JPH0265522A - パルス幅可変の定電流パルス発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （ａ）発明の技術分野 この発明は、高速の第１の増幅器と低速の第２の増幅器
を並列に接続し、第１の増幅器のオンオフ時間と第２の
増幅器のオンオフ時間を制御することにより、パルス幅
可変の定電流パルスを発生させる装置についてのもので
ある。

（ｂ）従来技術と問題点 パルス出力を利用する技術に、レーザダイオード（以下
、ＬＤという、）の熱評価試験がある。

ＬＤは、熱に対して敏感な素子であり、温度が高くなる
と１発振波長が長波長域にシフトしたり、発振しきい値
電流が増加したりする。これにより、光出力が低下した
り、寿命が短くなったりする。

■−りの温度上昇は、ＬＤを発光させるために加える電
流値と電流供給時間に比例する。

ＬＤを安定に動作させるためには、発光のために注入さ
れた電流による温度上昇を低く抑えたり、発光状態で発
生する熱を外部に逃がしたりする構造が要求される。

ＬＤを動作状態にし、ＬＤの熱評価をする方法には、次
のようなものがある。

ＬＤにパルス状の短い電流を与えるか、またはパルス幅
を長くしたパルスを与えるなどして、駆動時間を変えた
ときの発光特性の変化を比較測定する。

この発明は、ＬＤの熱評価をする場合に使用するパルス
発生装置についてのものであり、パルス幅可変の定電流
パルス発生装置に関するものである。

定電流を発生させる従来技術として、例えば特開昭６２
−６３８３４号公報の第３図と第４図に記載されている
帰還回路を利用するものなどがある。

このような出力装置の後段に使用するトランジスタは高
速スイッチング用のものを複数並列に接続して用いるが
、これらのトランジスタは一般にコレクタ許容損失が小
さく、出力パルス幅の狭い場合と出力電流のデユーティ
比が数％以下の領域でしか動作できないという問題があ
る。

出力パルス幅を広くして使用する場合は、出力段のトラ
ンジスタを多数並列に接続して用いるが、回路ストレー
が増加して動作が不安定になることと、回路が高価にな
るという欠点がある。

次に、従来装置の構成図を第５図に示す。

第５図の２１は入力電圧端子、２２はタイミング信号入
力端子、２３はアナログスイッチ、２４〜２７は増幅器
、２８はＬＤである。

増幅器２５は、トランジスタを３個並列に接続したもの
であり、増幅器２４〜２７は帰還回路で定電流回路を構
成する。

端子２２からタイミング信号でアナログスイッチ２３を
オンオフすることにより、方形波をＬＤ２８に供給する
。

次に、第５図の出力特性を第６図と第７図に示す。

第６図から明らかなように、デユーティ比０．１％でパ
ルス幅がｉｏ、　ｏｏｏμＳを越えると、電流１＋−が
落ちてくる。いいかえると、パルス幅を広くしていくと
、定電流出力が取り出させなくなるという問題がある。

また、第７図から明らかなように、デユーティ比が大き
くなると、電流Ｉ２が落ちてくる。いいかえると、デユ
ーティ比を大きくしていくと、大きな定電流出力が取り
出させなくなるという問題がある。

（Ｃ）発明の目的 この発明は、高速のパルス電流ブースタと低速の直流電
流ブースタの出力電流または出力電圧を合成することで
、パルス状に出力される電流の時間幅を無限大まで可変
することができるパルス幅可変の定電流パルス発生装置
の提供を目的とする。

（ｄ）発明の実施例 次に、この発明による実施例の構成図を第１図に示す。

第１図の１は入力電圧端子、２と３はタイミング信号入
力端子、４はアナログスイッチ、７はバイアス回路、８
は増幅器、９はＬＤである。

第１図は電流合成型定電流ドライバの構成例である。

５は高速の増幅器５Ａ・５Ｂと、増幅器８で構成する第
１の定電流回路である。

また、６は低速の増幅器６Ａ・６Ｂと、増幅器８で構成
する第２の定電流回路である。

定電流回路５・６は並列に接続される。

バイアス回路７は、定電流回路６の出力電圧６Ｃが定電
流回路５の出力電圧５Ｃより高くなるように設定される
。

例えば、増幅器６Ｂの出力電圧６Ｃが増幅器５Ｂの出力
電圧５Ｃよりも約１０ｍＶ高くなるように、増幅器６Ｂ
にオフセット電圧を与える。

なお、バイアス回路７の代りに、電源７Ａを使用しても
よい、この場合、電源７Ａは増幅器６Ａにバイアスを加
え、定電流回路６の出力電圧６Ｃが定電流回路５の出力
電圧５Ｃより高くなるように設定する。

