JPH0334477A - 発光ダイオード駆動回路 - 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産業上の利用分野 本発明は発光ダイオード駆動回路に関し、例えばディジ
タル光通信用送信器の発光ダイオードを高速駆動するも
のに適用して得る。

Ｂ発明の概要 本発明は、発光ダイオード駆動回路において、並列接続
されたスイッチ回路を発光ダイオードの点灯時にオフ制
御すると共に、消灯時にオン制御するようにしたことに
より、点灯時に発光ダイオードに蓄積された電荷を、消
灯時にすばやく放電することができ、かくして発光ダイ
オードを一段と高速に駆動し得る。

Ｃ従来の技術 従来、この種の発光ダイオード駆動回路においては、例
えばＰ　ＣＭ　（ｐｌｕ３ｅ　ｃｏｄｅ　ａ＋ｏｄｕｌ
ａｔｉｏｎ）信号で発光ダイオードを直接変調するよう
になされたものがあり、特に高い周波数のＰＣＭ信号を
用いて、高速に発光ダイオードを駆動するものとして、
発光ダイオードに対して、抵抗を並列接続することによ
り発光出力の立下り時間を短くすると共に、オーバーシ
ュート波形を有する駆動電流を供給することにより発光
出力の立上りを急峻にするようにしたものが用いられて
いる（特開昭５１−１４７９８３号公報）。

すなわち、第３図に示すように、このような発光ダイオ
ード駆動回路１においては、送信用のＰＣＭ信号に応じ
てパルス電圧を発生するパルス電圧発生器２が設けられ
、このパルス電圧発生器２から送出される入力信号５Ｉ
Ｎ（第４図（Ａ））を、抵抗Ｒ１及びコンデンサＣ１の
並列回路３を介して、立ち上がり及び立ち下がりにそれ
ぞれオーバーシュート及びアンダーシュートを有する電
圧信号ＶＩＮ（第４図（Ｂ））に変換し、これを駆動ト
ランジスタ４のベースに印加する。

この駆動トランジスタ４は、エミッタが抵抗Ｒ２を介し
て接地されると共に、コレクタが抵抗Ｒ３及び発光ダイ
オード５を通じて電源ＶＣＣに接続されたＮＰＮ）ラン
ジスタでなり、アンダーシュートの期間中オフ動作する
ことにより、発光ダイオード５に対して立ち上がり時に
オーバーシュートを有するコレクタｔ＠ｔｃ　　（第４
図（Ｃ））を供給し発光駆動する。

かくして、発光ダイオード５の点灯時、すなわち人力信
号Ｓいの立ち上がり時にオーバーシュート波形を付加す
るようにしたことにより、理想波形でなる矩形波を用い
て発光駆動した場合の発光出力Ｌ（第４図（Ｄ）に破線
で示す）に対して、より急峻な立上り特性を有する発光
出力り、を得るようになされている。

また発光ダイオード５の消灯時、すなわち入力信号Ｓ０
の立ち下がり時には、駆動トランジスタ４がオフ動作し
、点灯時に発光ダイオード５に蓄積された電荷が抵抗Ｒ
３によって放電される。

従って、抵抗Ｒ３の値をできるだけ小さく設定し、放電
時間を短縮化することにより、理想波形で発光駆動した
発光出力りに対して、より短い立下り特性を有する発光
出力Ｌ＋を得るようになされている。

このようにして、この発光ダイオード駆動回路１におい
ては、周波数７（Ｍ）ｆｚ）程度までの高速ディジタル
信号でなるＰＣＭ信号を精度良く送信し得るようになさ
れている。

Ｄ発明が解決しようとする問題点 ところでかかる構成の発光ダイオード駆動回路１を用い
て、例えば周波数１０〜２０（ＭＨｚ）でなるさらに高
い周波数の高速ディジタル信号を送信しようとすると、
駆動トランジスタ４のコレクタ電流■、のオーバーシュ
ート量を増加して、立上り特性を改善すると共に、発光
ダイオード５に並列接続された抵抗Ｒ３の値を一段と小
さくして立下り特性を改善すれば良いと考えられる。゛
ところがこのように抵抗Ｒ３の値を小さくすると、その
分発光ダイオード５の点灯時に流れるダイオード電流が
減少し、このため一定の発光出力を得ようとすると、駆
動トランジスタ４のコレクタ電流Ｉ、を増加させる必要
があり、その結果消費電力が増加する問題がある。

さらにこれに加えて、コレクタ電流■、のオーバーシュ
ート量を増加しても、抵抗Ｒ３の値を小さくすると、そ
のオーバーシュート分が抵抗Ｒ３によってバイパスされ
てしまうことから、オーバーシューＢｉｔの増加に見合
った立上り特性の改善効果が得られない問題があった。

