JPS5954340A - 発光素子駆動回路 - 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】 発明の技術う′ｉ野 本発明１３１、小振幅１７１号で発光素子を安定に駆・
１９ノー３・ｒ］、二とかできろと共シこ、集積化も容
易な発光（パ；子駆１１す」回＋、＋８　＋、；二閏４
るもの−Ｃあ・８犯。

従来技術と間顕点 ！ｌｉ　４体！−・−（Ｊ等の発光素子の駆動回路乙３
１、ｉ）′Ｌ、！１ニハイボーラ１−フン、・スタ′（
こより構成さコ１．７い）こ、しかし７、最古Ｇ、■（
：詳・；半導体基板」に発光素子を形成４−・乙と共に
、その駆り１回路を構成する１・うンノスタを山、界々
Ｉ）果トランユスタ・、とし７で同・ノ、（提−１に形
成する、−とかｉ、ｌ、！、　４．ｓ′さ１ｔ−Ｃい、
ｙ）。、二の、Ｌつな市ｙ；１効果ＩＯ，・ンゾ：！、
：’　ｌごよる駆動回路は、例え（Ｊ第１図乙こ小すよ
′］（−１ｉ）Ｌ請１　＊ｌ、シ１（１−）　ン　、　
ス゛り　（Ｊクツ　１１・１＜　Ｔと略ｆＶ１、ＪＫ、
、）２のソーニジ１．アースとの間（，１発元素−Ｊ’
−１を１．ｘ’ｆ；ｊ　し７　、　　’）’−１□　　
１ｍ　ｌ（”＋　　”Ｊ”ｔＨ＋ｉ　　、３　４−　＋
ｊ：、ｌ届、　、ｌ・レインＣに省電７１Ｉ皇を１妾ｂ
１１−るもの−く二あ−）人り。、−の（Ｕ成は、例、
ｊ　ハ’　Ｇ　ａ　Ａ　ｓ　゛しｌ’；’　（、ｔ、粘
４１ｙ　、、ｌＣ〕’ａ　光：＜イ１．　’ｃ影形成２
、そのｌ’　＝、’、’　ＩＡす、ｊ板上に１Ｎ４１′
２啓−）ｆｉ成−」Ｃ−５−とか容易１と・“、Ｌば゛
）ものである。ハ、１ン・＼・ｒアス回路は図示をｔ１
川ルしている。

、二の回＋／８＋、〜１成の入力１ｈ圧＼’　ｔ；　′
ｌ’ｌ出力市流Ｉ小流ｌ！１１μｌ　１１　；１′ｓ　
２１！Ｊ　（、、二２１、−（ものとな？］。？＜おＩ
　ｎ　！’、ｌ飽和ＩＬ４＞’電流、Ｖ　ｌ）　４；ｉ
　ｔ：；　）、’　Ｊ−Ｊ−）小月、ｖＤｉ、を発）■
４、＋°、了　１　の１１’）　ツノ　ｌ′１１１′１
１１ｊ］−−（＝　あ　る。

〕−イ　、７　タ　ノｌ（；ｉ　　°・３　友人力　し
７−Ｃ）１１′、（１１゛弓　に変（臭゛３　　？、＋
易１）１．Ｊ、す、キ；パ等に、Ｊ、る光（ｄν（〔７
〕出力変イリ１を回圧Ｊ−４為乙こ、１・川（’！’　
７の飽１１目レーイｚ、、−（１ム／、１己１゜（二発
光累Ｊ−１を封（・ＩＪ＋す・１；）ごと（にｉ−＋、
、ての為に入カイ、１冒電ｉｆ　Ｖ　＋。　　（ノノ−
−−１小月−）ａＬ’ｒは、　０へ□　Ｖ　　ｐの１辰
’ｌｉＸを、ｉｇ、　要、ｌ−’；ｌ−、ｂ　ｊ　ト１
１ノ、１０、　リ：　（−Ｚ　”ｒｉｉ光、’＋：　　
Ｊ′１の順方向電圧ＶＤを加えた大きさの電圧を必要と
場ることＧこなる。ピン千オフ電ＩＪ−Ｖ　＋）＆Ｊ、
通′１信−２〜−４Ｖ程度であり、又高速テイシタル回
路の論理レー・ルｔ、＋：　ｌ　Ｖ稈度であるから、１
１辿テイシタル回路の出力信号で直接的にＩｉ’　ｌ　
ｉ’　２を駆動する、二とができないもの−（あった。

