TWI555432B - Ｌｅｄ驅動器電路和方法 - Google Patents

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路可 馮朵 沃迪
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半導體組件工業公司
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    • H05B45/40—Details of LED load circuits
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Description

LED驅動器電路和方法
本發明一般地涉及電子產品，更具體地，涉及形成半導體裝置和結構的方法。
在過去，該電子產品產業使用發光二極體(LED)用於多種應用。LED的品質和效率的改善促進了LED在自動發光應用中的使用，如用於剎車燈和尾燈。LED的進一步推進促進了更多傳統AC發光應用的使用，如交通燈、螢光燈、街燈和其他發光應用。LED應用的傳統控制系統將AC波形轉化成DC電壓並使用該DC電壓來為這些LED提供功率。在於2001年9月4日頒發給Mohamed Ghanem的美國專利6,285,139和在2006年1月24日頒發給Johnson Chiang的美國專利6,989,807中公開了控制LED的系統。大部分這樣的LED控制系統具有高成本。在分別於2000年1月18日、2000年11月21日、2004年10月19日頒發給Mueller等的美國專利6,038,016、美國專利6,150,774和美國專利6,806,659中公開了其他控制LED的系統。
相應地，具有驅動一個或多個LED的方法和電路將是有利的。另外，期望的是，該方法和電路實施起來將具有成本和時間效率。
一般地，本發明提供了發光二極體(LED)驅動電路和用於驅動LED的方法。依照本發明的實施方案，配置該LED驅動器以在高光發射狀態中或低光發射狀態中操作。在一方面，電流流過在該高和低光發射狀態中的一個或多個LED。然而，在該高光發射狀態中發出的光的強度遠遠高於在該低光發射狀態中發出的光的強度。因而，在該低光發射狀態中，由該一個或多個二極體所發出的光的強度可能足夠低以關閉。
依照其他實施方案，電流可能流過在該高光發射狀態中的一個或多個LED並可能不流過在該低光發射狀態期間的一個或多個LED。
從下列具體說明的閱讀、接合該附圖圖形將更好地理解本發明，其中相同引用符號指示相同元件。
為了簡化和清楚該描述，在這些圖中的元件不必按比例，在不同圖中的相同引用符號標注相同元件。另外，省略了公知步驟和元件的說明和細節以簡化該說明。如此處使用的一樣，攜帶電流電極表示了攜帶在如MOS電晶體的源極或漏極或雙極電晶體的發射極或集電極或二極體的陰極或陽極的裝置中的電流的裝置的元件，控制電極表示了控制在如MOS電晶體的柵極或雙極電晶體的基極的裝置中電流的裝置的元件。儘管此處將這些裝置描述為某些N通道或P通道裝置、或某些P類型N類型滲染區，本領域普通技術人員應當清楚，依照本發明的實施方案，互補裝置同樣是可能的。本領域技術人員應該清楚，在當和在此處所使用期間的詞語不是表示立即基於初始化動作而發生的動作的精確術語，而是其間可能存在一些較小但合理的延遲，例如傳播延遲，在由該初始動作所啟動的反應之間。該詞語的使用大致地或基本上表示了具有期望非常接近於標注值或位置的參數的元件值。然而，如本領域公知的一樣，總是存在阻止該值或位置距離精確標注的極小差異。本領域容易確定，上到大約百分之十(10%)(和上到大約百分之二十(20%)半導體摻雜濃度)的差異被認作距離所述精確理想目標的合理差異。
圖1是依照本發明實施方案的發光二極體(LED)驅動器電路10的電路原理圖。LED驅動器電路10包括位準轉換電路12和連接電壓隨耦器電路16的電流源14和多個輸入/輸出(I/O)節點18、20和22。應當注意，位準轉換電路12，電流源14和電壓隨耦器電路16可能未單片地集成於單個半導體基底或單個半導體材料中。在實施方案中，其中I/O節點18、20和22連接到或用作驅動器電路10的輸入/輸出引腳，I/O節點18、20和22可稱作為輸入/輸出(I/O)引腳。I/O節點18、20和22也可稱作為I/O端子。通過實例的方式，電壓隨耦器電路16可能由耦合場效應電晶體26的運算放大器24所組成。更具體地，運算放大器24具有非反相輸入28、反相輸入30和輸出32，電晶體26可能是具有柵極、源極和漏極的場效應電晶體，其中運算放大器24的輸出32連接到電晶體26的柵極，反相輸入30連接到該電晶體26的源極。輸入28可能用作該電壓隨耦器電路16的輸入，該共同連接的反相輸入30和該電晶體26的源極可用作該電壓隨耦器電路16的輸出。電流源14具有可用作或可替換地可連接到I/O節點18的端子，和連接到該場效應電晶體26的漏極以形成可用作或可替換地可連接到I/O節點20的節點的端子。
依照本發明的實施方案，位準轉換電路12可包括場效應電晶體34和多個電阻36、38和40。電阻36耦合在該場效應電晶體34的漏極和源極之間，其中將該源極和電阻36的端子共同耦合用於接收操作電位VSS的源。通過實例的方式，操作電位VSS的源是接地電位。電阻38耦合於該場效應電晶體34的漏極和運算放大器24的非反相輸入28之間，電阻40具有共同連接到電阻38和輸入28的端子，和耦合用於接收操作電位VDD的源。可替換地，可耦合電阻40用來接收參考電位VREF。該場效應電晶體34的柵極用作位準轉換電路12的輸入13並可被耦合用來接收脈衝寬度調製信號(VPWM)。
在操作中，將電路元件42耦合在I/O節點18和I/O節點20之間，可將設置電阻44連接在I/O節點22和操作電位如例如VSS的源之間。通過實例的方式，電路元件42是發光二極體，其中其陽極連接I/O節點18且其陰極連接I/O節點20。電流源14將旁路電路IBYPASS注入I/O節點20，自I/O節點22汲取設置電流ISET。依照Ohm的法條產生設置電流ISET，通過形成在設置電壓44兩端的電壓。更具體地，依照出現在輸入13處的脈衝寬度調製信號VPWM來產生設置電流ISET，使得位準轉換電路12將偏置電壓VBIAS傳送到電壓 隨耦器電路16的非反相輸入28。應當注意，電壓隨耦器電路16和設置電阻44協作以形成電流產生電路。作為出現在輸入13處的邏輯低電壓位準的回應，電晶體34被關閉，將偏置電壓VBIAS確定為在電阻36-40和電壓源VSS和VDD或電壓源VSS和VREF之間的分壓器關係並具有電壓位準VBIAS1。作為出現在輸入13處的邏輯高電壓位準的響應，電晶體34被打開，偏置電壓VBIAS被確定，從在電阻38-40、電晶體34和電阻36和電壓源VSS和VDD或電壓源VSS和VREF導通電阻的並行合併之間的分壓器關係處，並具有電壓位準VBIAS2，其中電壓VBIAS1大於電壓VBIAS2。
