JP3231943B2 - Mosドライブ回路 - Google Patents

Mosドライブ回路

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明はゲーム機器や各種電気
機器のプリンタやディスプレイに使用される複数の電流
駆動型素子を並列接続した発光又表示アレイを駆動する
MOSドライブ回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図3は本願と同日に同一出願人が出願し
たMOSドライブ回路を示す回路図であり、図3におい
て、11 〜1n は発光又は表示アレイを構成する並列配
列された複数の電流駆動型素子であり、図示例は電流駆
動型素子としてLED素子を使用している。21 〜2n
はLED素子11 〜1n と直列に接続され該LED素子
に駆動電流を供給するMOS素子としての出力段トラン
ジスタ、31 〜3n は各出力段トランジスタ21 〜2n
のソース端子とゲート端子間に接続したスイッチング用
トランジスタ、R1、R2は直列に接続し分圧点Bより
分圧電圧を給電する電圧源としての第1、第2の分圧抵
抗、41 〜4n は各出力段トランジスタ21 〜2n のゲ
ートAと電圧源の出力分圧点Bとの接続路に設けたスイ
ッチング回路、5は入力信号DINに基づいて、スイッ
チング用トランジスタ31 〜3n とスイッチング回路4
1 〜4n のON、OFFを制御するコントローラであ
る。
【0003】6はオペアンプであり、このオペアンプ6
はその非反転入力端子を分圧抵抗R1、R2のBに接続
し、出力端子をスイッチング回路41 〜4n に接続する
とともにそれ自体出力端子と反転入力端子とを接続して
全帰還型オペアンプを構成している。7はオペアンプ6
の出力端子とアースE間に接続した電流能力増加用コン
デンサである。
【0004】次に動作について説明する。いま、スイッ
チング用トランジスタ31 〜3n が導通し、出力段トラ
ンジスタ21 〜2n がそのゲートに印加される電源電圧
Vcc例えば5Vで不導通のとき、コントローラ5がデ
ータ入力信号DINに基づく出力信号で例えばスイッチ
ング回路41 をONにすると、分圧点Bの分圧電圧例え
ば3Vが出力段トランジスタ21 のゲートAに供給され
る。このとき同時にコントローラ5の出力信号がスイッ
チング用トランジスタ31 を不導通にするので、出力段
トランジスタ31 のゲートに印加されていた電源電圧V
ccがなくなり、分圧電圧のみが印加され、出力段トラ
ンジスタ21が導通することになる。
【0005】この出力段トランジスタ21 が導通する
と、LED素子11 に駆動電流を供給され該LED素子
を点灯させる。
【0006】そして、LED素子11 が点灯していると
き、コントローラ5からの出力信号でスイッチング用ト
ランジスタ31 を導通させると、出力段トランジスタ2
1 はそのゲートAの印加電圧が電源電圧Vccに上昇し
て該出力段トランジスタの導通スレッショルド電圧例え
ば4Vを越えるため不導通となる。このように、データ
入力信号DINに基づくコントローラ5の出力信号で複
数の出力段トランジスタ21 〜2n をON、OFF制御
して、LED素子11 〜1n の点灯、消灯を制御するも
のである。
【0007】上記出力段トランジスタ21 〜2n はゲー
トの印加電圧が電源電圧Vcc(5V)から、導通スレ
ッショルド電圧(4V)より下り分圧点Bからの分圧電
圧例えば3Vに低下することによってOFF状態からO
N状態になる。この場合、2Vの電圧変化に要する時間
τは、電圧源の内部インピーダンス、つまり分圧点Bの
抵抗Rと出力段トランジスタ21 〜2n の全体の内部容
量Cとの積によって決まるが、オペアンプ6の働きによ
って、出力段トランジスタのゲートに作用する出力抵抗
は数10Ωとなる。
【0008】このため、この出力抵抗Rと各出力段トラ
ンジスタ21 〜2n 全体の内部容量Cとで決まる該出力
段トランジスタのOFF状態からON状態への動作時間
τ=RCは短くなり、複数の出力段トランジスタ21 〜
2n で構成されたMOSアレイのOFF状態への動作時
間の高速化を実現できる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本願と同日に同一出願