又入力信号電圧■。

による発光素子１に流れる電流即らトレイン電流ｉ、は
成る程匿泊線的に変化する為、入力信“・）レベルをか
なり＋ＨＵ密に規定する必要か／、１　シる。ノ、１．
！５飽和トレイン電流の大きいｌ”　［５′Ｆを選択し
゛（小さい入力信号電圧で発光素子の駆動を行うことも
考えられるが、先信号出力が入力電圧レベルに大きく依
存することになるから、テイソクル信す伝送に適用Ｊ”
ることができないものである。

発明の目的 本発明は、１「１ｊ速ディジタル回路の出力信号のよう
な小振幅信号で発光素子を安定に駆動しくｑるようにす
ると共に、集積回路化することか容易な発光素子駆動回
路を提供することをＩＢＩ的とＪるものである。以下実
施例についてＲ’ｌ”　５ｉ１１に説明する。

発明、の実施例 第３図＆ｊ本発明の一実旅（９１１の回＋？：Ｊ、図て
あり、ゲー）・にイ汀号高１１４を１妾＃、ｔｏＭ　Ｌ
ノこ１・゛Ｉ充Ｔｉ２は、重圧−電流変圀用の１・゛ｌ
凡１゛ごあり、ぞの１・゛）ら１゛１２のソースに発光
素子ＩＩを１８続し７、Ｉし・インに電流制限用のＩ”
Ｉｕ′ｌ’１３のソース及びケートを接続し、そのＦ　
Ｅ　Ｔｌ　３のルインに小電源を接抗する。Ｉ”　ＩＥ
　ＴＩ　２は、その飽和１・し・イン電ｌん＋０　１が
太き（１１つ４１口１−１ンククタンス：７＋１１か人
きい１・Ｉら′Ｉ′をｊ巽１尺し、Ｉ−’：　’ｌ’　
ｌ　３　Ｌ、ｌ、’ｃ　）ｆｅｄ　（ＩＪ　Ｆ　レ−（
ン電流１０２か発光素ｉ’　Ｉ　Ｉ　ｏ）発光−１ス動
電流とノ、Ｉネ口２１・。

ｉ”を’ｔ５３１尺ｊ゛る。

第４図は第３図の１・’ｔＥｉ’１２．Ｉ・’　Ｉｇ　
ＴＩ　３の静？）キ性曲綿ｌジく１であり、曲線ｄは■
・’ｌｆｆ’Ｆ１２、曲線［）はｌ”　Ｉｊ　ＴＩ　３
につい゛（のちのζある。なおＶＤは発光素子１１の順
方向電圧、Ｖ　ｐυ、１ピン千オフ電圧である。

Ｆ　Ｅ　Ｔの１−レイン電流ｉ、は、−・般に次Ｊ（て
表される。

ｉｎ　＝　ＩＤ　　（１−（ＶＧ　／Ｖｐ））２・・・
（＋１又発光素子１■の発光駆動電流がＦＥ　Ｔｌ　３
の飽和トレイン電流１，２とほぼ等しくなるときのＦＩ
ＥＴＩ　２０）’ｙ’　−１−電圧ｖＧ　Ｉは、ＶＧ　
１　＝　Ｖ　））　（１−−’　６丁２／　＋０１　）
　・（２）て表される。（ｊｆｆって発光素子１１を駆
動する為の入力信号電圧ｅは、楯＋”Ｉｓ次式で表され
る。

ｅ〒−Ｖｐ看〒〒７ｉ］ ミーｖｐｆ研ｒ璽］馬］　・・・・（３）ノぷおＷｇ＋
はＩ・”　Ｉ巳′「１２のケート幅、ＷＢ２はＦ巳１’
　１３のグー１幅てあり、飽和ドレイン電流はケート幅
に略比例するものである。

例えはＶｐ＝　　２Ｖ、ＩＤ　１＝１２０ｍＡ。

１ｏ　　２＝２０ｍＡとすると、入力信号電圧ｅは約０
．８ｖとなる。これは通常の高速ディジクル回路の出力
信号レベルと同等であるから、高速ティンクル回（−ｈ
の出力信号で油接的に駆動することか”（きる。