因為將運算放大器24配置為電壓隨耦器，出現在非反相輸入28處的電壓出現在反相輸入30處並因此在I/O節點22處。依照實施方案，其中電壓VSS處於接地電位，電壓VBIAS出現在電阻44兩端，電流ISET流過電阻44。因而，回應於處於電壓位準VBIAS1的在非反相輸入28處出現的電壓VBIAS，設置電流ISET具有流過設置電阻44的ISET1的值或電流位準，作為處於電壓位準VBIAS2的在非反相輸入28處出現的電壓VBIAS的回應，設置電流ISET流過設置電阻44，其中電流ISET具有ISET2的值或電流位準。應當注意到，該電流ISET1和ISET2大於旁路電流IBYPASS。Kirchoff的電流法條提出，進入節點的電流總和等於離開該節點的電流總和。為了符合Kirchoff的電流法條，在I/O節點20處的電流總和基本上等於零。旁路電流IBYPASS和流過LED 42的電流，即電流ILED，流入I/O節點20。該I/O節點20的流出電流基本上等於該場效應電晶體26的從源極到漏極的電流。因為該從源極到漏極的電流流入節點22，該流出I/O節點20的電流等於設置電流ISET。因而，設置電流ISET基本上等於旁路電流IBYPASS和LED電流ILED的總和。
如上所討論的一樣，設置電流ISET可能具有值或電流位準ISET1或值或電流位準ISET2，其中兩個電流位準ISET1和ISET2大於旁路電流IBYPASS的電流位準。依照實施方案，其中設置電流ISET處於電流位準ISET1，該電流ISET遠大於電流IBYPASS，因而LED電流ILED足夠大，如Kirchoff的電流法條所陳述的一樣，使得LED 42發出具有高強度的光。依照實施方案，其中設置電流ISET處於電流位準ISET2，電流ISET非常小地大於電流IBYPASS，依照Kirchoff的電流法條，LED電流ILED流過LED 42並被注入I/O節點20。儘管電流ILED流過並使得LED 42發光，由LED 42所發出的光的強度遠小於在操作于該高光發射狀態時發出的光的強度。相應地，LED 42處於低光發射狀態。
因而，配置LED驅動器電路10以接收驅動信號，具有其中維持跨該發光二極體兩端之非零電壓的階段和另一階段，其中在該發光二極體中維持固定的非零電流。作為在該發光二極體中非零電流的維持的回應，設置電流ISET2離開I/O節點20且旁路電流IBYPASS被注入I/O節點20。如上所述，電流ISET2非常小地大於旁路電流IBYPASS且在電流ISET2和IBYPASS之間的差基本上等於該非零電流，即LED電流ILED。作為具有電流位準ISET1的設置電流ISET的回應，較大電流流過LED 42且維持跨LED 42兩端之非零電壓。
因而，LED驅動器電路10操作在恒定電流傳導模式中，其中LED電流ILED持續流過LED 42。
圖2是依照本發明另一實施方案的LED驅動器電路100的電路原理圖。LED驅動器電路100包括j位元數位類比(DAC)電流102、控制電流源106、和連接電壓隨耦器電路16的校準級108和多個I/O節點18、20和22。應當注意，DAC 102是j位DAC，其中j是整數，指示DAC 102的輸入的數量。通過實例的方式，當j是4時，DAC 102是4位DAC，具有四個輸入用來接收4位元信號。DAC 102、電流源106、電壓隨耦器電路16和校準級108可能被單片地集成於單個半導體基底或單個半導體材料中。由電流源116提供給I/O節點20的電流由參考符號I116來識別。可將校準級108稱作為補充級。在其中將I/O節點18、20和22連接到或用作驅動器電路100的I/O引腳的實施方案中，可將I/O節點18、20和22稱作為I/O引腳。也可將I/O節點18、20和22稱作為I/O端子。通過實例的方式，電壓隨耦器電路16可由耦合場效應電晶體26的運算放大器24來組成。更具體地，運算放大器24具有非反相輸入28、反相輸入30和輸出32，並且電晶體26可以是具有柵極、源極和漏極的場效應電晶體，其中將運算放大器24的輸出32連接到電晶體26的柵極，反相輸入30連接到該電晶體26的源極。電流源106具有可用作或可替換地可被連接到I/O節點18的端子，和連接到該場效應電晶體110的漏極以形成可用作或可替換地可被連接到I/O節點20的節點的端子。由電流源106提供給I/O節點20的電流由參考符號I106來識別。配置電流源106使得電流I106補償在電流I116和電流ISET之間的差。場效應電晶體110具有耦合用來接收操作電位VDD的源的柵極、連接到該電晶體26漏極的源和連接到I/O節點20的漏極。應當注意，該場效應電晶體110是可操作元件，其可能不在LED驅動器電路100中。可配置電晶體26以具有較大漏極到源極電壓，在缺少電晶體110的實施方案中。
將j位DAC 102的輸出連接到運算放大器24的非反相輸入28且j位DAC 102的輸入被耦合用來接收在端子103處的PWM信號VPWM。
依照本發明的另一實施方案，校準電路108可包括控制器113，該控制器包括數位控制電路114，具有通過n位電流DAC 118耦合到控制電流源116的控制端子的n位輸出，其中n是整數。因而，數位控制電路114將輸入信號轉換成n位元輸出信號。應當注意，DAC 118是n位DAC，其中n是指示DAC 118的輸入數量的整數。通過實例的方式，當n為6時，DAC 118是6位DAC，具有六個輸入用來接收六位元信號。控制電流源116具有共同連接到控制電流源106和到I/O節點20的端子，和共同連接到控制電流源106和到I/O節點18的端子。校準電路108進一步包括運算放大器120和比較器130。運算放大器120具有反相輸入122、非反相輸入124和輸出126，其中反相輸入122被共同連接到控制電流源106、控制電流源116和連接到在I/O節點20處的電晶體110的漏極。比較器130具有非反相輸入134、反相輸入132和輸出136。非反相輸入134被共同連接到運算放大器120的非反相輸入124和連接到電壓源138。反相輸入132被共同地連接到運算放大器124的反相輸入122、控制電流源106、控制電流源116、該電晶體110的漏極和I/O節點20。將比較器130的輸出136連接到數位控制電路114的輸入。將電壓源138連接在運算放大器120的非反相輸入124和I/O節點18之間。應當注意，也將電壓源138連接在比較器130的反相輸入134和I/O節點18之間。
在操作中，將電路元件42連接在I/O節點18和I/O節點20之間，將設置電阻44連接在I/O節點22和如VSS的操作電位的源之間，耦合I/O節點18用來接收電位VDD的源。通過實例的方式，電路元件42是具有連接到I/O節點18的陽極和連接到I/O節點20的陰極的發光二極體。如參照LED驅動器電路10所討論的一樣，自I/O節點20汲取設置電流ISET，其通過形成在設置電阻44兩端的電壓依照Ohm的法條而產生。
