＳＦＥＴ９０
は、ゲートがＶbiasに接続されるとき飽和状態で動作す
るような大きさである。スイッチ９２がＭＯＳＦＥＴ９
０のゲートをグランドに接続するとき、ＭＯＳＦＥＴ９
０はオフされる。図１５は、バイポーラトタンジスタ９
４を備える同様の回路を示す。１つのＭＯＳＦＥＴ或い
はバイポーラトタンジスタを用いる定電流の値は、バイ
アス電圧及びトランジスタの相互コンダクタンスの値に
依存する。１つのトランジスタ電流源のような場合に
は、そのデバイスは、極端に低い電圧時（代わりに１つ
のトランジスタのように機能する）、或いは他の影響が
生じる場合もある極端に高い電流密度時には、理想的な
電流源として動作しない。従って、そのデバイスの構成
及び大きさは、この点について考慮されなければならな
い。また、Ｖbiasが温度変動を補償するように調整され
なければ、電流の値は温度と共に変化するであろう。
【００３３】図１６は一対のＭＯＳＦＥＴ１００及び１
０２が電流ミラーを実現する実施例を示す。典型的な配
列においては、ＭＯＳＦＥＴ１００のゲート幅はＭＯＳ
ＦＥＴ１０２のゲート幅よりＮ倍だけ大きくなるであろ
う。ＭＯＳＦＥＴ１０２は、バイアス用抵抗１０６を通
りスイッチ１０４を介して電源電圧Ｖccに接続される。
ＭＯＳＦＥＴ１０２のゲート及びドレインは互いに接続
される。当業者にはよく知られているように、スイッチ
１０４が入れられ、ＭＯＳＦＥＴ１０２が電源電圧Ｖcc
に接続される時、ＭＯＳＦＥＴ１００及び１０２を通る
それぞれの電流はＮ倍だけ異なる。スイッチ１０４がＭ
ＯＳＦＥＴ１００及び１０２のゲートをグランドに接続
する時、ＭＯＳＦＥＴ１００はオフされ、ＩＲＥＤ６２
を通る電流を遮断する。ＭＯＳＦＥＴミラーを用いる場
合の利点は、閾値電圧及び温度の変動を処理するための
感度が下がるという点である。もし抵抗１０６が低い温
度係数を有するなら、その部分は比較的温度に依存せず
に動作するであろう。図１７は、電流Ｉbiasを与える電
流源１０８が、抵抗１０６の代わりに用いられてる点を
除く同様の装置を示す。電流Ｉbiasは、ＭＯＳＦＥＴ１
０２を通って流れ、ＭＯＳＦＥＴ１０２に（Ｎ倍の）ミ
ラー電流を生じる。さらに、ＭＯＳＦＥＴ１００及び１
０２のゲートがグランドに接続されるようにスイッチ１
０４が入れられ、それによりＭＯＳＦＥＴ１００をオフ
することができる。図１７に示される回路は、より良好
に電源を排除し、図１６に示される回路より温度への依
存性を小さくすることができる。
【００３４】図１８及び１９は、図１６及び図１７に示
される回路と同様の回路を示すが、それぞれ電流ミラー
回路がバイポーラトタンジスタ１１０及び１１２からな
る点が異なる。これらの回路では、ＩＲＥＤ６２を流れ
る電流は、バイポーラトランジスタ１１０及び１１２の
それぞれのエミッタ面積の比により決定される。バイポ
ーラトランジスタの整合はＭＯＳＦＥＴ設計より簡単で
あり、温度に対する感度が低くなる場合が多い。
【００３５】図２０は、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴ１１４
がＩＲＥＤ６２と直列に接続される配列を示す。ＭＯＳ
ＦＥＴ１１６及び１１８を備えるインバータがＭＯＳＦ
ＥＴ１１４のゲートに接続される。Ｖinがローである
時、ＰチャネルＭＯＳＦＥＴ１１８がオンし、Ｖbiasを
ＭＯＳＦＥＴ１１４のゲートに接続するため、ＭＯＳＦ
ＥＴ１１４がオンする。Ｖbiasの値は、所定の相互コン
ダクタンスを有するＭＯＳＦＥＴに対して所望の電流を
与えるように選択されなければならない。Ｖinがハイで
ある時、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴ１１６はオンし、ＭＯ
ＳＦＥＴ１１４のゲートをグランドに接続するため、Ｍ
ＯＳＦＥＴ１１４はオフする。
【００３６】図２１に示される回路では、ＭＯＳＦＥＴ
１１６及び１１８を備えるインバータが、一対のバイポ
ーラトタンジスタ１１０及び１１２に接続される。Ｖin
がローである時、電流源１０８はトランジスタ１１２に
接続され、Ｉbiasはトランジスタ１１２を通って流れ、
（上述のように）トランジスタ１１０に電流を生成す
る。Ｖinがハイである時、ＭＯＳＦＥＴ１１６がオン
し、バイポーラトタンジスタ１１０のベースをグランド
に接続することにより、バイポーラトタンジスタ１１０
はオフし、ＩＲＥＤ６２を流れる電流を遮断する。
【００３７】図２２に示される回路は、実際には図１７
及び２１に示される回路の組み合わせであり、バイポー
ラトタンジスタ対１１０、１１２の代わりにＭＯＳＦＥ
Ｔ１００、１０２を用いている。上記のように、Ｖinが
ハイである時、ＰチャネルＭＯＳＦＥＴ１１８がオン
し、電流源１０８からの電流はＭＯＳＦＥＴ１０２を通
って流れ、ＭＯＳＦＥＴ１００に電流を生成する。上記
のように、Ｖinがハイである時、ＭＯＳＦＥＴ１１６が
オンし、ＭＯＳＦＥＴ１００のゲートがグランドに接続
