JPH1065217A - 発光ダイオードの駆動回路 - Google Patents

発光ダイオードの駆動回路

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JPH1065217A
JPH1065217A JP8222740A JP22274096A JPH1065217A JP H1065217 A JPH1065217 A JP H1065217A JP 8222740 A JP8222740 A JP 8222740A JP 22274096 A JP22274096 A JP 22274096A JP H1065217 A JPH1065217 A JP H1065217A
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JP
Japan
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signal
emitting diode
light emitting
state
circuit
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Application number
JP8222740A
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English (en)
Inventor
Sosaku Sawada
宗作 澤田
Hideshi Tsumura
英志 津村
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Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 駆動指示信号のレベルの急俊な変化に応じ
て、発光ダイオードの発光状態と消光状態とを急俊に遷
移させる発光ダイオードの駆動回路を提供する。 【解決手段】 発光ダイオード900の駆動信号DRV
が、出力バッファ回路210の出力電流信号I1と、出
力バッファ回路210の入力端子211と、入力端子2
11に入力する信号と同相の信号を出力する出力端子2
13との間に配設された容量素子220による、出力電
流信号I1の微分電流信号I2の和で構成される。この
結果、電流の非駆動状態から駆動状態への遷移時には、
その後の定常駆動状態よりも大きな電流が駆動され、電
流の駆動状態から非駆動状態への遷移時には、その後の
非駆動状態よりも小さな、すなわち、負の電流が駆動さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、発光ダイオード
(以下、LEDとも呼ぶ)に流す電流を駆動する発光ダ
イオードの駆動回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】光ファイバ通信用の光源として、半導体
レーザとともに発光ダイオードが使用されている。発光
ダイオードは、閾値デバイスではない、発光出力の温度
変動が小さい、注入キャリア密度を少なくでき動作寿命
の点て負担が少ないなど、半導体レーザに比べて、駆動
回路が簡単で使いやすく、信頼性も高いなどの特長を有
している。
【0003】図4は、従来の発光ダイオードの駆動回路
の回路構成図である。図4(a)は、最も単純な発光ダ
イオードの駆動回路(従来例1)の構成図であり、図4
(b)は、発光ダイオードの発光状態から消光状態への
遷移を改善した発光ダイオードの駆動回路(従来例2)
の回路構成図である。
【0004】図4(a)に示すように、従来例1の回路
は、駆動指示信号DTを入力し、駆動指示信号DTが発
光指示レベルで発光ダイオード990に電流を流し、駆
動指示信号DTが消光指示レベルで発光ダイオード99
0に電流を流さないという駆動信号DRVを出力する出
力バッファ回路910のみからなる。そして、駆動指示
信号DTの波形に忠実な駆動信号DRVを生成し、発光
ダイオード990を駆動する。
【0005】図4(b)に示すように、従来例2の回路
は、(a)駆動指示信号DTを入力し、駆動指示信号D
Tが発光指示レベルで発光ダイオード990に電流を流
し、駆動指示信号DTが消光指示レベルで発光ダイオー
ド990に電流を流さない出力バッファ回路920と、
(b)駆動信号DTが発光指示レベルから消光指示レベ
ルに遷移したときの、発光タイオード990の残留電荷
の引き抜きを行うpnp型のシャントトランジスタ93
0と、(c)第1の端子がシャントトランジスタ930
のベース端子に接続されるとともに、第2の端子が出力
バッファ回路920の入力端子に接続された容量素子9
40とを備える。
【0006】従来例2の回路では、シャントトランジス
タ930が駆動信号DTが発光指示レベルから消光指示