人が出願したMOSドライブ回路は以上のように構成さ
れているので、電源電圧が変動すると、その変動によっ
て出力段トランジスタのゲート印加電圧も変動し、発光
又は表示アレイを構成する電流駆動型素子であるLED
素子の駆動電流が変動する。このため、発光又は表示ア
レイの動作状態が乱れ、プリンタやディスプレイ等の表
示品質を低下させるという問題点があった。
【0010】この発明は上記のような問題点を解消する
ことを課題になされたもので、電源電圧の変動に対して
も発光又は表示アレイを構成する電流駆動型素子に安定
した駆動電流を供給することのできるMOSドライブ回
路を実現することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明に係
るMOSドライブ回路は、複数のMOS素子が並列接続
され前記各電流駆動型素子に駆動電流を供給するMOS
アレイと、前記各MOSアレイのそれぞれに対応して別
個独立に設けられたスイッチング回路と、その出力端子
を前記スイッチング回路に接続したオペアンプと、前記
オペアンプを介して前記各MOS素子に制御電圧を供給
する電圧源と、前記電圧源の電圧を分圧して前記オペア
ンプの非反転入力端子に入力するための第一の分圧抵抗
と、安定化電源からの電圧を前記オペアンプの出力端子
との間で分圧して前記オペアンプの反転入力端子に入力
するための第二の分圧抵抗と、を備え、前記第一の分圧
抵抗の電圧源の他端側の抵抗値に対する電圧源側の抵抗
値の比としての第一の分圧抵抗比と、前記第二の分圧抵
抗の安定化電源側の抵抗値に対するオペアンプの出力端
子側の抵抗値の比としての第二の分圧抵抗比と、が等し
いことを特徴とするものである。
【0012】請求項2記載の発明に係るMOSドライブ
回路は、前記第一の分圧抵抗の電圧源の他端側の抵抗値
と電圧源側の抵抗値とが等しく、かつ前記第二の分圧抵
抗の安定化電源側の抵抗値とオペアンプの出力端子側の
抵抗値とが等しいことを特徴とするものである。
【0013】
【作用】請求項1記載の発明におけるMOSドライブ回
路は、第一の分圧抵抗比(R1/R2)と第二の分圧抵
抗比(R4/R3)とを等しくすることにより、電源電
圧(V CC )とMOSのゲート電圧(VO)の差の電圧
(V GS )を、電源電圧(V CC )に依存しない電圧とする
ことができる。従って、電源電圧の変動があってもMO
S素子から発光又は表示アレイを構成する電流駆動型素
子に対する駆動電流変動することがない。
【0014】請求項2記載の発明におけるMOSドライ
ブ回路は、前記第一の分圧抵抗の電圧源の他端側の抵抗
値と電圧源側の抵抗値とを等しく、かつ前記第二の分圧
抵抗の安定化電源側の抵抗値とオペアンプの出力端子側
の抵抗値とを等しくすることにより、抵抗値の調整等が
容易となり、量産に適するものである。
【0015】
【実施例】以下、この発明の実施例を図面について説明
する。
【0016】図1はこの発明のMOSドライブ回路を示
す回路図であり、前記図3に示すMOSドライブ回路と
同一部分には同一符号を付して重複説明を省略する。図
1において、8は安定化電源、R3、R4はオペアンプ
6の出力端子と安定化電源8を構成する直列抵抗R5、
R6の分圧点C間に直列に接続した第の分圧抵抗であ
り、この分圧抵抗R3、R4の分圧点Dをオペアンプ6
の反転入力端子に接続して反転型オペアンプを構成して
いる。
【0017】図2は上記オペアンプ6の具体的構成を示
す回路図であり、差動回路61、この差動回路61に均
等に電流を流す定電流源を形成するカレントミラー回路
62、出力段トランジスタ64に電流を供給する電流源
トランジスタ63、発振防止コンデンサ65、各部に電
流を流す安定電流源を形成するカレントミラー回路66
とで構成されている。図示例はNチャンネルトランジス
タベースの反転増加型オペアンプを示しているが、Pチ
ャンネルトランジスタベースの反転増加型オペアンプで
あってもよい。
【0018】次に図1の動作について説明する。
【0019】いま、電源電圧をVcc、安定化電源8の
図中C点の電圧をVref 、電源電圧Vccと出力段トラ
ンジスタ21 (〜2n )とのゲート電圧V0 の差の電圧
VGSとすると、上記実施例構成により、電圧VGSは、