LED驅動器電路100操作在校準階段或處於啟動階段中，依照出現在輸入103處的信號VPWM。可將該校準階段稱作補償階段、補償模式或校準模式。可將該校準和啟動階段稱作為操作階段。在該校準階段中，將出現在輸入103處的輸入信號VPWM由j位元DAC 102轉換成具有在該低光發射狀態中操作的位準指示的類比信號。類似地，在該啟動階段，出現在輸入103處的輸入信號VPWM由j位元DAC 102轉換成具有在該高光發射狀態中操作的位準指示的類比信號。例如，使用成為4位DAC的DAC 102，用於該低光發射狀態的4位元DAC 102的輸出可能是20毫伏，用於該高光發射狀態的4位元DAC 102的輸出可能是320毫伏。應當注意，作為在該校準階段中輸入103處的信號的回應，具有電流位準ISET2的電流ISET流過設置電阻44，作為在該啟動階段中輸入103處的信號的回應，具有電流位準ISET1的電流ISET流過設置電阻44。
作為指示在該低光發射狀態中的操作的PWM信號VPWM的響應，LED驅動器電路100操作在該校準階段，作為指示在該高光發射狀態中的操作的PWM信號的響應，LED驅動器電路100操作在該啟動階段。LED驅動器電路100使用校準電路108用來校準在I/O節點20處出現的電壓以補償由電阻44引起的電流變化、溫度變化所引入的誤差、與運算放大器120或比較器130相關的偏差、由一個或多個電路元件年齡所引起的變化等等。在該校準階段期間，LED驅動器電路100校準電流源116使得電流源116和電流源106的合併作為保持在I/O節點20處電壓(並因而在運算放大器120的反相輸入122處和在比較器130的反相輸入132處的電壓)的電流的來源，保持在基本上等於小於電壓VDD一伏特的位準，即(VDD-1)伏特。
更具體地，作為對應該校準階段在輸入103處的信號VPWM的回應，將電流源116調整以補償流過設置電阻44的電流ISET2使得在I/O節點20處的電壓是(VDD-1)伏特。該電流 ISET2的值基本上等於電壓隨耦器電路16的輸入28處的電壓(加上或減去任意偏離電壓)減去電壓VSS再除以設置電阻44的電阻值。例如，在輸入28處的電壓可能是20毫伏，該偏離電壓可能是零。該設置電阻44的電阻值可能是10歐姆，電壓VSS可能是零。在本實例中，電流ISET具有基本等於2毫安培的ISET2的值。將比較器130用來確定在I/O節點20處的電壓是否低於或高於該相同於在電壓VDD和1伏特之間差的電壓，即(VDD-1)伏特。如果在I/O節點20處的電壓大於(VDD-1)伏特，則電流I116和電流I106的總和具有大於電流位準ISET2的值。因而，在比較器130的輸出的電壓信號是處於邏輯上低的電壓。控制電路113產生「n」位元信號，其通過一個LSB電流單元衰減了n位元電流DAC 118的信號，即，通過與該最低有效位元相關的電流量衰減了電流I116的位準。如果在該I/O節點20處的電壓小於(VDD-1)伏特，則該電流I116和電流I106的總和具有小於電流位準ISET2的值。因而在該比較器130的輸出處的電壓信號處於邏輯上高的電壓位準。控制電路113產生「n」位元信號，其通過一個LSB電流單元增加了n位元電流DAC 118的信號，即，通過與該最低有效位元相關的電流量增加了電流I116的位準。因為電流DAC 118是n位電流DAC，在抑制設置電流I116以精確等於電流ISET的其輸出電流信號中存在精細度(granularity)。通過實例的方式，等於一個最低有效位元的電流可能是60毫安培。因而，由一個最低有效位元降低的電流I116減低了電流I116 60毫安培，並且由一個最低有效位元增加的電流I116增加了電流I116 60毫安培。優選地，製作這種決定以響應每一個校準階段。因而，在每一個校準階段期間，用於n位電流DAC 118的代碼將連續地增加或減少直到電流I116和電流I106的總和大約等於該電流ISET2，並且加在LED 42上的電壓是一伏特。如上所討論的一樣，該校準補償該放大器的偏離、電路元件的誤匹配和隨著溫度的電流變化。
作為根據該啟動階段在輸入103處的信號VPWM的回應，電流ISET具有ISET1的值，流過LED 42的電流ILED基本上等於電流ISET1減去電流I116減去等於一個最低有效位元的電流，即，ILED=ISET1-I116-I106。如果I116大致等於電流位準ISET2，即，該電流的ISET的電流位準對應該校準階段，則電流ILED大致等於電流位準ISET1-I116，具有等同於該最低有效位元對應數量兩倍的最大誤差。應當注意，電流源116提供了粗電流調整，運算放大器120和電流源106協作以提供精細電流調整使得在非反相輸入124和134處的電壓為在I/O節點18處電壓之下一伏特。這拉伸了在反相輸入122和132處的電壓，因此在I/O節點20和LED 42的陰極處的電壓，接近於小於在I/O節點18處電壓一伏特。應當進一步理解，上到電流的一個最低有效位元(1 LSB)可從運算放大器120和電流源106處發起，且該電流剩餘部分來自電流源116，其中電流源116提供了離散值，運算放大器120和電流源106協作以提供電流值的連續體。因而，運算放大器120和電流源106協作以補充在電流位準ISET1和電流I116之間的差，在加上或減去一個最低有效位元的視窗範圍內。在該啟動階段，通過一個LSB可改變來自電流源106處的電流I106，因為在反相輸入122處的電壓在變化。例如，在輸入28處的電壓可能是320毫伏，該偏離電壓可能是零，該設置電阻44的電阻值可能是10歐姆，電壓VSS可能是零。在運算放大器120和電流源106的組合所引入電流中的最大變化是加上或減去該一個最低有效位元的電流值。在本實例中，電流ISET具有ISET1的值，其基本上等於32毫安培，該一個最低有效位元的電流值是60 μA。因而電流ILED基本上等於32 mA-2 mA-120 μA，其基本上等於30 mA，其使得LED 42以高強度發光。應當理解，由運算放大器120和電流源106所引入的電流變化可能少於與加上或減去一個最低有效位元相關的電流，即，其可能是0 μA，60 μA或-60 μA。
如參照LED驅動器電路10所討論的一樣，設置電流ISET可能具有電流位準ISET1的值或電流位準ISET2的值，其中位準ISET1和ISET2都大於來自電流源106的電流I106和來自電流源116的電流I116的總和的位準。依照其中設置電流ISET處於電流位準ISET1的實施方案，該電流ISET遠大於電流I106和電流I116的總和，因而，根據Kirchoff的電流法條，LED電流ILED流過LED 42使得其發光。操作在該情況下的LED 42被認為操作在高光發射狀態中。依照其中設置電流ISET處於電流位準ISET2的實施方案，該電流ISET非常小地大於電流I106和電流I116的總和，因而，根據Kirchoff的電流法條，LED電流ILED流過LED 42進入I/O節點20使得LED 42發光。因此，LED 42在該高光發射狀態期間和在該低光發射狀態期間發光。由LED 42發出的光的最高強度發生在該LED 42的電流階段的打開部分期間，即，當電流ISET處於電流位準ISET1時。因為由LED 42發出光的強度非常小於在該電流階段的關閉部分期間，即，當電流ISET處於電流位準ISET2時，或在該低光發射狀態期間，在該關閉部分期間的光對在該LED階段期間該發光的平均值的貢獻較小並基本上不受在該低光發射狀態期間的電流位準的影響。
