KR19980027157U - Overshoot Prevention Circuit of Light-Emitting Element - Google Patents
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Abstract
본 고안은 발광 소자가 턴-온 될 때의 상승 시간 특성의 개선과 오버슈트 발생의 억제를 동시에 만족시키는 발광 소자의 오버슈트 방지회로에 관한 것으로, 본 고안의 구성은 입력 펄스를 수신하여, 이것을 증폭하여 출력시키는 드라이버 수단과; 상기 드라이버 수단의 출력을 수신하여, 발광 소자로 흐르는 전류를 저항 및 커패시터에 의해 제어시켜 출력하는 전류제어 수단과; 상기 전류제어 수단의 출력을 수신하여, 광펄스를 출력하는 발광 수단으로 이루어지며, 본 고안의 효과는 발광 소자를 사용하여 고주파의 광신호를 만들어 낼 때, 출력되는 광신호의 오버슈트를 방지할 수 있는 발광 소자의 오버슈트 방지회로를 제공할 수 있다.The present invention relates to an overshoot prevention circuit of a light emitting device that satisfies both improvement of rise time characteristics and suppression of overshoot occurrence when the light emitting device is turned on. Driver means for amplifying and outputting; Current control means for receiving an output of the driver means and controlling and outputting a current flowing to the light emitting element by a resistor and a capacitor; It is made of a light emitting means for receiving the output of the current control means, and outputs an optical pulse, the effect of the present invention is to prevent overshoot of the output optical signal when generating a high frequency optical signal using the light emitting element The overshoot prevention circuit of the light emitting element which can be provided can be provided.
Description
본 고안은 발광 소자의 오버슈트 방지회로에 관한 것으로, 특히 발광 소자(Lighting Emitting Device:LED)가 턴-온(Turn-On)될 때의 상승 시간 특성의 개선과 오버슈트 발생의 억제를 동시에 만족시키는 발광 소자의 오버슈트 방지회로에 관한 것이다.The present invention relates to an overshoot prevention circuit of a light emitting device, and particularly satisfies both improvement of rise time characteristics and suppression of overshoot when the light emitting device (LED) is turned on. The overshoot prevention circuit of a light emitting element is made.
도 1을 참고로 하여, 종래의 기술에 따른 발광 소자의 턴-온 회로의 구성은, 입력 펄스(IN1pulse)를 수신하여 이것을 증폭하여 출력시키는 드라이버 수단(100)과; 일측이 상기 드라이버 수단(100)의 출력단에 연결되어 있고, 출력되는 신호의 전류를 제한하는 제1저항(Ra)과; 일측이 전원전압(Vcc)에 연결되어, 전원전압의 전류를 제한하여 출력하는 제2저항(Rb)과; 애노드(Anode)가 상기 제2저항(Rb)의 타측과 연결되어 있으며, 광신호인 출력 펄스(OUT1LED)를 출력하는 발광 소자(LED1)와; 컬렉터가 상기 발광 소자(LED1)의 캐소드(Cathode)와 연결되고, 베이스는 상기 제1저항(Ra)의 타측과 연결되며, 베이스는 접지전원(GND)과 연결되어 상기 드라이버 수단(100)의 출력인 디지탈 값에 따라 상기 발광 소자(LED)를 턴-온 및 턴-오프를 스위칭시키는 트랜지스터(Q1)로 이루어져 있다.Referring to FIG. 1, a configuration of a turn-on circuit of a light emitting device according to the related art includes: driver means 100 for receiving an input pulse IN1 pulse and amplifying and outputting it; A first resistor (Ra) having one side connected to the output terminal of the driver means (100) and for limiting the current of the output signal; A second resistor Rb connected at one side to a power supply voltage Vcc to limit and output a current of the power supply voltage; An anode connected to the other side of the second resistor Rb and outputting an output pulse OUT1 LED , which is an optical signal; A collector is connected to a cathode of the light emitting device LED1, a base is connected to the other side of the first resistor Ra, and a base is connected to a ground power source GND to output an output of the driver means 100. The light emitting device (LED) is composed of a transistor (Q1) for switching the turn-on and turn-off according to the digital value.