される。その電流はミラーにより設定されるため、電圧
基準値の絶対値には依存しない。
【００３８】図２３に示される回路は図２２の回路と同
様であるが、ＭＯＳＦＥＴ１２０及び１２２の電流ミラ
ー対が電流源１０８と入れ替わっている点が異なる。Ｍ
ＯＳＦＥＴ１２２及びバイアス用抵抗１２４を通って流
れる電流は、ＭＯＳＦＥＴ１２０にミラー電流を生成
し、ＭＯＳＦＥＴ１０２に定電流を供給する。
【００３９】図２４はバイポーラトタンジスタから形成
される２つの電流ミラーを備える回路を示す。トランジ
スタ１１２を流れる電流は、上記のようにトランジスタ
１１０にミラー電流を生成する。Ｖinは第２のインバー
タ１３２を通り、ＭＯＳＦＥＴ１１６及び１１８のゲー
トに供給される。Ｖinがハイである時、ＰチャネルＭＯ
ＳＦＥＴ１１８がオンし、トランジスタ１２６からの電
流はトランジスタ１１２を通って流れる。トランジスタ
１２８を通る電流は電流源１３０により設定され、トラ
ンジスタ１２６にミラー電流を生成する。Ｖinがローで
ある時、ＰチャネルＭＯＳＦＥＴ１１６がオンし、トラ
ンジスタ１１０のベースはグランドに接続されトランジ
スタ１１０はオフする。
【００４０】図２５は定電流及びスイッチング機能が分
離された実施例を示す。ＭＯＳＦＥＴ１４２は、ゲート
がインバータ１４４により制御されており、電流のオン
／オフを切り替えるように操作される。定電流はＭＯＳ
ＦＥＴ１４０により供給され、そのゲートは固定バイア
ス電圧でバイアスされる。図２６はＭＯＳＦＥＴ１４０
および１４２の位置が入れ替わった実施例を示す。
【００４１】図２７では、定電流機能がデプレッション
モードＭＯＳＦＥＴ１４６により実現され、そのゲート
がそのソースに接続される。さらにスイッチング機能Ｍ
ＯＳＦＥＴ１４２によりもたらされる。図２８では、Ｍ
ＯＳＦＥＴ１４２及び１４６の位置が入れ替わってい
る。
【００４２】図２５〜２８では、スイッチング用ＭＯＳ
ＦＥＴ１４２はその線形領域において動作し、オンされ
るときほとんど抵抗を生じない。対照的に、ＭＯＳＦＥ
Ｔ１４０及び１４６は飽和され、定電流を供給する。
【００４３】図２９は、定電流が図１７に示されるのと
同様の電流ミラーにより実現される実施例を示す。スイ
ッチング機能はＭＯＳＦＥＴ１４２により実現される。
図３０は同様であるが、電流ミラーにおいてバイポーラ
トタンジスタ１１０及び１１２が、ＭＯＳＦＥＴ１００
及び１０２に入れ替わっている。
【００４４】図３１は、定電流ＭＯＳＦＥＴ９０が、２
つの定電流を実現できる実施例を示す。スイッチ１５０
はＭＯＳＦＥＴ９０のゲートを制御し、そのゲートを、
選択的に、Ｖbias1を与えるバイアス１５２，またはＶ
bias2を与えるバイアス１５４、或いはグランドに接続
する。ＭＯＳＦＥＴ９０のゲートがバイアス１５２或い
は１５４のいずれかに接続されるとき、ＭＯＳＦＥＴ９
０は飽和され、ゲートバイアスの値に依存する定電流を
伝導する。
【００４５】図３２は、ＭＯＳＦＥＴ１００及び１０２
を備える電流ミラーと、電流源１５８又は１６０の１
つ、或いはグランドに接続するスイッチ１５６とを備え
る実施例を示す。電流源１８５は電流Ｉbias1を供給
し、電流源１６０はＩbias2を供給する。従ってＭＯＳ
ＦＥＴ１０２を流れる電流はスイッチ１５６の位置によ
り決定され、ＭＯＳＦＥＴ１０２を流れる電流は、ＭＯ
ＳＦＥＴ１００にミラー電流を生成する。スイッチ１５
６が接地されるとき、ＭＯＳＦＥＴ１００はオフする。
【００４６】図３３では、電流ミラーはバイポーラトタ
ンジスタ１１０及び１１２からなり、トランジスタ１１
２のコレクタはバイアス１５２，バイアス１５４のいず
れか、或いはグランドに接続される。上記のようにバイ
アス１５２はＶbias1を供給し、バイアス１５４はＶ
bias2を供給する。図３４は、電流源１５８及び１６０
が、異なる電流源を供給しており、バイアス源１５２及
び１５４と入れ替えられている実施例を示す。
【００４７】図３５〜４０は、パストランジスタロジッ
クを用いて、ＩＲＥＤ６２を流れる電流の大きさを制御
する回路を示す。図３５では、パストランジスタ１７０
及び１７２が、電圧Ｖbias1或いはＶbias2をＭＯＳＦＥ
Ｔ９０のゲートに供給する。ＭＯＳＦＥＴ１７４は、Ｍ
ＯＳＦＥＴ９０のゲートをグランドに接続し、ＭＯＳＦ
ＥＴ９０をオフする。ＭＯＳＦＥＴ１７０，１７２並び
に１７４のゲートは、以下の真実表において示される原
理に従って制御される。なお表中第１列のＡ、Ｂそれぞ
れの反転を、以下明細書中ではそれぞれＡバー、Ｂバー
と表記する。
【００４８】
【表１】
【００４９】従って入力信号Ａバー及びＢバーの条件に
依存して、ＭＯＳＦＥＴ１７０、１７２並びに１７４の
１つがオンし、ＭＯＳＦＥＴ９０のゲートに所望のバイ
アスを与え、ＭＯＳＦＥＴ９０を流れる電流の大きさを
決定するか、或いはＭＯＳＦＥＴ９０をオフする。
【００５０】図３６は、ＭＯＳＦＥＴ１００及び１０２
を備える電流ミラーを示す。電流源１５８及び１６０