レベルに遷移したときの、発光タイオード990の残留
電荷の引き抜きを行って、発光ダイオード990の発光
状態から消光状態への遷移時間を短縮することにより、
発光ダイオードの発光状態から消光状態への遷移を改善
している。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従来の発光ダイオード
の駆動回路は上記のように構成されるので、以下のよう
な問題点があった。
【0008】図5は、従来例1の駆動指示信号DTの変
化による、発光ダイオードの発光状態と消光状態との間
の遷移に伴う発光量Lの変化のタイミングチャートであ
る。図5に示すように、駆動指示信号DTの消光指示レ
ベル(論理「0」側)から発光指示レベル(論理「1」
側)への遷移、および、駆動指示信号DTの発光指示レ
ベル(論理「1」側)から消光指示レベル(論理「0」
側)への遷移の双方において発光量Lの変化に鈍りが生
じる。特に、駆動指示信号DTの発光指示レベルから消
光指示レベルへの遷移時の鈍りが著しい。こうした鈍り
は、高速伝送を行う上での障害となる。
【0009】図6は、従来例2の駆動指示信号DTの変
化による、発光ダイオードの発光状態と消光状態との間
の遷移に伴う発光量Lの変化のタイミングチャートであ
る。図6に示すように、従来例2では従来例1と比較し
て、駆動指示信号DTの発光指示レベルから消光指示レ
ベルへの遷移時の鈍りは改善されている。しかし、消光
指示レベルから発光指示レベルへの遷移時の鈍りはその
ままである。
【0010】本発明は、上記を鑑みてなされたものであ
り、駆動指示信号のレベルの急俊な変化に応じて、発光
ダイオードの発光状態と消光状態とを急俊に遷移させる
発光ダイオードの駆動回路を提供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の発光ダイオー
ドの駆動回路は、差動形式の駆動信号を生成する発光ダ
イオードの駆動回路であって、(a)差動形式の信号を
構成する第1の信号を入力する第1の入力端子、第1の
信号とともに差動形式の信号を構成する第2の信号を入
力する第2の入力端子、第1の信号と同相である第3の
信号を出力するととともに、発光ダイオードのカソード
端子に接続されるべき第1の出力端子、および、第3の
信号とともに差動形式の駆動信号を構成する第4の信号
を出力する第2の出力端子を備える出力バッファ回路
と、(b)第1の端子が第1の入力端子に接続されると
ともに、第2の端子が第1の出力端子に接続された第1
の容量素子とを備えることを特徴とする。
【0012】請求項1の発光素子では、出力バッファ回
路に、第1の入力端子から第1の信号を、第2の入力端
子から第2の信号を差動信号として入力する。差動信号
を入力すると、第1の出力端子から差動形式の駆動信号
の一方である、第1の信号と同相の第3の信号を、第2
の出力端子から第3の信号とともに差動形式の駆動信号
を構成する、第2の信号と同相の第4の信号を出力す
る。
【0013】一方、第1の入力端子と第1の出力端子と
は第1の容量素子で交流的に結合されているので、第1
の信号のレベル変化時に、第1の容量素子には、第1の
信号のレベル変化に対する微分型の電流が発生する。
【0014】すなわち、発光ダイオードを流れる電流
は、第3の信号に伴う、出力バッファ回路の第1の出力
端子に引き込まれる電流と第1の容量素子に発生する微
分型の電流との和となる。
【0015】したがって、電流の非駆動状態から駆動状
態への遷移時には、その後の定常駆動状態よりも大きな
電流が発光ダイオードに流れ、電流の駆動状態から非駆
動状態への遷移時には、その後の非駆動状態よりも小さ
な、すなわち、負の電流が流れる。この結果、発光ダイ
オードの発光状態と消光状態とが急俊に遷移する。
【0016】請求項2の発光ダイオードの駆動回路は、
請求項1の発光ダイオードの駆動回路において、駆動指
示信号を入力し、プッシュプル出力形式で第1の信号を
出力する第1のプッシュプル出力回路を更に備えること
を特徴とする。
【0017】請求項1の発光ダイオードの駆動回路で
は、第1の信号を出力する回路にとっては、出力バッフ
ァ回路に関する負荷に加えて、第1の容量素子が負荷と
なっている。そして、発光ダイオードの発光状態と消光
状態とを急俊に変化させるためには、第1の信号の双方
のレベルにおいて、大きな負荷の駆動能力が必要とな
る。
【0018】請求項2の発光ダイオードの駆動回路で
は、プッシュプル出力形式で第1の信号を出力する第1
のプッシュプル出力回路を更に備えるので、第1の信号
の双方の各レベルにおいて、大きな駆動能力で第1の信
号を生成するので、発光ダイオードの発光状態と消光状
態とを急俊に変化させることができる。
【0019】請求項3の発光ダイオードの駆動回路は、