またこの発光ダイオード駆動回路ｌは、全体としてアン
バランス型の入電ｔＪＬ駆動回路構成のため、電源に与
えるノイズが大きい問題があり１、特に双方向光通信装
置のように、送信器に隣接して高速、高感度及び高利得
な光センサでなる受信器を配置すると、送信器に生じる
１ｔａノイズによって、受信器が誤動作してしまうおそ
れがあった。

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、従来の問
題を一挙に解決して、簡易な構成かつ低消費電力でより
高速動作可能な発光ダイオード駆動回路を提案しようと
するものである。

Ｅ問題点を解決するための手段 かかる問題点を解決するため本発明においては、所定の
ディジタル信号ＳＩＮに基づいて、発光ダイオード５を
直接変調駆動する発光ダイオード駆動回路１Ｏ１２０に
おいて、発光ダイオード５に対して並列に接続され；デ
ィジタル信号Ｓ、、４を反転した反転ディジタル信号Ｓ
ｓｗに基づいてオンオフ制御されるスイッチ回路１１を
設けるようにした。

１作用 スイッチ回路１１を発光ダイオード５の点灯時にオフ制
御するようにしたことにより、点灯時発光ダイオード５
のみに駆動電流ＩＣを流すことができ、また発光ダイオ
ード５の消灯時にオン制御するようにしたことにより、
点灯時に発光ダイオード５に蓄積された電荷をすばやく
放電することができ、かくして低消費電力で発光ダイオ
ード５を一段と高速に駆動し得る。

Ｇ実施例 以下図面について、本発明の一実施例を詳述する。

（Ｇ１）第１の実施例 第３図との対応部分に同一符号を付して示す第１図にお
いて、１０は全体として発光ダイオード駆動回路を示し
、発光ダイオード５には従来の抵抗Ｒ３に代えて、スイ
ッチ回路１１が並列に接続されている。

このスイッチ回路１１は、コレクタが電源ＶＣＣに接続
され、エミッタが駆動トランジスタ４のコレクタに接続
されたＮＰＮ　）ランジスタでなり、ベースにパルス電
圧発生器１２から送出されるスイッチ制御信号Ｓ８，４
が印加される。

このスイッチ制御信号ＳＳＷは、パルス電圧発生器２か
ら送出される入力信号Ｓ０の反転信号でなり、これによ
りスイッチ回路１１を、発光ダイオード５が点灯される
期間の間オフ状態に制御し、発光ダイオード５が消灯さ
れる期間の間オン状態に制御するようになされている。

以上の構成において、発光ダイオード５が入力信号ＳＩ
Ｎの立ち上がりに応じて点灯される期間の間、パルス電
圧発生器１２から送出されるスイッチ制御信号Ｓ、に基
づいて、スイッチ回路１１はオフ状態に制御され、これ
によりオーバーシュート成分を有する駆動トランジスタ
４のコレクタ電流Ｉ、を全て発光ダイオード５に流すこ
とができる。

かくして、コレクタ電流■、のオーバーシュート量を増
加して立上り特性を改善する際、その改善効果を一段と
向上して、発光ダイオード５の発光出力り、。の立ち上
がり時間をより短縮化し得ると共に、発光ダイオード５
以外に不要な電流が流れない分消費電力を軽減すること
ができる。

また、発光ダイオード５が逆に入力信号ＳＩＮの立ち下
がりに応じて消灯される期間の間、パルス電圧発生器１
２から送出されるスイッチ制御信号ＳＳＷに基づいて、
スイッチ回路１１はオン状態に制御される。

このときのエミッタ等価抵抗の抵抗値は、実際上無視し
得る程度の値であり、これにより点灯時に発光ダイオー
ド５に蓄積された電荷が、急速に放電され、かくして発
光ダイオード５の発光出力ＬＩＯの立ち下がり時間をよ
り短縮化し得る。

このようにして、この発光ダイオード駆動回路１０の場
合、発光ダイオード５に対して並列にスイッチ回路１１
を設け、発光ダイオード５の点灯時にオフ制御すると共
に、消灯時にオン制御することにより、発光ダイオード
５の点灯時の立上り特性及び消灯時の立下り特性を改善
し、全体として、−段と高い周波数の高速ディジタル信
号でなるＰＣＭ信号を送信し得るようになされている。

なお実験によれば、従来の発光ダイオード駆動回路１で
は、周波数７（Ｍ）（ｚ）程度までの高速ＰＣＭ信号を
送信し得たのに対して、この発光ダイオード駆動回路１
０では、周波数１０〜２０（ＭＨｚ）程度の高速ＰＣＭ
信号を良好に送信することができた。