因為在LED 42兩端的壓降被固定為不小於一伏特，LED驅動器電路100操作在恒定電流傳導模式中，其中LED電流ILED連續地流過LED 42。
圖3是依照本發明另一實施方案的LED驅動器電路100A的電路原理圖。類似LED驅動器電路100，LED驅動器電路100A包括j位元DAC 102、電壓隨耦器電路16、場效應電晶體110、控制器113、比較器130、電壓源138和電流源116。運算放大器120和控制電路源106由運算互導放大器120A來替換，其具有反相輸入122A、非反相輸入124A和輸出126A。因而，該引用符號「A」已被附屬於引用符號「108」上以識別該校準級。應當理解，j位元DAC 102、電壓隨耦器電路16、電晶體110和校準級108A可能被單片地集成於單個半導體基底或單個半導體材料中。比較器130的非反相輸入134和運算互導放大器120A的非反相輸入124A共同地連接在一起並連接導電壓源138，比較器130的反相輸入132和運算互導放大器120A的反相輸入122A共同地連接在一起並連接導輸出126A、I/O節點20、場效應電晶體110的漏極端子，並連接導電流源116的端子。
作為處於該校準階段中的輸入103處信號的回應，具有電流位準ISET2的電流ISET流過設置電阻44，並且作為處於該啟動階段中的輸入103處信號的回應，具有電流位準ISET1的電流ISET流過設置電阻44。由運算互導放大器120A提供給I/O節點20的電流由引用符號I120A來識別。
在操作中，電流元件42連接在I/O節點18和I/O節點20之間，設置電阻44連接在I/O節點22和如例如VSS的操作電位源之間，耦合I/O節點18用來接收電位源VDD。通過實例的方式，電路元件42是具有連接到I/O節點18的陽極和連接到I/O節點20的陰極的發光二極體。如參照LED驅動器電路10所討論的一樣，自I/O節點20汲取設置電流ISET，其通過形成在設置電阻44兩端的電壓依照Ohm法條來產生。
類似LED驅動器電路100，LED驅動器電路100A運行在校準階段或在啟動階段中，依照出現在輸入103處的信號VPWM。可將該校準階段稱作為補償階段、補充模式或校準模式。在該校準階段中，出現在輸入103處的輸入信號VPWM由j位元DAC 102轉換成具有在該低光發射狀態中操作的位準指示的類比信號。類似地，在該啟動階段出現在輸入103處的輸入信號VPWM由j位元DAC 102轉換成具有在該高光發射狀態中操作的位準指示的類比信號。例如，使用為4位DAC的DAC 102，用於該低光發射狀態的該4位元DAC 102的輸出可以是20毫伏，且用於該高光發射狀態的該4位元DAC 102的輸出可以是320毫伏。應當注意，作為處於該校準階段中在輸入103處信號的回應，具有電流位準ISET2的電流ISET流過設置電阻44，且作為處於該啟動階段中在輸入103處信號的回應，具有電流位準ISET1的電流ISET流過設置電阻44。
作為指示在該低光發射狀態中操作的PWM信號VPWM的響應，LED驅動器電路100A操作在該校準階段中，且作為指示在該高光發射狀態中操作的PWM信號的響應，LED驅動器電路100A操作在該啟動階段。LED驅動器電路100A使用校準電路108A以將在I/O節點20處出現的電壓校準用來補償由電阻44所引起的電流變化、溫度變化所引入的誤差、與運算放大器120或比較器130相關的偏差、由一個或多個電路元件年齡所引起的變化等等。在該校準階段期間，LED驅動器電路100A校準電流源116使得電流源116和運算互導放大器120A的合併作為保持在I/O節點20處電壓(並因而在運算互導放大器120A的反相輸入122處和在比較器130的反相輸入132處的電壓)的電流的來源，保持在基本上等於小於電壓VDD一伏特的位準，即(VDD-1)伏特。更具體地，作為對應於該校準階段的在輸入103處信號VPWM的回應，調整電流源116以補償流過設置電阻44的電流ISET2，使得在I/O節點20處的電壓為(VDD-1)伏特。該電流ISET2的值基本上等於在電壓隨耦器電路16的輸入28處電壓(加上或減去任意偏離電壓)減去電壓VSS再除以設置電阻 44的電阻值。例如，在輸入28處的電壓可以是20毫伏，該偏離電壓可以是零，該設置電阻44的電阻值可以是10歐姆，電壓VSS可以是零。在本實例中，電流ISET具有基本等於2毫安培的ISET2的值。比較器130用於確定在I/O節點20處的電壓是否低於或高於等同在電壓VDD和1伏特之間的差的電壓，即(VDD-1)伏特。如果在I/O節點20處的電壓大於(VDD-1)伏特，則該電流I116和電流I120A的總和具有大於電流位準ISET2的值。因而，在該比較器130的輸出處的電壓信號處於邏輯低電壓。控制電路113產生了「n」位元信號，其通過一個LSB電流單元衰減了n位元電流DAC 118的信號，即，通過與該最低有效位元相關的電流量衰減了電流I116的位準。如果在該I/O節點20處的電壓小於(VDD-1)伏特，則該電流I116和電流I120A的總和具有小於電流位準ISET2的值。因而在該比較器130的輸出處的電壓信號處於邏輯上高的電壓位準。控制電路113產生「n」位元信號，其通過一個LSB電流單元增加了n位元電流DAC 118的信號，即，通過與該最低有效位元相關的電流量增加了電流I116的位準。因為電流DAC 118是n位電流DAC，在抑制設置電流I116以精確等於電流ISET的其輸出電流信號中存在精細度。通過實例的方式，等於一個最低有效位元的電流可能是60毫安培。因而，由一個最低有效位元降低的電流I116減低了電流I116 60毫安培，並且由一個最低有效位元增加的電流I116增加了電流I116 60毫安培。優選地，製作這種決定以響應每一個校準階段。因而，在每一個校準階段期間，用於n位電流DAC 118的代碼將連續地增加或減少直到電流I116和電流I120A的總和大約等於該電流ISET2，並且加在LED 42上的電壓是一伏特。如上所討論的一樣，該校準補償該放大器的偏離、電路元件的誤匹配和隨著溫度的電流變化。