端子２からのタイミング信号Ｔ、はアナログスイッチ４
を動作させて、定電流回路６をオンオフさせる。

端子３からのタイミング信号Ｔ２はアナログスイッチ４
を動作させて、定電流回路５をオンオフさせる。

なお、第１図の出力極性は正であるが、出力極性を負に
するには、電源＋Ｖ、−Ｖの極性を逆にして増幅器５Ｂ
・６ＢをＮＰＮ型にし、増幅器６Ｂに接続するダイオー
ド６Ｄの向きも逆にする。

第１図の回路が動作すると、入力端子１の電圧と、抵抗
１０Ｂの両端の電圧が同じになる。

次に、第１図の波形図を第２図に示す。

第２図アはタイミング信号Ｔ２の波形図であり、第２図
才はタイミング信号Ｔ１の波形図である。

第２図つは定電流回路５による出力電流波形図であり、
第２図工は定電流回路６による出力電流波形図である。

第２図才はＬＤ９に加えられる合成出力波形である。

第２図アと第２図才から明らかなように、タイミンク信
号Ｔ、とタイミング信号Ｔ２を同時にオンにし、タイミ
ング信号Ｔ□をオフにしてからタイミング信号Ｔ２をオ
フにする。

タイミング信号ＴＩのオンオフ時間とタイミング信号Ｔ
２のオンオフ時間を変えることにより、合成出力の幅を
変えることができる。

次に、第２図つと第２図工の作用を説明する。

タイミング信号Ｔ１とタイミング信号Ｔ２を同時に加え
ると、定電流回路５は高速の増幅器で構成されているの
で、第２図つの左端のように、直ちにオンになる。

これに対し、定電流回路６は低速の増幅器で構成されて
いるので、定電流回路５がオンになっても、まだオフの
状態である。

ところで、定電流回路６の出力電圧６Ｃは定電流回路５
の出力電圧５Ｃより高くなるようにバイアス回路７で設
定されているので、定電流回路６の増幅器が動作を始め
ると５定電流回路６の出力が除々に増えていき、定電流
回路６が働き出すと、定電流回路６の出力電圧６Ｃは、
定電流回路５の出力電圧５Ｃをオフセット電圧の分だけ
強制的に大きくする。

その結果、定電流回路５に対してはプラスの差電圧を抵
抗１０Ａを通して負帰還させることになり、増幅器５Ｂ
はオフとなって、定電流回路５の出力電圧５Ｃは急速に
減少する。

第２図工の定電流回路６がオンになる才での時間は、２
０μｓ〜３０μｓである。

第２図才でタイミング信号Ｔ、がオフになると、第２図
工の右側のように、定電流回路６の出力はオフになって
いく。

このとき、それまで定電流回路６のオフセラＩ・出力電
圧がかかってオフ状態になっていた定電流回路５が働き
出し、第２図つの右側のように、定電流回路５の出力が
再びオンになる。

第２図アでタイミング信号Ｔ２がオフになると、第２図
つの右側のように、定電流回路５の出力は高速にオフに
なる。

結局、第２図才の合成出力は、次のような波形を合成し
たものである。

スタート波形は定電流回路５で高速にオンになり、中間
は低速の定電流回路６でフラット出力を取り出す、そし
て、ストップ波形は定電流回路５で高速にオフになる。

また、抵抗１０Ｃはパルス電流の立下がり特性を補うた
めのブリーダ電流設定用抵抗であるが、他の手段、例え
ば定電流ダイオードまたはトランジスタを併用してもよ
い。

次に、この発明による実施例の他の構成図を第３図に示
す。

第３図は、電圧合成型定電流ドライバの例であ乙。

第３図の１１〜１９は、第１図の１〜９に対応する。

１５は高速の増幅器１５Ａ・１５Ｂで構成する第１の定
電圧回路である。

また、１６は低速の増幅器１６Ａ・１６Ｂで構成する第
２の定電圧回路である。

定電圧回路１５と増幅器１８で定電流回路を構成し、定
電圧回路１６と増幅器１８で定電流回路を構成する。

バイアス回路１７は、定電圧回路１６の出力電圧１６Ｃ
が定電圧回路１５の出力電圧１５Ｃより高くなるように
設定される。

定電圧回路１５・１６の出力は並列に接続される。

第１図の増幅器５Ｂ・６ＢはＰＮＰ型トランジスタを使
用しているが、第３図の増幅器１５Ｂ・１６ＢにはＮＰ
Ｎ型トランジスタを使用して電圧合成型になるように構
成している。