請求項1の発光ダイオードの駆動回路において、第1の
端子が第2の入力端子に接続されるとともに、第2の端
子が第2の出力端子に接続された第2の容量素子を更に
備えることを特徴とする。
【0020】差動形式で信号を処理する場合には、双方
の信号系について負荷等のバランスを図ることが、回路
の安定動作の上で好ましい。
【0021】請求項3の発光ダイオードの駆動回路で
は、第1の容量素子と対称的に第2の容量素子を配置す
るので、双方の信号系について負荷等のバランスが図る
ことができる。
【0022】請求項4の発光ダイオードの駆動回路は、
請求項3の発光ダイオードの駆動回路において、駆動指
示信号を入力し、プッシュプル出力形式で第2の信号を
出力する第2のプッシュプル出力回路を更に備えること
を特徴とする。
【0023】請求項4の発光ダイオードの駆動回路で
は、プッシュプル出力形式で第2の信号を出力する第2
のプッシュプル出力回路を更に備えるので、第2の信号
の双方の各レベルにおいて、大きな駆動能力で第2の信
号を生成する。
【0024】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の発光ダイオードの駆動回路の実施の形態を説明する。
なお、図面の説明にあたって同一の要素には同一の符号
を付し、重複する説明を省略する。
【0025】図1は、本発明の発光ダイオードの駆動回
路の一実施形態の回路構成図である。図1に示すよう
に、この回路は、(a)駆動指示信号DTを入力するバ
ッファ回路100と、(b)バッファ回路100から出
力された信号を入力し、駆動信号DRVを生成する駆動
信号出力回路200とを備える。
【0026】バッファ回路100は、入力した信号をプ
ッシュプル出力形式で出力するプッシュプル出力回路1
10、120を備える。
【0027】駆動信号出力回路200は、(i)バッフ
ァ回路100から出力された差動形式の信号を入力する
入力端子211、212、並びに、入力端子211への
入力信号と同相である信号を出力するととともに、発光
ダイオード900のカソード端子に接続される出力端子
213、および、出力端子213から出力される信号と
ともに差動形式の駆動信号DRVを構成する信号を出力
するとともに、抵抗素子910と接続される出力端子2
14を備える出力バッファ回路210と、(ii)入力端
子211と出力端子213とを交流的に接続する、容量
値がC1の容量素子220と、(iii)入力端子212
と出力端子214とを交流的に接続する、容量値がC1
の容量素子230とを備える。
【0028】図2は、本実施形態の発光ダイオードの駆
動回路の詳細回路構成図である。図2の回路に代表され
るように、本発明の発光ダイオードの駆動回路は、集積
回路化が可能である。
【0029】本実施形態の発光ダイオードの駆動回路で
は、以下のようにして、入力した駆動指示信号DTか
ら、発光ダイオード900の駆動信号DRVを生成す
る。図2は、本実施形態の発光ダイオードの駆動回路の
動作を示すタイミングチャートである。図3において
は、駆動指示信号DTでは、発光指示レベルが論理
「1」であり、消光指示レベルが論理「0」である。以
後、論理「1」および論理「0」を夫々単に「1」およ
び「0」とも記す。なお、図3では、各素子の信号伝搬
時間を略0としている。
【0030】駆動指示信号DTが「0」の定常状態で
は、発光ダイオード900を流れる電流I3は0であ
り、消光状態となっている。
【0031】駆動指示信号DTが「0」から「1」へ遷
移すると、出力端子213では、電流I1が駆動され
る。これと同時に、容量素子220には電流I2(>
0)が流入する。電流I2は、電流I1の変化の微分型で
変化し、電流I1の変化時で大きく、その後は減少して
0に至る。
【0032】したがって、発光ダイオード900を流れ
る電流I3は電流I1と電流I2との和となり、駆動指示
信号DTが「0」から「1」への遷移に同期した、電流
1の駆動開始直後で大きく、その後に減少し、定常駆
動状態となる。定常駆動状態では、発光ダイオード90
0を流れる電流I3には、電流I1のみが寄与する。
【0033】この結果、発光開始直後の電流が大きくな
るので、出力バッファ回路210が電流の駆動を開始し
てから、発光ダイオード900が定常発光状態になるま
での時間が、出力バッファ回路210のみによる電流駆
動の場合に比べて短縮される。
【0034】駆動指示信号DTが「1」から「0」へ遷
移すると、出力端子213では、電流I1が0となる。
これと同時に、容量素子220には電流I2(<0)が
流入する。電流I2は、電流I1の変化の微分型で変化
し、電流I1の変化時で小さく、その後は増加して0に
至る。
【0035】したがって、発光ダイオード900を流れ