상기 구성에 의한 종래 기술에 따른 발광 소자의 스위칭 회로의 동작은 다음과 같다.The operation of the switching circuit of the light emitting device according to the prior art by the above configuration is as follows.
도 1에서, 종래의 발광 소자의 스위칭 회로는 드라이버 수단(100)이 입력 펄스(IN1pulse)를 수신하여 이것을 증폭하여 출력시키면, 일측이 상기 드라이버 수단(100)의 출력단에 연결되어 있는 제1저항(Ra)은 상기 드라이버 수단(100)에서 출력되는 신호의 전류를 제한하여 출력하게 된다.In FIG. 1, in the switching circuit of a conventional light emitting device, when the driver means 100 receives an input pulse IN1 pulse and amplifies it and outputs the first resistor, one side is connected to an output terminal of the driver means 100. Ra restricts the current of the signal output from the driver means 100 and outputs it.
그리고 일측이 전원전압(Vcc)에 연결되어 있는 제2저항(Rb)은 전원전압(Vcc)의 전류를 제한하여 출력하고, 발광 소자(LED1)는 애노드(Anode)가 상기 제2저항(Rb)의 타측과 연결되어 있으며, 광신호인 출력 펄스(OUT1LED)를 출력하게 되며, 이때 트랜지스터(Q1)는 컬렉터가 상기 발광 소자(LED1)의 캐소드(Cathode)와 연결되고, 베이스는 상기 제1저항(Ra)의 타측과 연결되며, 베이스는 접지전원(GND)과 연결되어 상기 드라이버 수단(100)의 출력인 디지탈 값에 따라 상기 발광소자(LED)를 턴-온 및 턴-오프를 스위칭시키게 된다.The second resistor Rb having one side connected to the power supply voltage Vcc limits and outputs the current of the power supply voltage Vcc, and the light emitting device LED1 has an anode from the second resistor Rb. It is connected to the other side of the output signal output pulse (OUT1 LED ) which is an optical signal, the transistor (Q1) is a collector is connected to the cathode (Cathode) of the light emitting device (LED1), the base is the first resistor It is connected to the other side of (Ra), the base is connected to the ground power source (GND) is to switch the light-emitting device (LED) turn on and off in accordance with the digital value output of the driver means 100. .
따라서 종래의 발광 소자의 스위칭 회로는 발광 소자(LED1)가 턴-온되지 않을 정도의 약간 일정한 전압을 미리 발광 소자(LED1)에 걸리도록 하여 발광 소자(LED1)의 턴-온 타임을 개선하는 방식을 사용하여 왔다.Therefore, the switching circuit of the conventional light emitting device improves the turn-on time of the light emitting device LED1 by applying a slightly constant voltage to the light emitting device LED1 in advance so that the light emitting device LED1 is not turned on. Has been used.
즉, 도 1에 나타낸 바와 같이, 제2저항(Rb)을 통해서 항상 발광 소자(LED1)에는 어느 정도의 일정한 전압이 걸리도록 하여, 발광 소자(LED1)의 턴-온 시간을 개선하고 있지만, 드라이버(100)의 스위칭 속도가 발광 소자(LED1)의 소수 캐리어 수명 시간(Minor Carrier Life Time) 보다 빠르기 때문에 오버슈트가 발생하게 된다. 여기에서 상기 소수 캐리어(Minor Carrier)는 반도체에서 다수의 전자 또는 정공이 상대편 영역으로 확산할 때, 상대편으로 넘어간 소수의 정공 또는 전자를 말하며, 이미 이러한 소수 캐리어와 결합하여 소멸되는 시간을 수명 시간(Life Time)이라 한다.That is, as shown in FIG. 1, the turn-on time of the light emitting element LED1 is improved by applying a constant voltage to the light emitting element LED1 at some time through the second resistor Rb. Since the switching speed of the 100 is faster than the minor carrier life time of the light emitting device LED1, overshoot occurs. Herein, the minority carrier refers to a small number of holes or electrons that have passed to the opposite side when a large number of electrons or holes diffuse from the semiconductor to the opposite side, and the time that is already combined with these minority carriers and disappears is referred to as a lifetime. Life Time.