は、それぞれＭＯＳＦＥＴ１７０及び１７２を流れる異
なる電流を供給し、それによりＭＯＳＦＥＴ１００にミ
ラー電流を生成するＭＯＳＦＥＴ１０２を流れる電流の
大きさを決定する。ＭＯＳＦＥＴ１７４がオンするとき
（Ａバー・Ｂバー＝１）、ＭＯＳＦＥＴ１００のゲート
は接地され、ＭＯＳＦＥＴ１００はオフする。
【００５１】図３７及び３８は、電流ミラー対にＭＯＳ
ＦＥＴ１００及び１０２も備える回路を示す。図３７で
は、ＭＯＳＦＥＴ１０２を流れる電流はＭＯＳＦＥＴ１
７０及び１７２の状態により決定される。バイアス源１
８４はＭＯＳＦＥＴ１８０及び１８２に接続され、それ
らのＭＯＳＦＥＴは１〜Ｎ倍のゲート幅を有し、ＭＯＳ
ＦＥＴ１８２を流れる電流はＭＯＳＦＥＴ１８０を流れ
る電流のＮ倍になる。従って、ＭＯＳＦＥＴ１７０及び
１７２の状態はＭＯＳＦＥＴ１０２を流れる電流の大き
さを決定し、この電流がＭＯＳＦＥＴ１００にミラー電
流を生成する。さらに、ＭＯＳＦＥＴ１７４がオンし、
ＭＯＳＦＥＴ１００のゲートを接地するとき、ＭＯＳＦ
ＥＴ１００はオフする。
【００５２】図３８では、ＭＯＳＦＥＴ１８６及び１８
８は、飽和状態において動作し、電流源として機能す
る。Ｖbias1はＭＯＳＦＥＴ１８６のゲートに加えら
れ、Ｖbia s2はＭＯＳＦＥＴ１８８のゲートに加えられ
る。これらのゲート電圧はＭＯＳＦＥＴ１８６及び１８
８を流れるそれぞれの電流を決定する。そうでない場合
には、これらの回路は図３７に示される回路と同じよう
に動作する。
【００５３】図３９は図３８の回路と同様の回路を示す
が、ＭＯＳＦＥＴではなくバイポーラトタンジスタを用
いている。電流ミラー対はトランジスタ１１０及び１１
２を備えている。電流源１９６はトランジスタ１９０を
流れる定電流を与える。トランジスタ１９０を流れる電
流は各トランジスタ１９２及び１９４にミラー電流を生
成する。トランジスタ１９２及び１９４のエミッタ面積
は、トランジスタ１９０のエミッタ面積に対して、それ
ぞれＮ及びＭの割合に形成される。さらにＭＯＳＦＥＴ
１７０及び１７２の状態がトランジスタ１１２を流れる
電流の大きさを決定し、これがトランジスタ１１０にミ
ラー電流を生成する。ＭＯＳＦＥＴ１７４はトランジス
タ１１０のベースを接地するために用いられ、トランジ
スタ１１０をオフする。
【００５４】図４０の回路は３つのバイポーラ電流ミラ
ー対を備える。基本的な電流ミラー対はトランジスタ１
１０及び１１２を備える。第２の電流ミラー対は、トラ
ンジスタ２００及び２０２を備えており、ＭＯＳＦＥＴ
１７０を流れる電流をトランジスタ１１２に供給し、ま
た、第３の電流ミラー対は、トランジスタ２０４及び２
０６を備えており、ＭＯＳＦＥＴ１７２を電流をバイポ
ーラトタンジスタ１１２に供給する。電流源２０８及び
２１０は、それぞれ第２及び第３の電流ミラー対により
生成される電流を決定する。さらに、ＭＯＳＦＥＴスイ
ッチ１７０及び１７２はトランジスタ１１２を流れる電
流の大きさを決定し、ＭＯＳＦＥＴ１７４はトランジス
タ１１０をオフするために用いられる。
【００５５】図４１及び４２は、抵抗タップ回路網を用
いて、ＩＲＥＤ６２を流れる電流を如何に制御できるか
を示す。図４１では、抵抗２２０、２２２並びに２２４
は電圧源２２６と直列に接続される。三極スイッチ２２
８を用いて、ＭＯＳＦＥＴ９０のゲートを、抵抗２２
０、２２２並びに２２４の間のノードに、或いはグラン
ドに接続する。前述のように、ＭＯＳＦＥＴ９０のゲー
ト電圧はＩＲＥＤ６２を流れる電流の大きさを確定す
る。
【００５６】図４２はバイポーラトランジスタ１１２と
直列に接続される抵抗２３０、２３２並びに２３４を示
しており、バイポーラトランジスタ１１２がトランジス
タ１１０に対して電流ミラーを形成する。スイッチ２３
６及び２３８はそれぞれ抵抗２３２及び２３４に並列に
接続され、トランジスタ２１２を流れる電流を制御する
ために組み込まれる。ＩＲＥＤ６４はスイッチ２３７を
閉じることによりオフされる。
【００５７】図４３では、電圧デジタル／アナログコン
バータ（ＤＡＣ）２４０がＭＯＳＦＥＴ９０に対するゲ
ート電圧を設定するために用いられ、それによりＩＲＥ
Ｄ６２を流れる電流を制御する。図４４では、電流ＤＡ
Ｃ２４０がＭＯＳＦＥＴ１０２を流れる電流を確定し、
ＭＯＳＦＥＴ１０２がＭＯＳＦＥＴ１００に対する電流
ミラーを形成する。
【００５８】図４５Ａでは、バイポーラトランジスタ２
５６及び２５８を備える電流ミラーが電流をトランジス
タ１１２に供給し、その電流はトランジスタ１１０にミ
ラー電流を生成する。ＭＯＳＦＥＴ２５０及び２５２
は、ＭＯＳＦＥＴ２５２がオンする時、トランジスタ１
１０のベースを接地し、ＭＯＳＦＥＴ２５０がオフする
ようにインバータ２５４に接続される。従ってＩＲＥＤ
６２が動作していない時、ＩＲＥＤ或いはバイアス回路
の何れにおいても電流は流れない。バイアス供給電流を
遮断することにより、回路は、電池寿命が重要となる電
池駆動式回路に対してより相応することができる。