る電流I3は電流I2となり、駆動指示信号DTが「1」
から「0」への遷移に同期した、電流I1の駆動終了直
後で小さく、その後に増加して定常非駆動状態となる。
定常非駆動状態では、発光ダイオード900を流れる電
流I3は0である。
【0036】この結果、消光開始直後に発光ダイオード
に残留している電荷が効率良く放出されるので、出力バ
ッファ回路210が電流の駆動を終了してから、発光ダ
イオード900が定常消光状態になるまでの時間が、出
力バッファ回路210のみによる電流駆動の場合に比べ
て短縮される。なお、効果的な電流I2を発生するに
は、容量素子220の容量値C1は、例えば数10pF
という比較的大きな値となる。こうした大きな値の容量
素子は、大きな面積を占めることになり、IC化の阻害
要因となり得るが、III−V属の半導体プロセスを採
用し、MES型で接合容量を利用するコンデンサを用い
ると、シリコンベースの半導体の場合に比べて、専有面
積を飛躍的に小さくすることができる。
【0037】
【発明の効果】以上、詳細に説明した通り、本発明の発
光ダイオードの駆動回路によれば、発光ダイオードの駆
動信号を、出力バッファ回路の出力電流信号と、出力バ
ッファ回路の入力端子と入力端子に入力する信号と同相
の信号を出力する出力端子との間に配設された容量素子
による、出力電流信号の微分電流信号の和としたので、
電流の非駆動状態から駆動状態への遷移時には、その後
の定常駆動状態よりも大きな電流が発光ダイオードに駆
動され、電流の駆動状態から非駆動状態への遷移時に
は、その後の非駆動状態よりも小さな、すなわち、負の
電流が駆動される。この結果、発光ダイオードの発光状
態と消光状態とを急俊に遷移させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態の発光ダイオードの駆動回
路の回路構成図である。
【図2】本発明の一実施形態の発光ダイオードの駆動回
路の詳細回路構成図である。
【図3】本発明の一実施形態の発光ダイオードの駆動回
路の動作のタイミングチャートである。
【図4】従来の発光ダイオードの駆動回路の回路構成図
である。
【図5】従来例1の発光ダイオードの駆動回路の動作の
タイミングチャートである。
【図6】従来例2の発光ダイオードの駆動回路の動作の
タイミングチャートである。
【符号の説明】
100…バッファ回路、110,120…プッシュプル
出力回路、200…駆動信号出力回路、210…出力バ
ッファ回路、220,230…容量素子。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 差動形式の駆動信号を生成する発光ダイ
    オードの駆動回路であって、 差動形式の信号の一方を構成する第1の信号を入力する
    第1の入力端子、前記第1の信号とともに前記差動形式
    の信号を構成する第2の信号を入力する第2の入力端
    子、前記第1の信号と同相である第3の信号を出力する
    ととともに、前記発光ダイオードのカソード端子に接続
    される第1の出力端子、および、前記第3の信号ととも
    に前記差動形式の駆動信号を構成する第4の信号を出力
    する第2の出力端子を備える出力バッファ回路と、 第1の端子が前記第1の入力端子に接続されるととも
    に、第2の端子が前記第1の出力端子に接続された第1
    の容量素子と、 を備えることを特徴とする発光ダイオードの駆動回路。
  2. 【請求項2】 駆動指示信号を入力し、プッシュプル出
    力形式で前記第1の信号を出力する第1のプッシュプル
    出力回路を更に備える、ことを特徴とする請求項1記載
    の発光ダイオードの駆動回路。
  3. 【請求項3】 第1の端子が前記第2の入力端子に接続
    されるとともに、第2の端子が前記第2の出力端子に接
    続された第2の容量素子を更に備える、ことを特徴とす
    る請求項1記載の発光ダイオードの駆動回路。
  4. 【請求項4】 駆動指示信号を入力し、プッシュプル出
    力形式で前記第2の信号を出力する第2のプッシュプル
    出力回路を更に備える、ことを特徴とする請求項3記載
    の発光ダイオードの駆動回路。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000299498A (ja) * 1999-04-14 2000-10-24 Hitachi Ltd 光送信器及び光通信システム
JP2010040641A (ja) * 2008-08-01 2010-02-18 Oki Data Corp 発光素子アレイ、駆動装置および画像形成装置

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