도 2는 입력 펄스(IN1pulse)와 발광 소자(LED1)에서 출력되는 광펄스(OUT1LED)를 나타내며, 출력되는 광펄스에 오버슈트가 발생하고 있는 것을 도시하고 있다.FIG. 2 illustrates an input pulse IN1 pulse and an optical pulse OUT1 LED output from the light emitting device LED1, and illustrates that overshoot occurs in the output pulse.
종래의 발광 소자의 스위칭 회로는 직류 전압이 발광 소자에 순방향으로 가해지면 아무런 문제가 없으나, 과도적인 변위 펄스가 발광 소자에 입력되면 출력되는 광펄스에 오버슈트가 발생한다는 문제점이 있다.The conventional switching circuit of the light emitting device has no problem when a direct current voltage is applied to the light emitting device in the forward direction, but there is a problem that an overshoot occurs in the output pulse when a transient displacement pulse is input to the light emitting device.
상기 문제점을 해결하기 위한 본 고안의 목적은 저항과 커패시터를 사용하여 동작 특성을 보정함으로써, 양질의 고주파 광신호를 만들어 낼 수 있는 발광 소자의 오버슈트 방지회로를 제공하기 위한 것이다.An object of the present invention for solving the above problems is to provide an overshoot prevention circuit of a light emitting device that can produce a high-quality high-frequency optical signal by correcting the operating characteristics using a resistor and a capacitor.
도 1은 종래의 기술에 따른 발광 소자의 스위칭 회로의 회로도.1 is a circuit diagram of a switching circuit of a light emitting device according to the prior art.
도 2는 종래의 기술에 따른 발광 소자의 스위칭 회로의 오버슈트가 발생하는 동작 타이밍도.2 is an operation timing diagram in which an overshoot of a switching circuit of a light emitting element according to the prior art occurs.
도 3은 본 고안의 기술에 따른 발광 소자의 오버슈트 방지회로의 구성도.3 is a block diagram of an overshoot prevention circuit of a light emitting device according to the present invention.
도 4는 본 고안의 기술에 따른 발광 소자의 오버슈트 방지회로의 회로도.4 is a circuit diagram of an overshoot prevention circuit of a light emitting device according to the present invention.
도 5는 본 고안의 기술에 따른 발광 소자의 오버슈트 방지회로의 동작 타이밍도.5 is an operation timing diagram of the overshoot prevention circuit of the light emitting device according to the present invention.
상기 목적을 달성하기 위한 수단으로서, 본 고안의 구성은, 입력 펄스를 수신하여, 이것을 증폭하여 출력시키는 드라이버 수단과; 상기 드라이버 수단의 출력을 수신하여, 발광 소자로 흐르는 전류를 저항 및 커패시터에 의해 제어시켜 출력하는 전류제어 수단과; 상기 전류제어 수단의 출력을 수신하여, 광펄스를 출력하는 발광 수단으로 이루어진다.As means for achieving the above object, the constitution of the present invention comprises: driver means for receiving an input pulse, amplifying and outputting it; Current control means for receiving an output of the driver means and controlling and outputting a current flowing to the light emitting element by a resistor and a capacitor; Light emitting means for receiving the output of the current control means and outputting an optical pulse.