【００５９】図４５Ｂの回路は図１６に示される回路に
やや類似の回路であるが、スイッチ２６０及び２６２
が、スイッチ２６０が閉じる時電流がＭＯＳＦＥＴ１０
２を流れず、ＭＯＳＦＥＴ１００のゲートを接地するよ
うに互いに連動する点が異なる。図４５Ｃは、ＭＯＳＦ
ＥＴ１０２及び１０４からなる電流ミラー対を与える電
流源１０８を備える実施例を示す。更にスイッチ２６０
及び２６２が、ＩＲＥＤ６２がオフする時電流がＩＲＥ
Ｄ或いはバイアス回路の何れにおいても流れないように
連動する。
【００６０】図４６は、ＩＲＥＤ６２の高電位側に接続
されるＰチャネルＭＯＳＦＥＴ２７０を備える回路を示
す。スイッチ２７２はＭＯＳＦＥＴ２７０のゲートを制
御し、ＭＯＳＦＥＴ２７０をオフするためにゲートをＶ
CCに接続するか、或いはＭＯＳＦＥＴ２７０を流れる定
電流を実現するためにＶCC−ＶBIASに等しい電圧にゲー
トを接続する。
【００６１】図４７では、ＰＮＰバイポーラトランジス
タ２７４がＩＲＥＤ６２の高電位側に接続される。スイ
ッチ２７２はトランジスタ２７４のベースを、トランジ
スタ２７４をオフする場合にはＶCCに、或いはトランジ
スタ２７４に定ベース電流を供給する場合には電流源２
７３に接続する。この条件時には、トランジスタ２７４
のコレクタ電流は、ＩＲＥＤ６２に供給されており、一
定レベルに保持される。
【００６２】図４８では、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴ９０
がＩＲＥＤ６２の高電位側に接続されている。スイッチ
２７６は、ＭＯＳＦＥＴ９０をオフする場合にはＭＯＳ
ＦＥＴ９０のゲートをそのソースに接続するか、或いは
ＭＯＳＦＥＴ９０を流れる電流を一定に保持する場合に
はＭＯＳＦＥＴ９０に定ゲート−ソース電圧を供給す
る。図４９に示される回路は同様であるが、ツェナダイ
オード２７８及び抵抗２８０を備える直列回路網が、Ｍ
ＯＳＦＥＴ９０がオンされる時ＭＯＳＦＥＴ９０にゲー
ト電圧を供給するという点が異なる。
【００６３】図５０では、スイッチ２７６がある位置に
ある時には電流源２８２がＰＮＰトランジスタ２８４に
ベース電流を供給し、スイッチ２７６が他の状態にある
時にはトランジスタ２８４のべース及びエミッタが互い
に接続されトランジスタ２８４をオフする。
【００６４】図５１に示される回路はバイポーラトラン
ジスタ２９０及び２９２からなる電流ミラー対を備え
る。スイッチ２９６はトランジスタ２９２を電流源２９
４に接続し、ＩＲＥＤ６２を流れる電流を安定化させ
る。他の位置においては、スイッチ２９６はトランジス
タ２９２のベースをＶCCに接続し、トランジスタ２９２
をオフする。図５２は、ＭＯＳＦＥＴ３００及び３０２
がバイポーラトランジスタ２９０及び２９２に置き換え
られている回路を示す。
【００６５】図５３の回路では、ＩＲＥＤ６２はバイポ
ーラトランジスタ２９０及び２９２を備える電流ミラー
対を介して電流を供給される。制御信号は、Ｐチャネル
ＭＯＳＦＥＴ３０４及びＮチャネルＭＯＳＦＥＴ３０６
のそれぞれのゲートに共通に加えられる。制御信号がハ
イである時、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴ３０６はオンし、
電流源２９４が電流をトランジスタ２９２に供給する。
この電流はトランジスタ２９０にミラー電流を生成す
る。制御信号がローである時、ＰチャネルＭＯＳＦＥＴ
３０４はオンし、トランジスタ２９０のベースをＶCCに
接続する。トランジスタ２９０はその時オフする。
【００６６】図５４では、ＭＯＳＦＥＴ１００及び１０
２を備える電流ミラー対がＭＯＳＦＥＴ３０４及び３０
６により制御される。ＭＯＳＦＥＴ３０４及び３０６の
ゲートに加えられる制御信号がローである時、Ｐチャネ
ルＭＯＳＦＥＴ３０４はオンし、電流がＭＯＳＦＥＴ１
０２に供給される。ＭＯＳＦＥＴ１００及び１０２を流
れる全電流は一定に保持され、ＩＲＥＤ６２に供給され
る。逆に、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴ３０６がオンする
時、ＭＯＳＦＥＴ１００及び１０２がオフし、ＩＲＥＤ
６２を流れる電流を遮断する。図５５の回路では、バイ
ポーラトランジスタ１１０及び１１２がＭＯＳＦＥＴ１
００及び１０２に置き換えられる。図５４及び５５の実
施例は、定電流アプローチではなく抵抗型アプローチに
基づく。電流ミラー対はフォロワとして動作する。図５
６に示されるグラフが示しているように、ＩＲＥＤ６２
のアノード電圧ＶAが、ＶCCからある差分以内の点まで
上昇する時、回路を流れる電流は急降下する。
【００６７】図５７−６４は、ＩＲＥＤ６２の高電位側
に直列に接続される定電流デバイス及びスイッチの種々
の組み合わせを示す。図５７では、ＰチャネルＭＯＳＦ
ＥＴ３２０がスイッチとして用いられ、ＰチャネルＭＯ
ＳＦＥＴ３２２が定電流源として用いられる。ＭＯＳＦ
ＥＴ３２０のゲートはインバータ３２１を介して制御さ