第５図４Ｊ前述の動作説明用の曲線図であり、入力信号
電圧ｅにより、ＦＥＴ１２のｚｌｌ性曲線ａに沿ってト
レイン電流ｉ（１が流れようとするが、電流制限用のＦ
ＥＴ１３カく直列に接Ｎｊ５されているので、その飽和
ルーイン電流１ａ２Ｊｕ、Ｊ−のトレ・イン１Ｍ流か流
れないものとなり、（３）式Ｃ示゛ず人力信死電圧ｅ以
」−のレベルの信号か人力されても、一定レベルの電流
か発光素子１１にｌ（給されることになる。

第６図は本発明の他の実施例の回路図−ζあり、発光素
子２１．　　Ｉ”ｌ−、ｉ’２２．信１づ源２　ｌ＋に
ついζは、第３図に示す実施例と同１．０ζあるか、ｆ
ｆｌ流制限用の１・＋；、　ｒ　２３の飽和ｌレイン電
流を発光素４２１の発光駆りｊ電流と同程度にｊγ定Ｊ
゛ることかてキノ。幻い場合、抵抗２５をＩ”　ＩＥ　
Ｔ２３のソースるこ接続し、等酒的Ｃ１川パ１ヱｉ’　
２３の飽和［レイン電’ＩＡＬを発光素子２１の発光駆
動電流に合−ｌるものζある。それにより１・’　Ｅ　
′Ｆ２２は信冒源２４からの低いレベルの人力信号でＵ
）作し、発光素子２１に流れる電流ＬＡＦＩＥ　Ｔ　２
３により制限さＪ′１．て、−・定し・＼ルの発光駆動
電流を供給することかこきる。

第７図は１・”　Ｅ　′Ｆの入力信号型１七Ｖ１、対（
し、イン電／に１．特性曲線１ン１′（あり、１・１・
：’ｌ’２３のソース（”−ＩＲＧＡ　シｋ　１１−ｔ
　ＩＪｌ　２５Ｇ　曲（ｌｉ　Ｒ’Ｃ示’Ｊ’　ａ：、
ｆｉａ　）ｕ　ｌ：’　Ｉｙ（二′ｉ市流力＼１［、て
あ−２）ても、第８１利の１・しイン・ソース間電圧Ｖ
ＤＳ々１１し・イン電流ｉ　ｎ　’ｌ！＋１１曲線図Ｑ
に示す、１、うに、飽和Ｆ’　Ｌ・イン電流１０２と吟
ぎり、？Ｕ流制限をｉ】−゛）、二とか（′きる。

ｍ　９　ｌ！ｌ　＋４発）ｌｌ′、ｔＪ’　ｌ　１０）
バー１’　Ｉ　）、１ｊｊｌ　路モａメ／ｓ実際の回１
１８図を示−４−１）の−（−あり、Ｆ”　ＩＦ、　′
Ｆｌ　！ｉを介し７Ｇ発光素了１１１．１：ハｆアス電
ｒＡ、　ｉ　Ｂか供給きれる。、二のｌ’　Ｉ”、　Ｔ
１５の）、”−１・にζ。１−　定ハイ了ス電圧或いは
発光素子１１の先出１）の安定化を図る為の帰１１Ｎ電
圧か印加される。又）・川ｉ　′ｌ”　１．２　、　　
ｌ’　ｔ、’４．　Ｔ１３を介して電流ＩＯが供給され
る。

第１０１Ｒ＋は発光素−ｒの特性曲線図であり、横軸は
電流、酷（イ輔（１１先出力１）である。発光素イ」１
の闇値近傍のハ、イアス電流１８に、Ｆ　ｌ凡Ｔ１２．
ＦＩＥ　’ＶＩ　３を介し、て入力信冒に幻１ｉ＋、”
、した電流ＩＤか市・１？１されて発光素子１１に流れ
るごとになり、入力信冒波形６．Ｚ苅ｊ芯した波形の光
信号か出力さ４する、二とになる。