첨부한 도면을 참고로 하여, 본 고안의 실시예를 설명하기로 한다.With reference to the accompanying drawings, it will be described an embodiment of the present invention.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 고안의 실시예에 따른 발광 소자의 오버슈트 방지회로의 구성은, 입력 펄스(IN2pulse)를 수신하여, 이것을 증폭하여 출력시키는 드라이버(10)와; 일측이 상기 드라이버(10)의 출력(X1)과 연결된 제1저항(R1)과; 일측이 상기 드라이버(10)의 출력(X1)과 공통으로 연결된 커패시터(C1)와; 일측이 상기 커패시터(C1)의 타측과 연결되고, 타측이 상기 제1저항(R1)과 병렬로 연결되어 있는 제2저항(R2)과; 일측이 전원전압(Vcc)과 연결되고, 타측이 상기 제1 및 제2저항(R1,R2)의 타측과 공통으로 연결(X2)되어 있는 제3저항(R3)과; 애노드(+)가 상기 제1, 제2, 제3저항(R1,R2,R3)의 타측과 공통으로 연결되고, 캐소드(-)가 접지전압(GND)과 연결되어, 광펄스(OUT2LED)를 출력하는 발광소자(LED2)로 이루어진다.As shown in FIG. 4, the configuration of the overshoot prevention circuit of the light emitting device according to the embodiment of the present invention includes: a driver 10 which receives an input pulse IN2 pulse and amplifies and outputs it; A first resistor (R1) connected at one side to an output (X1) of the driver (10); A capacitor C1 having one side connected to the output X1 of the driver 10 in common; A second resistor R2 having one side connected to the other side of the capacitor C1 and the other side connected in parallel with the first resistor R1; A third resistor R3 having one side connected to the power supply voltage Vcc and the other side connected to the other side of the first and second resistors R1 and R2 in common (X2); The anode (+) is connected in common with the other side of the first, second, and third resistors (R1, R2, R3), the cathode (-) is connected with the ground voltage (GND), the optical pulse (OUT2 LED ) It consists of a light emitting element (LED2) for outputting.
상기 구성에 따른 본 고안의 실시예에 따른 발광 소자의 오버슈트 방지회로의 작용은 다음과 같다.The operation of the overshoot prevention circuit of the light emitting device according to the embodiment of the present invention according to the above configuration is as follows.
도 4에서, 본 고안은 입력 펄스를 증폭하기 위한 드라이버 수단(10), 발광 소자로 흐르는 전류를 제어하는 전류제어 수단(20), 그리고 발광 수단(30)으로 이루어지며, 구체적으로는 드라이버(10)는 입력 펄스(IN2pulse)를 수신하여, 이것을 증폭하여 출력시키고, 제1저항(R1)은 일측이 상기 드라이버(10)의 출력(X1)과 연결되어 있고, 커패시터(C1)는 일측이 상기 드라이버(10)의 출력(X1)과 공통으로 연결되어 있으며, 이때 제2저항(R2)은 일측이 상기 커패시터(C1)의 타측과 연결되고, 타측이 상기 제1저항(R1)과 병렬로 연결되어 있다. 여기에서 상기 입력 펄스(IN2pulse)는 드라이버(10)로 입력되는 디지탈 펄스 신호를 말한다.In FIG. 4, the present invention consists of a driver means 10 for amplifying an input pulse, a current control means 20 for controlling a current flowing to a light emitting element, and a light emitting means 30, specifically, a driver 10 ) Receives an input pulse (IN2 pulse ), amplifies it, and outputs the first resistor (R1), one side of which is connected to the output (X1) of the driver 10, one side of the capacitor (C1) Commonly connected to the output (X1) of the driver 10, wherein the second resistor (R2) is connected to the other side of the capacitor (C1), one side is connected in parallel with the first resistor (R1) It is. Herein, the input pulse IN2 pulse refers to a digital pulse signal input to the driver 10.
그리고 제3저항(R3)은 일측이 전원전압(Vcc)과 연결되고, 타측이 상기 제1 및 제2저항(R1,R2)의 타측과 공통으로 연결(X2)되어 있고, 발광 소자(LED2)는 애노드(+)가 상기 제1, 제2, 제3저항(R1,R2,R3)의 타측과 공통으로 연결되고, 캐소드(-)가 접지전압(GND)과 연결되어, 광펄스(OUT2LED)를 출력하게 된다. 여기에서 상기 제1, 제2, 제3저항(R1,R2,R3)은 전류 제한 및 전압을 제어하기 위한 저항이다.One side of the third resistor R3 is connected to the power supply voltage Vcc, and the other side of the third resistor R3 is connected to the other side of the first and second resistors R1 and R2 in common (X2). The anode (+) is connected in common with the other side of the first, second, and third resistors (R1, R2, R3), the cathode (-) is connected to the ground voltage (GND), the optical pulse (OUT2 LED) ) Will be printed. Here, the first, second, and third resistors R1, R2, and R3 are resistors for controlling current limiting and voltage.