れ、ＭＯＳＦＥＴ３２２のゲートはＶCCに関して定電圧
にバイアスされる。
【００６８】図５８では、バイポーラトランジスタ３２
４がＭＯＳＦＥＴ３２２に置き換えられる。図５９で
は、定電流源３２５がトランジスタ３２４のベースとグ
ランドとの間に接続され、それによりトランジスタ３２
４において定コレクタ電流が供給される。図６０は図５
７と同様であるが、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴ３２６がス
イッチとして用いられる点が異なる。
【００６９】図６１では、スイッチング用ＭＯＳＦＥＴ
３２０がＮチャネルデプレションモードＭＯＳＦＥＴ３
２８の高電位側に接続され、ＭＯＳＦＥＴ３２８はゲー
トがソースに接続されており、定電流を実現する。図６
２では、ＭＯＳＦＥＴ３２０とデプレションモードＭＯ
ＳＦＥＴ３２８との位置が入れ替わっている。
【００７０】図６３では、定電流はＭＯＳＦＥＴ３３０
及び３３２を備える電流ミラー配列により実現される。
図６４では、バイポーラトランジスタ３３４及び３３６
がＭＯＳＦＥＴ３３０及び３３２に置き換えられる。
【００７１】図６５Ａ−６５Ｄは電流源とスイッチがＩ
ＲＥＤの反対側に配置される実施例を示す。図６５Ａの
回路は、電流源及びスイッチがＩＲＥＤの高電位側に接
続されるデプレションモードＭＯＳＦＥＴ３２８と、Ｉ
ＲＥＤ６２の低電位側にあるスイッチング用ＭＯＳＦＥ
Ｔ３２６とを示す。図６５Ｂでは、バイポーラトランジ
スタ３４０及び３４２を備える電流ミラーがＩＲＥＤ６
２の高電位側に接続され、ＭＯＳＦＥＴ３２６がＩＲＥ
Ｄ６２の低電位側に接続される。ＩＲＥＤ６２がオフす
る時、電流ミラー内の電流をオフするように、ＭＯＳＦ
ＥＴ３４４はＭＯＳＦＥＴ３２６に同期して動作する。
図６５Ｃでは、ＭＯＳＦＥＴ３３０及び３３２を備える
電流ミラーがＩＲＥＤ６２の低電位側に接続され、スイ
ッチング用ＭＯＳＦＥＴ３２０がＩＲＥＤ６２の高電位
側に接続される。図６５Ｄは図６５Ｃと同様であるが、
ＮチャネルＭＯＳＦＥＴ３２６がＰチャネルＭＯＳＦＥ
Ｔ３２０に置き換えられている点が異なる。
【００７２】本発明に従った幾つかの実施例が上に記載
されているが、本発明の幅広い観点の範囲内に入るさら
に別の実施例も実現可能あるということは当業者には明
らかであろう。本発明は、以下の請求の範囲により確定
されるように、すべてのそのような実施例を含むもので
ある。
【００７３】
【発明の効果】従って、本発明により、特に電池を電源
とする赤外発光ダイオードを使用する装置において電力
損失を著しく低下させ得る、定電流源を用いた赤外発光
ダイオードを作動させるための方法及び回路が提供され
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】２つのデバイス間の二方向性赤外線通信リンク
の概略的なブロック図である。
【図２】Ａ及びＢよりなり、ＡはＩＲＥＤにおける電流
及び電力を電圧の関数として示したグラフであり、Ｂは
ＩＲＥＤを流れる電流を電圧及び温度の関数として示し
たグラフである。
【図３】Ａ及びＢからなり、ＡはＩＲＥＤを含む従来の
スイッチング回路を示した図であり、ＢはスイッチがＭ
ＯＳＦＥＴとして実現されたＡの回路を示した図であ
る。
【図４】Ａ乃至Ｃからなり、Ａは図３Ａに示す回路に類
似した形態の実施例を示した図であり、ＢはＡのＩＲＥ
Ｄを流れる電流を、ＭＯＳＦＥＴにおける電圧降下の関
数として示したグラフであり、ＣはＭＯＳＦＥＴの１回
のスイッチングサイクルの間での、Ａの回路における幾
つかのパラメータの挙動を示したグラフである。
【図５】図４Ａの回路を流れる電流を、２つの異なる値
のバイアス抵抗、及び３つの異なる温度について、ＶCC
の関数として示したグラフである。
【図６】図４Ａに示す回路の電流及び電力消費の挙動
を、ＶCCの関数として示したグラフである。
【図７】Ａ及びＢからなり、Ａ及びＢは共に本発明に従
ってＩＲＥＤが接続された回路の回路図である。
【図８】図７Ａ及び図７Ｂの回路における電流及び電力
消費を示すグラフである。
【図９】Ａ乃至Ｃからなり、Ａ乃至Ｃは何れも、ＩＲＥ
Ｄの高電位側に配設された定電流源及びスイッチを備え
た、ＩＲＥＤに定電流を供給する回路の回路図である。
【図１０】Ａ乃至Ｃからなり、Ａ乃至Ｃは何れも図９Ａ
乃至図９Ｃに示すものに類似した回路の回路図である
が、スイッチ及び電流源がＩＲＥＤの低電位側にある点
が異なっている。
【図１１】Ａ乃至Ｃからなり、Ａ乃至Ｃの何れもが電流
源がＩＲＥＤの高電位側にあり、スイッチがＩＲＥＤの
低電位側にある回路の回路図であって、Ｂの回路におい
ては、ＩＲＥＤの高電位側にもスイッチが設けられてい
る。
【図１２】Ａ乃至Ｃよりなり、Ａ乃至Ｃはそれぞれスイ
ッチがＩＲＥＤの高電位側にあり、電流源がＩＲＥＤの
低電位側にある回路の回路図であって、Ｂの回路ではＩ
ＲＥＤの低電位側にもスイッチがある。
【図１３】Ａ乃至Ｄからなり、Ａ及びＢはスイッチング