以上の構成によれば、発光ダイオード５に対して並列に
スイッチ回路１１を設け、発光ダイオード５の点灯時に
オフ制御すると共に、消灯時にオン制御するようにした
ことにより、簡易な構成で低消費電力かつ高速動作可能
な発光ダイオード駆動回路１０を実現できる。

（Ｇ２）第２の実施例 第１図との対応部分に同一符号を付して示す第２図にお
いて、２０は全体として発光ダイオード駆動回路を示し
、発光ダイオード５を差動増幅回路Ｒ１４戒で駆動制御
するようになされている。

すなわち、この発光ダイオード駆動回路２ｏにおいては
、駆動トランジスタ４に対して差動対を構成する差動ト
ランジスタ２１が設けられている。

この差動トランジスタ２１は、コレクタが電源ＶＣＣに
接続され、ベースにバイアス回路２２を通じてバイアス
電圧■□が印加されるＮＰＮ　）ランジスタでなり、こ
の差動トランジス゛り２１及び駆動トランジスタ４の各
エミッタ間が、抵抗Ｒ４及びＲ５で接続されると共に、
抵抗Ｒ４及びＲ５の接続中点に定電流Ｂ２３が接続され
ている。

なお定電流源２３の電流値は、駆動トランジスタ４のコ
レクタ電流ＩＣのピーク値と同等又はそれ以上に設定さ
れており、これによりこの発光ダイオード駆動回路２０
は、発光ダイオード５を第１図の発光ダイオード駆動回
路１ｏと全く同様に駆動制御し得るようになされている
。

また発光ダイオード５を差動増幅回路で駆動するように
したことにより、駆動トランジスタ４のコレクタ電流■
。及び差動トランジスタ２１のコレクタ電流の和は、常
に定電流源２３の電流値に制御される。

従って、発光ダイオード５の点灯時及び消灯時又はその
過渡期間に亘り、電源電流を一定に保持することができ
、かくして、発光ダイオード５を高速動作させても、電
源に生じるノイズを未然に防止することができる。

以上の構成によれば、発光ダイオード５を差動増幅回路
で駆動するようにしたことにより、簡易な構成で電源ノ
イズが少なくかつ高速動作可能な発光ダイオード駆動回
路２ｏを実現できる。

かくするにつき、ディジタル光通信用の送信器に隣接し
て受信器を配置した双方向光通信装置に最適な発光ダイ
オード駆動回路２ｏを実現できる。

（Ｇ３）他の実施例 （１）上述の実施例においては、スイッチ回路１１を制
御するスイッチ制御信号ＳａＷを、パルス電圧発生器１
２で発生する場合について述べたが、これに代え、入力
信号ＳＩＮを反転回路等で反転してスイッチ制御信号Ｓ
ＳＷを発生するようにしても、上述に実施例と同様の効
果を実現できる。

（２）上述の実施例においては、発光ダイオード５に対
してトランジスタでなるスイッチ回路１１を並列に接続
した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、発
光ダイオード５の点灯時にオフ制御すると共に、消灯時
にオン制御するようにすれば、スイッチ回路として他の
スイッチ素子を発光ダイオード５に並列に接続するよう
にしても良い。

（３）上述の実施例においては、本発明をディジタル光
通信用送信器の発光ダイオードを駆動するものに適用し
た場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例え
ばフォトカップラ等信の発光ダイオードを駆動する発光
ダイオード駆動回路にも広く適用して好適なものである
。

Ｈ発明の効果 上述のように本発明によれば、発光ダイオードに対して
並列にスイッチ回路を設け、発光ダイオードの点灯時に
オフ制御すると共に、消灯時にオン制御するようにした
ことにより、簡易な構成で低消費電力かつ高速動作可能
な発光ダイオード駆動回路を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例による発光ダイオード駆
動回路を示す接続図、第２図は本発明の第２の実施例に
よる発光ダイオード駆動回路を示す接続図、第３図は従
来の発光ダイオード駆動回路を示す接続図、第４図はそ
の動作の説明に供する信号波形図である。 １．１Ｏ１２０・・・・・・発光ダイオード駆動回路、
２．１２・・・・・・パルス電圧発生回路、４・・・・
・・駆動トランジスタ、５・・・・・・発光ダイオード
、１１・・・・・・スイッチ回路、２１・・・・・・差
動トランジスタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 所定のディジタル信号に基づいて、発光ダイオードを直
   接変調駆動する発光ダイオード駆動回路において、 上記発光ダイオードに対して並列に接続され、上記ディ
   ジタル信号を反転した反転ディジタル信号に基づいてオ
   ンオフ制御されるスイッチ回路を具えることを特徴とす
   る発光ダイオード駆動回路。