따라서, 입력 펄스(IN2pulse)가 로우 논리값일 때, 상기 발광 소자(LED2)에 걸리는 전압은 턴-온 전압보다 약간 작은 전압이기 때문에 전원전압(Vcc)을 제3저항(R3)과 제1저항(R1)으로 분배하게 된다. 이러한 발광 소자(LED2)의 양단 전압은 발광 소자(LED2)가 가지고 있는 접합 커패시턴스로 인해 완전히 방전되는 것을 막아주고, 발광 소자(LED2)가 보다 빨리 턴-온될 수 있게 해준다. 즉, 이러한 분배된 전압은 발광 소자(LED2)의 접합 커패시턴스를 충전하는 시간을 줄여주게 된다.Therefore, when the input pulse IN2 pulse has a low logic value, the voltage applied to the light emitting device LED2 is slightly lower than the turn-on voltage, so that the power supply voltage Vcc is set to the third resistor R3 and the first resistor. To R1. The voltage across the light emitting device LED2 is prevented from being completely discharged due to the junction capacitance of the light emitting device LED2, and allows the light emitting device LED2 to be turned on more quickly. That is, this divided voltage reduces the time for charging the junction capacitance of the light emitting device LED2.
다음으로, 입력 펄스(IN2pulse)가 로우 논리값에서 하이 논리값으로 바뀌는 짧은 상승 시간(Rising Time) 동안에, 드라이버(10)의 출력은 제1저항(R1)과 제2저항(R2)을 병렬로 연결하는 효과가 가지므로, 제2저항(R2)을 통해서 발광 소자(LED2)에 보다 많은 전류를 공급하게 되지만, 상기 상승 시간 이후에는 커패시터(C1)를 충전하게 되고, 따라서 오버슈트는 자연히 줄어들게 된다. 특히, 제2저항과 커패시터(C)의 곱으로 나타나는 시상수(Time Constant)와 상기 발광 소자(LED2)의 소수 캐리어 수명 시간을 서로 매칭(Matching)하여 주면 가장 이상적인 광펄스 출력을 얻을 수 있다.Next, during the short rising time when the input pulse IN2 pulse changes from the low logic value to the high logic value, the output of the driver 10 parallels the first resistor R1 and the second resistor R2. Since the current is supplied to the light emitting device (LED2) through the second resistor (R2), but after the rise time to charge the capacitor (C1), so that the overshoot is naturally reduced do. In particular, the most ideal optical pulse output can be obtained by matching the time constant represented by the product of the second resistor and the capacitor C and the minority carrier lifetime of the light emitting device LED2.
결국, 출력 펄스(OUT2LED)인 고주파 광신호를 발광 소자(LED2)를 사용하여 만들어 내는 장치에서 발광 소자(LED)의 턴-온 시간을 줄이면서, 동시에 오버슈트 발생을 방지하게 된다.As a result, in the apparatus for generating the high frequency optical signal, which is the output pulse OUT2 LED , using the light emitting device LED2, the turn-on time of the light emitting device LED is reduced while preventing overshoot.
본 고안의 효과는 발광 소자를 사용하여 고주파의 광신호를 만들어 낼 때, 출력되는 광신호의 오버슈트를 방지할 수 있는 발광 소자의 오버슈트 방지회로를 제공할 수 있다.Advantageous Effects of the Invention The present invention can provide an overshoot prevention circuit of a light emitting device capable of preventing overshoot of an output optical signal when a high frequency optical signal is generated using the light emitting device.
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