作為根據該啟動階段在輸入103處的信號VPWM的回應，電流ISET具有ISET1的值，流過LED 42的電流ILED基本上等於電流ISET1減去電流I116減去等於一個最低有效位元的電流，即，ILED=ISET1-I116-I120A。如果I116大致等於電流位準ISET2，即，該電流的ISET的電流位準對應該校準階段，則電流ILED大致等於電流位準ISET1-I116，具有等同於該最低有效位元對應數量兩倍的最大誤差。應當注意，電流源116提供了粗電流調整，運算互導放大器120A提供精細電流調整使得在非反相輸入124A和134處的電壓為在I/O節點18處電壓之下一伏特。這拉伸了在反相輸入122A和132處的電壓，因此在I/O節點20和LED 42的陰極處的電壓，接近於小於在I/O節點18處電壓一伏特。應當進一步理解，上到電流的一個最低有效位元(1 LSB)可從運算互導放大器120A處發起，且該電流剩餘部分來自電流源116，其中電流源116提供了離散值，運算互導放大器120A提供電流值的連續體。因而，運算互導放大器120A補充在電流位準ISET1和電流I116之間的差，在加上或減去一個最低有效位元的視窗範圍內。在該啟動階段，通過一個LSB可改變來自運算互導放大器120A處的電流I120A，因為在反相輸入122A處的電壓在變化。例如，在輸入28處的電壓可能是320毫伏，該偏離電壓可能是零，該設置電阻44的電阻值可能是10歐姆，電壓VSS可能是零。在運算互導放大器120A所引入電流中的最大變化是加上或減去該一個最低有效位元的電流值。在本實例中，電流ISET具有ISET1的值，其基本上等於32毫安培，該一個最低有效位元的電流值是60 μA。因而電流ILED基本上等於32 mA-2 mA-120 μA，其基本上等於30 mA，其使得LED 42以高強度發光。應當理解，由運算互導放大器120A所引入的電流變化可能少於與加上或減去一個最低有效位元相關的電流，即，其可能是0 μA，60 μA或-60 μA。
如參照LED驅動器電路10所討論的一樣，設置電流ISET可能具有電流位準ISET1的值或電流位準ISET2的值，其中位準ISET1和ISET2都大於來自運算互導放大器120A的電流I120A和來自電流源116的電流I116的總和的位準。依照其中設置電流ISET處於電流位準ISET1的實施方案，電流ISET遠大於電流I120A和電流I116的總和，因而，根據Kirchoff的電流法條，LED電流ILED流過LED 42使得其發光。操作在該情況下的LED 42被認為操作在高光發射狀態中。依照其中設置電流ISET處於電流位準ISET2的實施方案，該電流ISET非常小地大於電流I120A和電流I116的總和，因而，根據Kirchoff的電流法條，LED電流ILED流過LED 42進入I/O節點20使得LED 42發光。因此，LED 42在該高光發射狀態期間和在該低光發射狀態期間發光。由LED 42發出的光的最高強度發生在該LED 42的電流階段的打開部分期間，即，當電流ISET處於電流位準ISET1時。因為由LED 42發出光的強度非常小於在該電流階段的關閉部分期間，即，當電流ISET處於電流位準ISET2時，或在該低光發射狀態期間，在該關閉部分期間的光對在該LED階段期間該發光的平均值的貢獻較小並基本上不受在該低光發射狀態期間的電流位準的影響。
因為在LED 42兩端的壓降被固定為不小於一伏特，LED驅動器電路100A操作在恒定電流傳導模式中，其中LED電流ILED連續地流過LED 42。
圖4是依照本發明另一實施方案的LED驅動器電路150的電路原理圖。應當注意，LED驅動器電路150可能被單片地集成於單個半導體基低或單個半導體材料中。LED驅動器電路150包括可變電壓源152和連接電壓隨耦器電路16的場效應電晶體154和多個I/O節點18、20和22。在其中I/O節點18、20和22連接到或用作驅動器電路150的I/O引腳的實施方案中，I/O節點18、20和22被稱作為I/O引腳。通過實例的方式，電壓隨耦器電路16可能由耦合場效應電晶體26的運算放大器24所組成。更具體地，運算放大器24具有非反相輸入28、反相輸入30和輸入32，電晶體26可能是具有柵極、源極和漏極的場效應電晶體，其中運算放大器24的輸出32連接到電晶體26的柵極，反相輸入30連接到電晶體26的源極。電晶體154具有耦合用來接收柵極驅動信號VG154的柵極，可用作或可替換地連接到I/O節點18的漏極和連接到場效應電晶體26的漏極的源極，以形成可用作或可替換地可連接到I/O節點20的節點。
在操作中，將電路元件42耦合在I/O節點18和I/O節點20之間，可將設置電阻44連接在I/O節點22和操作電位如例如VSS的源之間。通過實例的方式，電路元件42是發光二極體，其中其陽極連接I/O節點18且其陰極連接I/O節點20。等於電流I154和ILED總和的電流流入I/O節點20，基本上等於該場效應電晶體26的漏極到源極電流的電流從節點20流入節點22。因而，自I/O節點20流出或汲取的電流，即，該場效應電晶體26的漏極到源極電流，基本上等於設置電流ISET。依照Ohm的法條產生設置電流ISET，通過形成在設置電壓44兩端的電壓。更具體地，依照出現在運算放大器24的非反相輸入28處的電壓信號VBIAS來產生設置電流ISET。可變電壓源152將具有電壓位準VBIAS1或VBIAS2的電壓VBIAS放置在運算放大器24的反相輸入28處，其中電壓VBIAS1大於電壓VBIAS2。
在高光發射狀態中，將關閉電晶體154的柵極驅動電壓VG154用於該電晶體154的柵極，且將偏置電壓VBIAS1用於非反相輸入終端28。通過實例的方式，電壓VBIAS1是320毫伏。因為運算放大器24經組態為電壓隨耦器，出現在非反相輸入28處的電壓出現在反相輸入30處並因而在I/O節點22處。依照其中電壓VSS是接地電位的實施方案，電壓VBIAS1出現在電阻44兩端且電流ISET1流過電阻44。例如，作為偏置電壓VBIAS1 320毫伏、電壓VSS接地、電阻44的電阻值10 Ω的回應，電流ISET1、電晶體26的漏極到源極電流是32毫安培。如上所討論的一樣，Kirchoff的電流法條提出進入節點的電流總和等於離開該節點的電流總和。為了符合Kirchoff的電流法條，在I/O節點20處的電流總和基本上等於零。等於電流I154和ILED的總和的電流流入I/O節點20，基本上等於場效應電晶體26的漏極到源極電流的電流從節點20流進節點22。因為該電晶體26的從漏極到源極電流基本上等於設置電流ISET，且電流I154基本上等於零，該LED電流ILED等於電流ISET，其為32毫安培用於上述實例。應當注意，電流I154是電晶體154的漏極到源極的電流。因而，LED 42以高光發射狀態發光。