なお、増幅器１６Ｂに使用されるトランジスタのベース
・エミッタ間逆方向耐圧が定電圧回路１５・１６の出力
電圧より大きい場合は、ダイオード１６Ｄを省略するこ
ともできる。

次に、第３図の波形図を第４図に示す。

第４図ア〜オは、それぞれ第２図ア〜オに対応して、電
圧合成型として動作する。

第１図、第３図の回路で電流容量を増やしたい場合は、
次のようにする。

増幅器５Ｂを複数並列に接続するとともに、増幅器６Ｂ
を複数並列に接続して、電流容量を増やす。

同じように、増幅器１５Ｂを複数並列に接続するととも
に、増幅器１６Ｂを複数並列に接続して、電流容量を増
やす。

（ｅ）発明の効果 この発明によれば、高速のパルス電流ブースタと低速の
直流電流ブースタの出力電流または出力電圧を合成して
いるので、パルス状に出力される電流の時間幅を無限大
まで可変することができるパルス幅可変の定電流パルス
発生装置を提供することができる。

この発明装置を利用すれば、ＬＤの熱評価をする場合に
、パルス幅可変の定電流パルスをＬＤに加えられるので
、ＬＤにパルス状の短い電流を与えたり、パルス幅を長
くしたパルスを与えたりして、駆動時間を変えたときの
発光特性の変化を比較測定することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による実施例の構成図、第２図は第１
図の波形図、第３図はこの発明による他の実施例の構成
図、第４図は第３図の波形図、第５図は従来装置の構成
図、第６図と第７図は第５図の出力特性図である。 １・・・・・・入力電圧端子、２・３・・・・・・タイ
ミング信号入力端子、４・・・・・・アナログスイッチ
、５・・・・・・第１の定電流回路、６・・・・・・第
２の定電流回路、７・・・・・・バイアス回路、８・・
・・・・増幅回路、９・・・・・・ＬＤ、１１・・・・
・・入力電圧端子、１２・１３・・・・・・タイミング
信号入力端子、１４・・・・・・アナログスイッチ、１
５・・・・・・第１の定電圧回路、１６・・・・・・第
２の定電圧回路、１７・・・・・・バイアス回路、１８
・・・・・・増幅回路、１９・・・・・・ＬＤ。 代理人　　弁理士　　小　俣　欽　司 第 図 第 ［４ 〇− 一く ヂ居−ド

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　高速の増幅器で構成される第１の定電流回路と、 低速の増幅器で構成され、第１の定電流回路と並列に接
   続される第２の定電流回路と、第２の定電流回路の出力
   電圧を第１の定電流回路の出力電圧より高くするバイア
   ス回路とを備え、 第１のタイミング信号で第１の定電流回路をオンオフさ
   せ、 第２のタイミング信号で第２の定電流回路をオンオフさ
   せ、 第１のタイミング信号と第２のタイミング信号を同時に
   オンにし、第１のタイミング信号をオフにしてから第２
   のタイミング信号をオフにし、 第１のタイミング信号のオンオフ時間と第２のタイミン
   グ信号のオンオフ時間を変えることにより出力パルスの
   幅を変えることを特徴とするパルス幅可変の定電流パル
   ス発生装置。 ２　高速の増幅器で構成される第１の定電圧回路と、 低速の増幅器で構成され、第１の定電圧回路と並列に接
   続される第２の定電圧回路と、第２の定電圧回路の出力
   電圧を第１の定電圧回路の出力電圧より高くするバイア
   ス回路とを備え、 第１のタイミング信号で第１の定電圧回路をオンオフさ
   せ、 第２のタイミング信号で第２の定電圧回路をオンオフさ
   せ、 第１のタイミング信号と第２のタイミング信号を同時に
   オンにし、第１のタイミング信号をオフにしてから第２
   のタイミング信号をオフにし、 第１のタイミング信号のオンオフ時間と第２のタイミン
   グ信号のオンオフ時間を変えることにより出力パルスの
   幅を変えることを特徴とするパルス幅可変の定電流パル
   ス発生装置。