される電流源と個別のスイッチとを有する回路の回路図
であり、Ｃ及びＤは２つの電流レベルを供給し得るスイ
ッチングされる電流源を備えた回路の回路図である。
【図１４】スイッチングされる電流源がＭＯＳＦＥＴを
含む回路の回路図である。
【図１５】スイッチングされる電流源がバイポーラトラ
ンジスタを含む回路の回路図である。
【図１６】電流源が、バイアス抵抗器を通して供給され
るＭＯＳＦＥＴの電流ミラー対である回路の回路図であ
る。
【図１７】電流ミラー対が別の電流源により供給される
類似した回路構成を示す図である。
【図１８】図１６に示す回路に類似した回路の回路図で
あり、電流ミラー回路がバイポーラトランジスタを含む
点が異なっている。
【図１９】図１７に示す回路に類似した回路の回路図で
あり、電流ミラー回路がバイポーラトランジスタを含む
点が異なっている。
【図２０】電流源がＮチャネルＭＯＳＦＥＴを含み、Ｍ
ＯＳＦＥＴのゲートがある値の固定バイアスを供給する
インバータにより制御され、ＭＯＳＦＥＴにおいて規定
された飽和電流が得られる回路の回路図である。
【図２１】電流源が、定電流源により供給されインバー
タにより制御されるバイポーラトランジスタの電流ミラ
ー対を含む回路の回路図である。
【図２２】電流源が、定電流源により供給されインバー
タにより制御されるＭＯＳＦＥＴの電流ミラー対を含む
回路の回路図である。
【図２３】図２２の回路に類似した回路の回路図であっ
て、第２電流源がＭＯＳＦＥＴの電流ミラー対を含む点
が異なっている。
【図２４】電流源がバイポーラトランジスタ及びインバ
ータで形成された２つの電流ミラーを含む回路の回路図
である。
【図２５】定電流機能及びスイッチング機能が別々のＭ
ＯＳＦＥＴにより提供されている回路の回路図である。
【図２６】図２５の回路と同様、定電流機能及びスイッ
チング機能が別々のＭＯＳＦＥＴにより提供されている
回路の回路図である。
【図２７】図２５の回路に類似した回路の回路図であっ
て、定電流機能がデプレションモードＦＥＴにより提供
されている点が異なっている。
【図２８】図２６の回路に類似した回路の回路図であっ
て、定電流機能がデプレションモードＦＥＴにより提供
されている点が異なっている。
【図２９】定電流機能が電流ミラー回路により提供され
ており、スイッチング機能が個別のＭＯＳＦＥＴにより
提供されている回路の回路図である。
【図３０】図２９の回路と同様、定電流機能が電流ミラ
ー回路により提供されており、スイッチング機能が個別
のＭＯＳＦＥＴにより提供されている回路の回路図であ
る。
【図３１】電流源がＭＯＳＦＥＴを有し、ＭＯＳＦＥＴ
のゲートが異なる電流を供給するように切り換え可能に
２つの異なるレベルでバイアスされる回路の回路図であ
る。
【図３２】電流源が、切り換え可能に用いられる定電流
源により供給される電流ミラー対を含む回路の回路図で
ある。
【図３３】定電流源が切り換え可能な電圧レベルにより
供給される電流ミラー対を含む回路の回路図である。
【図３４】図３２の回路と同様、電流源が、切り換え可
能に用いられる定電流源により供給される電流ミラー対
を含む回路の回路図である。
【図３５】関連する電圧基準を選択することにより、Ｉ
ＲＥＤを流れる定電流の大きさを制御するためにパスト
ランジスタロジックを用いている回路の回路図である。
【図３６】図３５の回路と同様、関連する電圧基準を選
択することにより、ＩＲＥＤを流れる定電流の大きさを
制御するためにパストランジスタロジックを用いている
回路の回路図である。
【図３７】図３５の回路と同様、関連する電圧基準を選
択することにより、ＩＲＥＤを流れる定電流の大きさを
制御するためにパストランジスタロジックを用いている
回路の回路図である。
【図３８】図３５の回路と同様、関連する電圧基準を選
択することにより、ＩＲＥＤを流れる定電流の大きさを
制御するためにパストランジスタロジックを用いている
回路の回路図である。
【図３９】図３５の回路と同様、関連する電圧基準を選
択することにより、ＩＲＥＤを流れる定電流の大きさを
制御するためにパストランジスタロジックを用いている
回路の回路図である。
【図４０】図３５の回路と同様、関連する電圧基準を選
択することにより、ＩＲＥＤを流れる定電流の大きさを
制御するためにパストランジスタロジックを用いている
回路の回路図である。
【図４１】電流源トランジスタを流れる電流が抵抗タッ
プ回路網により制御される回路の回路図である。
【図４２】図４１の回路と同様、電流源トランジスタを
流れる電流が抵抗タップ回路網により制御される回路の
回路図である。
【図４３】ＩＲＥＤを流れる電流の大きさがＤ／Ａコン
バータにより制御される回路の回路図である。
【図４４】図４３の回路と同様、ＩＲＥＤを流れる電流
の大きさがＤ／Ａコンバータにより制御される回路の回
路図である。
【図４５】Ａ乃至Ｃからなり、Ａ乃至Ｃはそれぞれバイ
アス供給を遮断する電源遮断スイッチを備えたトランジ
スタの電流ミラー対を備えた別実施例の回路の回路図で
ある。