在低光發射狀態中，將打開電晶體154的柵極驅動電壓VG154用於該電晶體154的柵極，且將偏置電壓VBIAS2用於非反相輸入終端28。通過實例的方式，電壓VBIAS2是20毫伏。因為運算放大器24經組態為電壓隨耦器，出現在非反相輸入28處的電壓出現在反相輸入30處並因而在I/O節點22處。依照其中電壓VSS是接地電位的實施方案，電壓VBIAS2出現在電阻44兩端且電流ISET2流過電阻44。例如，作為偏置電壓VBIAS2 20毫伏、電壓VSS接地、電阻44的電阻值10 Ω的回應，電流ISET2、這裏是電晶體26的漏極到源極電流是2毫安培。如上所討論的一樣，Kirchoff的電流法條提出進入節點的電流總和等於離開該節點的電流總和。為了符合Kirchoff的電流法條，在I/O節點20處的電流總和基本上等於零。等於電流I154和ILED的總和的電流流入I/O節點20，基本上等於場效應電晶體26的漏極到源極電流的電流從節點20流進節點22。因為該電晶體26的從漏極到源極電流基本上等於設置電流ISET，且電流I154基本上等於該電晶體26的從漏極到源極電流，該LED電流ILED基本上等於零，用於上述實例。因而，LED 42處於非傳導狀態並不發光。
圖5是依照本發明另一實施方案的LED驅動器電路200的電路原理圖。應當注意，LED驅動器電路200可被單片地集成於單個半導體基低或單個半導體材料中。LED驅動器電路200包括可變電壓源152和連接到電壓隨耦器電路202的場效應電晶體154和多個I/O節點18、20和22。依照其中I/O節點18、20和22連接到或用作驅動器電路200的I/O引腳的實施方案，將I/O節點18、20和22稱作為I/O引腳。通過實例的方式，電壓隨耦器202可由通過單刀雙擲(SPDT)開關204耦合場效應電晶體26的運算放大器24所組成。如參照圖1所述，運算放大器24具有非反相輸入28、反相輸入30和輸出32，電晶體26可以是具有柵極、源極和漏極的場效應電晶體。開關204具有導電端子206、208和210以及控制端子212。運算放大器24的輸出32連接端子206，端子208連接電晶體26的柵極，端子210耦合用來接收如例如VSS的操作電位源，且控制端子212耦合用來接收開關或控制信號VCTRL。
電晶體154具有耦合用來接收柵極信號VG154的柵極，可用作或可替換地可連接到I/O節點18的漏極和連接到該場效應電晶體26的漏極的源極，用來形成可用作或可替換地可連接到I/O節點20的節點。
LED驅動器200進一步包括SPDT開關214和耦合在I/O節點20和操作電位VSS源之間的電流源216。開關214具有導電端子218、220和222以及控制端子224。端子218連接I/O節點20，端子220連接電流源216的導電端子，端子222耦合用來接收操作電位VSS源，且控制端子224耦合用來接收控制信號VCTRL。
在操作中，電路元件42耦合在I/O節點18和I/O節點20之間，設置電阻44可連接在I/O節點22和如例如VSS的操作電位源之間。通過實例的方式，電路元件42是具有其陽極連接到I/O節點18且其陰極連接到I/O節點20的發光二極體。SPDT開關204和214配置使得LED驅動器電路200操作在該高光發射狀態或該低光發射狀態中。
在該高光發射狀態中，設置在該電晶體154的柵極處的電壓VG154使得關閉該切換電晶體154，且不傳導電流和切換信號VCTRL配置開關204使得運算放大器24的輸出32連接到場效應電晶體26的柵極。另外，切換信號VCTRL配置開關214使得電路源216的兩個端子都耦合相同電位VSS，並且基本上沒有電路流過從I/O節點20通過開關214和電流源216的電流路徑。在圖5的該位置中顯示開關214。將輸出端子32到該場效應電晶體26的柵極的連接將運算放大器24配置為電壓隨耦器。因為將運算放大器24配置為電壓隨耦器，出現在非反相輸入28處的電壓出現在反相輸入30處並因而在I/O節點22處。依照其中電壓VSS是接地電位的實施方案，來自電壓源152處的電壓V152出現在電阻44兩端，電流ISET流過電阻44。因而，作為出現在非反相輸入28處的電壓VBIAS的回應，設置電流ISET流過設置電阻44。如上所述，Kirchoff的電流法條提出，進入節點的電流總和等於離開該節點的電流總和。為了符合Kirchoff的電流法條，在I/O節點20處的電流總和基本上等於零。因為切換電晶體154被關閉，LED電流ILED等於設置電流ISET，其充分高以使得LED 42以高強度發光。
在該低光發射狀態中，設置在電晶體154的柵極處的電壓VG154使得打開切換電晶體154，傳導電流I154和切換信號VCTRL配置開關204和214使得電晶體26的柵極接地，I/O節點20通過電流源216耦合到操作電位VSS的源。因為該場效應電晶體26的柵極接地，電晶體26非傳導性。如上所述，Kirchoff的電流法條提出，進入節點的電流總和等於離開該節點的電流總和。為了符合Kirchoff的電流法條，在I/O節點20處的電流總和基本上等於零。電晶體154傳導電流I154，基本上等於該電流源216的電流。因而，LED 42的電流ILED基本上等於零且LED 42不發光。
圖6是依照本發明另一實施方案的發光系統300的電路原理圖。在圖6中顯示的是具有多個將脈衝寬度調製(PWM)信號發送到對應LED驅動器電路的輸出的光強控制網路302。應當注意，該LED驅動器電路可能是LED驅動器電路10、LED驅動器電路100、LED驅動器電路100A、LED驅動器電路150或LED驅動器電路200。通過實例的方式，該LED驅動器電路是LED驅動器電路100A，光強控制器網路302配置用來提供用於多個LED驅動器電路100A的控制信號。為了在這些LED驅動器電路之間進行區分，下標引用符號1、...、q已經被附屬於引用符號100A上。相應地，LED驅動器電路100A被識別為LED驅動器電路100A1，100A2、...、100Aq，其中q是大於或等於1的整數。應當注意，當q為一時，存在單個LED驅動器電路100A1，當q為二時，存在二個LED驅動器電路100A1和100A2，等。類似地，引用符號1、...、q已經被附屬於該LED驅動器電路100A的I/O端子上用來將他們區分於其他LED驅動器電路。因而，LED驅動器電路100A1具有I/O節點181、201和221，LED驅動器電路100A2具有I/O節點182、202和222，LED驅動器電路100Aq具有I/O節點18q、20q和22q。
將每一個LED驅動器電路100A1、...、100Aq連接到強度控制網路302，通過一個或多個信號線。引用符號m指出強度控制網路302耦合LED驅動器電路100A1，通過m信號線，其中m是大於或等於一的整數，強度控制網路302耦合LED驅動器電路100A2，通過k信號線，其中k是大於或等於一的整數，強度控制網路302耦合LED驅動器電路100Aq，通過p信號線，其中p是大於或等於一的整數。應當注意，m、k和p可相互等同或他們可相互不同。