第１１図番Ｊ第０図の回路構成庖＋、４Ｓ債回路化し、
た場合の概；賂ｊ；・ｌ　？ｔ７．　ＩＸＩ、；（λ、
１２１ン１は市１・つえ配置のａｎｓｔ而図庖面り、：
（Ｉ乙−１＋！’ｆ＋　Ｉｌｌ、抗ハＣｔｊ；＋△・１
層１．゛（２はＱ　ＬＩＡ　ｓ　ＩＨ、３３６Ｊ：　ｌ
）　　Δｒ７（、；　ｒｒ　／”ｌ　ｓ　ｌＴｈ１　（
タフ・ンｌ”　Ｉｙｔ）　、３　Ａ　４：Ｉ　ｎ　、”
Ｊ−（，１，’　１）の（Ｉ書■れン）・−ツノＣハ・
１ζ電小Ｊ１１１の△Ｒ（Ｓｒａ八ｓへ／Ｊｉ　ｌ！ｌ
　ｌｉ”ｉ、：Ｉ　５１，１．’　ｎ　　Δｅ　（Ｊ　
２Ｊへ一層　（クララ）−）１シｉ）　　、３６　Ｌ；
ｌ’、ｎ”　　に　ａノ＼Ｓ基１ｋ、；（７Ｃ３１電極
、　３　ε（は７．　ｎ　ｌ広（１パ（ｎｉ）茂、　　
４　　（ｌ　Ｌ、１．　ｎ　　−に　：ｒΔｓ　ｌｉ、
４１　ｋｌ電極（２し７；４体１．−−−りを（ｈ成（
２、活１！１．：　＃ｊ　３・１かＣ：・矢印（二示す
よ）にし・−−−リ光か出力さ＃’ｌ−６。

Ｍ　ＦＩらｌ’１２．Ｉ・ｌ巳１１３．ｌ・１−らｉ゛
ｌ　５をｆｉ７ｉ成する１１−　（Ｊ　ｉ、ｌＡＳ層ζ
、：ｌ　４．１、′）−１電ｔ７ｉ　４２　・〜４４か
形成さｊ′１．ている。４５〜５１　！；Ｉ：　ｌ妾続
用配線、６１−に３はホンう一インクバソ）−（あり　
発光素ｒＩＩの１ＨＶｉ　４１１　ｒ・’　Ｉ−ｉソｉ
゛＋２．＋・’　ＬＣ’ｌ’　Ｉ　５のソースＳとが接
イ、売用１′ｌＩ＋肖！ｉｔ　４５　、　４９−（Ｉｆ
；ｌ’＞’ｅされ、１・゛巨゛Ｉ用２の１１、・インｌ
’）と１−’　Ｉ凡１’　ｌ　３のソースＳとか接続用
配ｌｉｔ　４　’７て接続され、ｌ’　ｌら’ｌ’　Ｉ
　３のツノ−１市極４３とソースＳとか限続さ扛、ＦＬ
：　’Ｉ’　ｌ　３の１・ｌ、イン１つと１・゛１尤’
ｌ’　ｌ　５の１し・ｆンｌ）とか接続用配線４８゛Ｃ
接続さ４１．ている。又ボンデーイングバツ１（１１と
［パ）尤Ｔ　＋　２０ゲート電極４２とか）妾ｊ貴用配
Ｙ＋’ｒｉ　４６で接続され、ポン）−・ｒンクバツ１
（＋２とＦ　Ｉ−＞　’Ｉ゛Ｉ　５の１−し・イン１）
とかＩ・妾続用配線５１で接Ｉｊ’Ｃさ４１１、ホン、
−ｉ’　□（ンクパノ［［）３とＦ　Ｉ尤′Ｉ’　］　
５の’Ｊ−１□　ｒｌｉ極４極点４１・ｇ杭用配線５０
で接続されていイ１゜ ホンう−（＞クバ・シ１６１に（Ａ信ν」源からの入力
信号が加えら旧、ポン−）−インクバラｌ”　６２　（
こは）重心の電圧か加えられ、ホンデインクバツ１６３
４、：　１１バイアス電月が加えられる。従って第５］
図に示Ｊ回路構成か集積回路”ζ実現されることに、な
り、電圧−電流変換用のＩ”　ｌｕ　’［’　Ｉ　２に
より発光素子１■の発光駆りＪ￥ａ流のオン、オフを制
御し、その発光駆１］ｉＪ＋電流の大きさを電流制限用
のＦ　Ｉｊ　ＴＩ　３−（制限し、バイアス市流用のＩ
’　ＩＥ　’ＦＩ　５により発光素イ１１の闇値電流の
バイアス電流を（」（給することかできる。