【図４６】電流源がＩＲＥＤの高電位側に接続された回
路の回路図である。
【図４７】図４６の回路と同様、電流源がＩＲＥＤの高
電位側に接続された回路の回路図である。
【図４８】図４６の回路と同様、電流源がＩＲＥＤの高
電位側に接続された回路の回路図である。
【図４９】図４６の回路と同様、電流源がＩＲＥＤの高
電位側に接続された回路の回路図である。
【図５０】図４６の回路と同様、電流源がＩＲＥＤの高
電位側に接続された回路の回路図である。
【図５１】図４６の回路と同様、電流源がＩＲＥＤの高
電位側に接続された回路の回路図である。
【図５２】図４６の回路と同様、電流源がＩＲＥＤの高
電位側に接続された回路の回路図である。
【図５３】図４６の回路と同様、電流源がＩＲＥＤの高
電位側に接続された回路の回路図である。
【図５４】図４６の回路と同様、電流源がＩＲＥＤの高
電位側に接続された回路の回路図である。
【図５５】図４６の回路と同様、電流源がＩＲＥＤの高
電位側に接続された回路の回路図である。
【図５６】図５４及び図５５に示す回路の挙動を示すグ
ラフである。
【図５７】ＩＲＥＤの高電位側に直列に接続された定電
流装置及びスイッチを備えた実施例の回路の回路図であ
る。
【図５８】図５７の回路と同様、ＩＲＥＤの高電位側に
直列に接続された定電流装置及びスイッチを備えた実施
例の回路の回路図である。
【図５９】図５７の回路と同様、ＩＲＥＤの高電位側に
直列に接続された定電流装置及びスイッチを備えた実施
例の回路の回路図である。
【図６０】図５７の回路と同様、ＩＲＥＤの高電位側に
直列に接続された定電流装置及びスイッチを備えた実施
例の回路の回路図である。
【図６１】図５７の回路と同様、ＩＲＥＤの高電位側に
直列に接続された定電流装置及びスイッチを備えた実施
例の回路の回路図である。
【図６２】図５７の回路と同様、ＩＲＥＤの高電位側に
直列に接続された定電流装置及びスイッチを備えた実施
例の回路の回路図である。
【図６３】図５７の回路と同様、ＩＲＥＤの高電位側に
直列に接続された定電流装置及びスイッチを備えた実施
例の回路の回路図である。
【図６４】図５７の回路と同様、ＩＲＥＤの高電位側に
直列に接続された定電流装置及びスイッチを備えた実施
例の回路の回路図である。
【図６５】Ａ乃至Ｄからなり、Ａ乃至Ｄはそれぞれ電流
源とスイッチとがＩＲＥＤの反対側に配置されている実
施例の回路の回路図である。
【符号の説明】
１０，１２ 装置 １４ マイクロプロセッサ １６ Ｉ／Ｏチップ １８ トランシーバ ２０ バッファ ２２ 赤外発光ダイオード（ＩＲＥＤ） ２４ 限流抵抗器 ２６ フォトダイオード ２８ アンプ ３０ Ａ／Ｄコンバータ ３２ バイアス ３４ 赤外発光ダイオード（ＩＲＥＤ） ３６ フォトダイオード ４２ 赤外発光ダイオード（ＩＲＥＤ） ４４ スイッチ ４６ 限流抵抗器 ４８ ＭＯＳＦＥＴ ５０ インバータ ６０ 従属電流源 ６２ 赤外発光ダイオード（ＩＲＥＤ） ６４ 電流源 ６６ 電流源 ６８ 可変電流源 ７０ スイッチ ７２ 単極三投スイッチ ７４ 限流抵抗器 ７６ 単極双投スイッチ ７８ 単極スイッチ ８０ スイッチ電流源 ８２ スイッチ ８４ スイッチ電流源 ９０ ＭＯＳＦＥＴ ９２ 単極双投スイッチ ９４ バイポーラトランジスタ １００、１０２ ＭＯＳＦＥＴ １０４ スイッチ １０６ バイアス用抵抗 １０８ 電流源 １１０、１１２ バイポーラトランジスタ １１４ ＮチャネルＭＯＳＦＥＴ １１６、１１８、１２０、１２２ ＭＯＳＦＥＴ １２４ バイアス用抵抗 １２６、１２８ バイポーラトランジスタ １３２ インバータ １４０、１４２ ＭＯＳＦＥＴ １４４ インバータ １４６ ＭＯＳＦＥＴ １５２、１５４ バイアス １５６ スイッチ １５８、１６０ 電流源 １７０、１７２ パストランジスタ １７４、１８０、１８２ ＭＯＳＦＥＴ １８４ バイアス源 １８６、１８８ ＭＯＳＦＥＴ １９０、１９２、１９４、２００、２０２、２０４、２
０６ バイポーラトランジスタ ２０８、２１０ 電流源 ２２０、２２２、２２４ 抵抗 ２２６ 電圧源 ２３０，２３２、２３４ 抵抗 ２３６、２３７、２３８ スイッチ ２４０ 電圧デジタル／アナログコンバータ ２５０、２５２ ＭＯＳＦＥＴ ２５４ インバータ ２５６、２５８ バイポーラトランジスタ ２６０、２６２ スイッチ ２７０ ＭＯＳＦＥＴ ２７２ スイッチ ２７３ 電流源 ２７４ バイポーラトランジスタ ２７６ スイッチ ２７８ ツェナダイオード ２８０ 抵抗 ２８２ 電流源 ２８４、２９０、２９２ バイポーラトランジスタ ２９４ 電流源 ２９６ スイッチ ３００、３０２ ＭＯＳＦＥＴ ３０４ ＰチャネルＭＯＳＦＥＴ ３０６ ＮチャネルＭＯＳＦＥＴ ３２０、３２２ ＰチャネルＭＯＳＦＥＴ ３２１ インバータ ３２４ バイポーラトランジスタ ３２５ 定電流源 ３２６、３２８ ＮチャネルＭＯＳＦＥＴ ３３０、３３２ ＭＯＳＦＥＴ ３３４、３３６、３４０、３４２ バイポーラトランジ
スタ ３４４ ＭＯＳＦＥＴ