將LED 421耦合在I/O接地181和201之間，將LED 422耦合在I/O接地182和202之間，將LED 42q耦合在I/O接地18q和20q之間，將電阻441連接在I/O節點221和操作電位VSS源之間，將電阻442連接在I/O節點222和操作電位VSS源之間，將電阻44q連接在I/O節點22q和操作電位VSS源之間。
在操作中，光強控制網路302將控制信號傳送到LED驅動器電路100A1、100A2、...、100Aq。作為來自光強控制電路302處的控制信號的響應，LED驅動器電路100A1、100A2、...、100Aq激勵對應的LED 411、422、...、42q以發光。依照其中q等於三(q=3)的實施方案，LED 421可以是紅色的LED、LED 422可以是綠色LED、LED 423可以是藍色LED。每一個LED驅動器電路100A1、100A2、...、100Aq的操作已經參照圖3進行描述。如上所述，發光系統100可由LED驅動器電路10、150或200而不是LED驅動器電路100A來組成。因而，發光系統300可由耦合到101、102、...、10q的強度控制網路302來組成；發光系統300可由耦合到1501、1502、...、150q的強度控制網路302來組成；發光系統300可由耦合到LED驅動器電路2001、2002、...、200q的強度控制網路302來組成。
儘管此處已經公開了某些優選實施方案和方法，從前述公開內容對於本領域技術人員顯而易見的是，可作出這樣的實施方案和方法的變化和修改而不背離本發明的範圍。期望的是應將本發明僅僅限定到由該附屬請求項和適用法條的規則和原理所需要的範圍。
10．．．發光二極體(LED)驅動器電路
12．．．位準轉換電路
13．．．輸入
14．．．電流源
16．．．電壓隨耦器電路
18．．．輸入/輸出(I/O)節點
181．．．I/O節點
182．．．I/O節點
18q．．．I/O節點
20．．．輸入/輸出(I/O)節點
201．．．I/O節點
202．．．I/O節點
20q．．．I/O節點
22．．．輸入/輸出(I/O)節點
221．．．I/O節點
222．．．I/O節點
22q．．．I/O節點
24．．．運算放大器
26．．．場效應電晶體
28．．．非反相輸入
30．．．反相輸入
32．．．輸出
34．．．場效應電晶體
36．．．電晶體
38．．．電晶體
40．．．電晶體
42．．．電路元件
421．．．LED
422．．．LED
42q．．．LED
44．．．電阻
441．．．電阻
442．．．電阻
44q．．．電阻
100．．．LED驅動器電路
100A．．．LED驅動器電路
100A1．．．LED驅動器電路
100A2．．．LED驅動器電路
100Aq．．．LED驅動器電路
102．．．數位類比(DAC)電流
103．．．端子
106．．．控制電流源
108．．．校準電路
108A．．．校準電路
110．．．場效應電晶體
113．．．控制器
114．．．數位控制電路
116．．．電流源
118．．．DAC
120．．．運算放大器
120A．．．運算互導放大器
122．．．反相輸入
122A．．．反相輸入
124．．．非反相輸入
124A．．．非反相輸入
126．．．輸出
126A．．．輸出
130．．．比較器
132．．．反相輸入
134．．．非反相輸入
136．．．輸出
138．．．電壓源
150．．．LED驅動器電路
152．．．可變電壓源
154．．．場效應電晶體
200．．．LED驅動器電路
202．．．電壓隨耦器電路
204．．．單刀雙擲(SPDT)開關
206．．．導電端子
208．．．導電端子
210．．．導電端子
212．．．控制端子
214．．．SPDT開關
216．．．電流源
218．．．導電端子
220．．．導電端子
222．．．導電端子
224．．．控制端子
300．．．發光系統
302．．．光強控制器網路
圖1是依照本發明實施方案的LED驅動器電路一部分的原理圖；
圖2是依照本發明另一實施方案的LED驅動器電路一部分的原理圖；
圖3是依照本發明另一實施方案的LED驅動器電路一部分的原理圖；
圖4是依照本發明另一實施方案的LED驅動器電路一部分的原理圖；
圖5是依照本發明另一實施方案的LED驅動器電路一部分的原理圖；和
圖6是依照本發明另一實施方案的LED發光系統的方框圖。
16．．．電壓隨耦器電路
18．．．輸入/輸出(I/O)節點
20．．．輸入/輸出(I/O)節點
22．．．輸入/輸出(I/O)節點
24．．．運算放大器
26．．．場效應電晶體
28．．．非反相輸入
30．．．反相輸入
32．．．輸出
42．．．電路元件
44．．．電阻
100．．．LED驅動器電路
102．．．數位類比(DAC)電流
103．．．端子
106．．．控制電流源
108．．．校準電路
110．．．場效應電晶體
113．．．控制器
114．．．數位控制電路
116．．．電流源
118．．．DAC
120．．．運算放大器
122．．．反相輸入
124．．．非反相輸入
126．．．輸出
130．．．比較器
132．．．反相輸入
134．．．非反相輸入
136．．．輸出
138．．．電壓源

Claims (8)

  1. 一種使用一驅動器電路驅動一發光二極體的方法，其包括：在一校準階段中操作該驅動器電路以回應於該發光二極體在一第一位準發射光，其中在該校準階段中操作該驅動器電路包含：提供具有第一輸入及第二輸入及一輸出之一比較器(130)，該第二輸入耦合至一第一節點且該輸出耦合至該第一節點；提供具有第一、第二及第三端子之一電壓隨耦器電路(16)，該第一端子經耦合以用於從一第一數位至類比轉換器電路接收一輸入信號，該第二端子經耦合至該第一節點，且該第三端子經耦合至一第二節點；在該比較器之該第一輸入處提供一參考電壓；在該比較器之該第二輸入處產生一第一電壓以回應於流自該第一節點之一第一電流(ISET)與流向該第一節點之一第二電流(I106+I116)，該第二電流具有第一分量及第二分量；改變該第二電流(I106+I116)的一位準以回應於該第一電壓超過或小於該比較器之該第一輸入處之該參考電壓；及在一啟動階段中操作該驅動器電路以回應於該發光二極體在一第二位準發射光，該第二位準大於該第一位準，其中在該啟動階段中操作該驅動器電路包含： 產生一第三電流，該第三電流流過該發光二極體而朝向該第一節點。
  2. 如請求項1之方法，其中改變該第二電流(I106+I116)的該位準包括回應於小於該第一電流(ISET)之第二電流(I106+I116)而將該第二電流(I106+I116)增加對應於一數位至類比轉換器的一最低有效位元的一量，或回應於大於該第一電流(ISET)之該第二電流(I106+I116)而將該第二電流(I106+I116)減少對應於該數位至類比轉換器的一最低有效位元的一量。