な車番’＠　１−ＩＥ−電流変換用のＦＩら１１２の１
し・イン側に発光素子１１を接続する回路構成とすると
、電極３７とＩパＩら′ｌ’　ｌ　２　、、　Ｆ　ＴＬ
　Ｔｌ　、５　ｃＪ）　ｉ’　Ｌイン１）とを１妾続し
なり扛はならないのＣ，第１１１＊１４ｊボすよ・）に
表面−１−た（）の配線接）ｈＣ購成することか（きな
いもの１Ｌ）、５“る。又第１１１３４はメザ型の場合
を示しているか、素Ｊ′間分離４イ１−）ごとａ＝より
ゾレーーノ・型の構成と１−るＬ’Ｔ）できに〕。

発明の効果 ↓夕十説明し２ノこ、−１，うに、本発明（、、！、電
１．１−電ｃ′ＪＩＣ変換用の１・１ら′Ｉ’１２．Ｉ
・ｌｉ：’ｌ’２２０＋ソースに発光素ｆ−１１，２ｘ
をｊｉｊＶ、青し、ｌ・＋＜′＋゛ｌ　２　、　　＋−
゛＋礼１’　２２の１、し・インに電θ；こ制御（１υ
１１のｌ・Ｉ’：Ｔ１３．ｌ・’　＋５　Ｔシ）３を１
妥続Ｌノ；＝、二とに。Ｉ、す、小１辰’ｌ’ｉｌｆの
人力信冒ζ発光素了を！５１ス動」ろ、二とか司能とな
り、ｊＴ’ｌｌ連テ・イソタル回路の出力信す；ζ曲用
的に動作さ一層るごとかできるものとなに１゜又′「ｈ
副制御ｎυ１１の１・’Ｌ：Ｔ１３゜１・Ｎｚ′ｌ−１
１：号はＪす１ｊＪｊの１！包［１」ルイン′”Ｕ１’
１）１ｒとな４）、上）に’ｊ’　　ｌ−１’ｉｉｊを
選定Ｊ゛れは良いので、容易に形成ｉイＩことかてき、
）パインタハ・イ菖“弓（光）′Ｃバ・、イをｊｌ；ｌ
ｉ、・１すｊ”」る場合１．１、リン゛１−ンク等Ｌｙ
　Ｌｊ′、！’ｉ’さ１１．ノ９Ｌい光信“・；を出力
することか−Ｃきる。そし２−（うヒ毘素」′と共にｊ
ｌｓ　、Ｔｒｉｌ路化することが容易である利点かある
。

【図面の簡単な説明】

第１１ツ１シ、１従来のｊ５）（動回路、第２図４Ｊ人
力信号′市Ｊｕｌ出力電流特性曲線図、第３図は本発明
の一実施例の回路１ｙ１、第４図は第３図の各ＦＩ’、
　′ｌ’の入力信“・４列出力電流特性曲線図、第５図
は本発明の実施例のり１作説明用の曲線図、第６図は本
発明の他の実施例の回路図、第７図及び第８図は第６図
のり１作説明用のｌレイン電流特１）１曲線図、第９図
は本発明の尺体的実施例の回路図、第１０図は発光素子
の特１１１説明図、第１１図は第１０図の回路（１１￥
成を隼、積回路化した概略斜睨図、第１２図はその電極
、配線を示す柵略−１−面図どある。 ］、Ｉ１．２１は発光素子、２．１２．２２は電圧−電
／１１Ｌ変換用の１・１８Ｔ、１３．２：Ｎ；ｌ電流制
限用のＦ　Ｉ凡′Ｉ゛、２５ＬＪ屯流制＋ｉ１Ｖ！用の
抵抗である。 ｌｌＩｒｌＩｒ人出願人士通株ｉ℃会ン−１代理人弁理
士　玉蟲久五Ｅ３　　外３名第１図 − 第３図 第２図 Ｄ ■ ＤＩ− 第４図 ト■ｐ 第９図　　　　　　　第６図 第７図　　第８図 ＶＧ　　　　　　　　　ｌ）Ｓ 第９図 工 第１０図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ？ｌｉｌ下−電流変１葉、＋ｉ了とと７で電界文）１里
   １−ラ〉・ンスタ４−用い、該電界効果１ノンソスタの
   ソースＧこ発光７鄭ｊ′を接ｔプＬ１−７に発）し素−
   ｊ′駆・セＩ、回路にｈ４て、１１；ｉ記電界りノ果ト
   フンソスクのル−イン乙こ小流制御恨用の電ｖ１（す１
   里１フンソスタを接ｉ、、′ｃジノこご巳−を’Ｉ？ｉ
   ｆうとＪ−ろ発光素１駆４！１ｊ回路。