Claims (25)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 赤外発光ダイオードを駆動するための
    回路であって、前記赤外発光ダイオードに直列に接続さ
    れる定電流源を備えることを特徴とする回路。
  2. 【請求項２】 前記定電流源が前記赤外発光ダイオー
    ドの高電位側に接続されることを特徴とする請求項１に
    記載の回路。
  3. 【請求項３】 前記定電流源が前記赤外発光ダイオー
    ドの低電位側に接続されることを特徴とする請求項１に
    記載の回路。
  4. 【請求項４】 前記赤外発光ダイオードに直列に接続
    されるスイッチを更に備えることを特徴とする請求項１
    に記載の回路。
  5. 【請求項５】 前記スイッチが、前記定電流源と、前
    記赤外発光ダイオードの同じ側に接続されることを特徴
    とする請求項４に記載の回路。
  6. 【請求項６】 前記スイッチが、前記定電流源と、前
    記赤外発光ダイオードの反対側に接続されることを特徴
    とする請求項４に記載の回路。
  7. 【請求項７】 前記定電流源がＭＯＳＦＥＴからな
    り、前記ＭＯＳＦＥＴは、飽和状態において動作する時
    に定電流を供給ために備えられることを特徴とする請求
    項１に記載の回路。
  8. 【請求項８】 前記定電流源がバイポーラトランジス
    タからなり、前記バイポーラトランジスタは、飽和状態
    において動作する時に定電流を供給するために備えられ
    ることを特徴とする請求項１に記載の回路。
  9. 【請求項９】 前記定電流源が、１つ以上の電流レベ
    ルを実現できることを特徴とする請求項１に記載の回
    路。
  10. 【請求項１０】 前記定電流源がスイッチ定電流源か
    らなることを特徴とする請求項１に記載の回路。
  11. 【請求項１１】 前記定電流源が、電流ミラーとして
    動作するように設計される一対のトランジスタからなる
    ことを特徴とする請求項１に記載の回路。
  12. 【請求項１２】 前記トランジスタがＭＯＳＦＥＴか
    らなることを特徴とする請求項１１に記載の回路。
  13. 【請求項１３】 前記トランジスタがバイポーラトラ
    ンジスタからなることを特徴とする請求項１１に記載の
    回路。
  14. 【請求項１４】 前記トランジスタの第１のトランジ
    スタが前記赤外発光ダイオードに直列に接続されること
    を特徴とする請求項１１に記載の回路。
  15. 【請求項１５】 前記トランジスタの第２のトランジ
    スタが、前記赤外発光ダイオードが接続される電流経路
    に並列な第２の電流経路に接続されることを特徴とする
    請求項１４に記載の回路。
  16. 【請求項１６】 前記第２の電流経路が第２の定電流
    源を備えることを特徴とする請求項１５に記載の回路。
  17. 【請求項１７】 前記定電流源が、ＭＯＳＦＥＴのゲ
    ートにおいて電圧を制御するためのパストランジスタロ
    ジック配列からなることを特徴とする請求項１に記載の
    回路。
  18. 【請求項１８】 前記定電流源がデプレションモード
    ＭＯＳＦＥＴからなることを特徴とする請求項１に記載
    の回路。
  19. 【請求項１９】 前記定電流源が抵抗タップ回路網か
    らなることを特徴とする請求項１に記載の回路。
  20. 【請求項２０】 前記定電流源が、ＭＯＳＦＥＴのゲ
    ートにおいて電圧を制御するためのデジタル／アナログ
    コンバータからなることを特徴とする請求項１に記載の
    回路。
  21. 【請求項２１】 第２のデバイスと遠隔通信するため
    のデバイスであって、前記第１のデバイスが、定電流デ
    バイスに直列に接続される赤外発光ダイオードを備える
    ことを特徴とするデバイス。
  22. 【請求項２２】 前記第２のデバイスからの赤外線放
    射を受信するためのＰＩＮダイオードを更に備えること
    を特徴とする請求項２１に記載のデバイス。
  23. 【請求項２３】 前記赤外発光ダイオードと前記ＰＩ
    Ｎダイオードがトランシーバに接続されることを特徴と
    する請求項２２に記載のデバイス。
  24. 【請求項２４】 マイクロプロセッサに接続される入
    力／出力ユニットを更に備えることを特徴とする請求項
    ２３に記載のデバイス。
  25. 【請求項２５】 赤外発光ダイオードからの定電流を
    パルス化する過程を有することを特徴とする通信方法。
JP10319169A 1997-11-10 1998-11-10 赤外発光ダイオードを作動させるための方法及び回路 Pending JPH11225435A (ja)

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