  3. 一種驅動一發光二極體的方法，其包括：提供具有第一、第二及第三端子之一電壓隨耦器電路(16)；將一第一電流源耦合至該第二端子；將一發光二極體耦合至該第二端子；提供一驅動器電路，該驅動器電路包括：一比較器(130)，其具有第一輸入及第二輸入及一輸出，該第一輸入耦合至一第一節點且一參考電壓耦合至該第二輸入；一控制電路(114)，其具有一輸入及一n位元輸出，該輸入耦合至該比較器(130)之該輸出；一n位元數位至類比轉換器(118)，其具有一n位元輸入及輸出，該n位元輸入耦合至該控制電路之該n位元輸出；及其中該第一電流源具有一控制端子、一第一電流攜 帶端子及一第二電流攜帶端子，該n位元數位至類比轉換器之該輸出耦合至該第一電流源之該控制端子，該第一電流攜帶端子經耦合以用於接收操作電位之第一源，及該第二電流攜帶端子經耦合至該第一節點；在該比較器之該第一輸入處提供一第一電壓；在一校準階段中操作以回應於在該第一端子處接收一第一信號，其中在該校準階段中操作包含：將來自該第一電流源之一旁路電流注入於該第一節點中；調整來自該第一電流源之該旁路電流以回應於該第一電壓大於或小於該參考電壓；將一LED電流注入於該第一節點中，其中該LED電流使得該發光二極體發光，且其中該LED電流回應於該第一信號具有一第一值而處於一為一非零位準之第一位準並回應於該第一信號具有一第二值而處於第二位準；及自該第一節點汲取一設置電流，該設置電流流過該電壓隨耦器電路之該第三端子；在一啟動階段中操作以回應於在該第一端子處接收一第二信號，其中在該啟動階段中操作包含：將該第二電流增加為一高於該第一非零位準之第二非零電流位準，其中該發光二極體以一高於第一發射位準之第二發射位準發射光。
  4. 如請求項3之方法，其進一步包括：校準該驅動器電路以確定該旁路電流的一電流位準；及 使該驅動器電路操作在一低光發射狀態或高光發射狀態中，其中該發光二極體在該高光發射狀態中發出具有比在該低光發射狀態中的強度更高的一強度的一光，其中在該高光發射狀態及該低光發射狀態中一非零電流流動通過該發光二極體。
  5. 一種發光二極體驅動器電路，其包括：一第一放大器(24)，其具有第一輸入及第二輸入及一輸出；一電晶體(26)，其具有一控制電極和第一及第二電流攜帶電極，該控制電極直接耦合至該第一放大器(24)之該輸出，且該第二電流攜帶電極耦合至該第一放大器(24)之該第一輸入且耦合至一第三節點(22)，其中該電晶體提供一第一電流，該第一電流以一第一電流位準或一第二電流位準流經該第一電流攜帶電極以回應於該第一放大器(24)之該第二輸入處之一信號；一第一電流源(116)，該電流源具有第一端子及第二端子，該第一電流源之該第一端子耦合至該電晶體(26)之該第一電流攜帶電極且耦合至一第一節點(20)，且該第二端子耦合至一第二節點(18)，其中該發光二極體驅動器電路係經組態以總是經由耦合於該第一和第二節點之間的一或多個二極體傳輸一非零電流；一比較器(30)，其具有第一和第二輸入及一輸出，該第一輸入耦合至該第一節點(20)及耦合於該比較器(130)之該第二輸入與該第二節點(18)之間的一電壓源(138)； 一控制電路(114)，其具有一輸入及一n位元輸出，該輸入耦合至該比較器(130)之該輸出；一n位元數位至類比轉換器(118)，其具有一n位元輸入及輸出，該n位元輸入耦合至該控制電路(114)之該n位元輸出；及一第二放大器(120)，其具有第一輸入及第二輸入和一輸出，該第一輸入耦合至該比較器(130)之該第一輸入，該第二輸入耦合至該比較器(130)之該第二輸入且耦合至該電壓源(138)，及該輸出耦合至該第一節點(20)。
  6. 一種發光二極體驅動器電路，其包括：一電流產生電路，其具有一第一端子(20)及一第二端子(22)且經組態用來提供能夠以一第一電流位準或一第二電流位準流動通過該第二端子(22)的一設置電流(ISET)，及其中該第二端子用作一第一節點；一校準電路(108)，其具有第一端子及第二端子，該第一端子用作一第二節點，且該第二端子耦合至該電流產生電路的該第一端子(20)以形成一第三節點；一第一電流源(106)，該第一電流源具有耦合至該第二節點的一第一端子、耦合至該第三節點的一第二端子及一控制端子；及其中該校準電路包括：一第二電流源(116)，所述第二電流源(116)具有第一端子及第二端子，其中該第二電流源是具有一控制端子的一控制電流源，其中將該第一端子耦合至該第二節點； 一第一運算放大器(120)，該第一運算放大器具有一反相輸入、一非反相輸入及一輸出，該第一運算放大器(120)的該輸出耦合至該第一電流源(106)的該控制端子；一電壓源(138)，該電壓源具有第一端子及第二端子，該第一端子耦合至該第二節點；一比較器(130)，該比較器具有一反相輸入、一非反相輸入及一輸出，該比較器的該非反相輸入耦合至該第一運算放大器的該非反相輸入並耦合至該電壓源的該第二端子；及一控制電路(114)，該控制電路(114)具有一輸入及輸出，該控制電路(114)的該輸入耦合至該比較器(130)的該輸出，且該控制電路(114)的該輸出耦合至該第二電流源(116)的該控制端子。
  7. 一種發光二極體驅動器電路，其包括：一電流產生電路，其具有一第一端子(20)及一第二端子(22)且經組態用來提供能夠以一第一電流位準或一第二電流位準流動通過該第二端子(22)的一設置電流(ISET)，及其中該第二端子(22)用作一第一節點；一校準電路(108)，其具有第一端子及第二端子，該第一端子用作一第二節點，且該第二端子耦合至該電流產生電路的該第一端子(20)以形成一第三節點；，其中該校準電路包括：一電壓源(138)，該電壓源具有第一端子及第二端子， 該第一端子耦合該第二節點；一運算互導放大器(120A)，該運算互導放大器具有一反相輸入、一非反相輸入及一輸出，該運算互導放大器(120A)的該輸出耦合至該第三節點；一比較器(130)，該比較器具有一反相輸入、一非反相輸入及一輸出，該比較器(130)的該非反相輸入耦合至該運算互導放大器(120A)的該非反相輸入並耦合至該電壓源(138)，且該比較器(130)的該反相輸入耦合至該運算互導放大器(120A)的該反相輸入並耦合至該第三節點；及一控制電路(114)，該控制電路具有一輸入及輸出，該輸入耦合至該比較器(130)的該輸出，且該輸出耦合至該第二電流源(116)的該控制端子；及一電流數位至類比轉換器(118)，該電流數位至類比轉換器耦合在該控制電路(114)及該第二電流源(116)的該控制端子之間。
  8. 一種驅動一發光二極體的方法，其包括：在一驅動循環的一第一階段中維持跨該發光二極體之一非零電壓；及在該驅動循環的一第二階段維持該發光二極體中之一固定的非零LED電流，其中維持該發光二極體中之該固定的非零LED電流包含：自一節點汲取具有一第一電流位準之一設置電流(ISET)；及將具有一第二電流位準之一旁路電流注入於該節點 中，其中該固定的非零LED電流實質上等於在該第一電流位準與該第二電流位準之間的一差，且其中將該固定的非零LED電流注入於該節點中。
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