【数1】 となる。
【0020】上記の式から明らかなように、電源電圧V
CCが変動しても、電圧VGSは安定化電源8の出力電圧V
ref と等しく変動しない。従って、MOSトランジスタ
の一般式IDS=k(VGS−VT )2 によって決まる駆動
電流IDSも変動することがなく、MOS素子である出力
段トランジスタ21 〜2n を通して常に安定した駆動電
流を電流駆動型素子であるLED11 〜1n に供給する
ことができる。
【0021】ここで、kは出力段トランジスタ21 〜2
n の能力を示す係数
【数2】 VT は出力段トランジスタ21 〜2n のスレッショール
ド電圧である。
【0022】また、第の分圧抵抗R1、R2の抵抗比
(R1/R2)が変化したときは、第の分圧抵抗R
3、R4の抵抗比(R4/R3)を変えて、両者の抵抗
比が等しくなるように(R1/R2=R4/R3)調整
すれば、上記と同様の作用効果が得られる。
【0023】
【発明の効果】以上のように、請求項1記載の発明によ
れば、第一の分圧抵抗比(R1/R2)と第二の分圧抵
抗比(R4/R3)とを等しくすることにより、電源電
圧(V CC )とMOSのゲート電圧(VO)の差の電圧
(V GS )を、電源電圧(V CC )に依存しない電圧とする
ことができる。従って、電源電圧の変動があってもMO
素子から発光又は表示アレイを構成する電流駆動型素
子に対する駆動電流変動することがない。
【0024】また、請求項2記載の発明によれば、前記
第一の分圧抵抗の電圧源の他端側の抵抗値と電圧源側の
抵抗値とが等しく、かつ前記第二の分圧抵抗の安定化電
源側の抵抗値とオペアンプの出力端子側の抵抗値とが等
しくなるように構成したので、抵抗値の調整等が容易と
なり、量産に適するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1はこの発明の実施例によるMOSドライブ
回路の構成図である。
【図2】図2は図1の実施例に適用されているオペアン
プの回路構成図である。
【図3】図3は本出願人が本願と同日に出願したMOS
ドライブ回路の構成図である。
【符号の説明】
11 〜1n LED素子(電流駆動型素子) 21 〜2n 出力段トランジスタ(MOS素子) 41 〜4n スイッチング回路 6 オペアンプ 8 安定化電源 R1、R2 分圧抵抗(電圧源) R3、R4 分圧抵抗
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 33/00 G09G 3/14

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の電流駆動型素子が並列配置され発
    光または表示アレイを駆動するMOSドライブ回路にお
    いて、 複数のMOS素子が並列接続され前記各電流駆動型素子
    に駆動電流を供給するMOSアレイと、 前記各MOSアレイのそれぞれに対応して別個独立に設
    けられたスイッチング回路と、その 出力端子を前記スイッチング回路に接続したオペア
    ンプと、前記オペアンプを介して前記各MOS素子に制御電圧を
    供給する電圧源と、 前記電圧源の電圧を分圧して前記オペアンプの非反転入
    力端子に入力するための第一の分圧抵抗と、 安定化電源からの電圧を前記オペアンプの出力端子との
    間で分圧して前記オペアンプの反転入力端子に入力する
    ための第二の分圧抵抗と、 を備え、 前記第一の分圧抵抗の電圧源の他端側の抵抗値に対する
    電圧源側の抵抗値の比としての第一の分圧抵抗比と、前
    記第二の分圧抵抗の安定化電源側の抵抗値に対するオペ
    アンプの出力端子側の抵抗値の比としての第二の分圧抵
    抗比と、が等しい ことを特徴とするMOSドライブ回
    路。
  2. 【請求項2】 前記第一の分圧抵抗の電圧源の他端側の
    抵抗値と電圧源側の抵抗値とが等しく、かつ前記第二の
    分圧抵抗の安定化電源側の抵抗値とオペアンプの出力端
    子側の抵抗値とが等しいことを特徴とする請求項1に記
    載のMOSドライブ回路。
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