561653 五、發明說明（1) [技術領域] 本發明係有關發光元件驅動電路。 [背景技術] 現今有驅動雷射二極體（laser diode)等之發光元件以在 CD-R或CD-RW等記憶媒體寫入資訊之方法。爲縮短該寫 入時間，必須縮短驅動發光元件之脈衝寬度。 [發明之揭示] 惟如縮短驅動發光元件之脈衝寬度時，相應地在每單位 時間內照射於憶媒體的特疋處所之光量變少。因此，爲 進行高速脈衝驅動，必須提高每單位時間之發光強度。 爲增加發光強度，雖然可以增強發光元件之驅動電流， 但是此時，需要大尺寸之電晶體或配線等，驅動電路內之 寄生電容（parasitic capacitance)會增加。隨著寄生電容之 增加，脈衝之上升時間或下降時間變長，實效的脈衝寬度 擴大。如上所述，此種習知之發光元件驅動電路要在提高 發光元件之發光強度之狀態下進行高速驅動有其極限。 當然’也有事先對發光元件供應微弱之直流電以縮短脈 衝的上升時間之方法，惟此種方法並非根本的改善法。 本發明係有鑑此種課題而完成者，其目的在提供一種可 以進行發光元件之高速驅動之發光元件驅動電路。 爲解決上述課題，本發明之發光元件驅動電路係對連接 到具有兩條並聯線路的電流鏡面對稱電路之上述線路之一 的發光元件供應驅動電路，其特徵爲，具備：脈衝產生電 路’爲連接成脈衝電流可以流向上述線路之另一邊；以及 五、發明說明（2) 重疊裝置，爲與上述脈衝電流的上升時間同步將第1輔助 脈衝電流重疊於上述脈衝電流。 電流鏡面對稱電路已知爲由兩個電晶體所構成，並具有 兩個並聯線路。流經一邊線路之電流大小在穩定狀態下， 係與流經另一邊的線路之電流大小相一致或成比例。因此 ，如控制流經另一邊的線路之電流大小，即可控制流經連 接到另一邊的線路之發光元件之電流之大小。 若對電晶體的控制端子施加特定電壓時，亦即，在兩極 電晶體爲基極與射極之間，在場效應電晶體（field effect transistor)爲源極與閘極間施加特定電壓時，則電流即流 經連接到另一邊的線路之電晶體，相應地一邊的電晶體也 流通呈比例之電流，因此，驅動電流即被供應至路發光元 件。 如經由脈衝產生電路對另一邊之線路流通脈衝電流時， 則連接到一邊的線路之發光元件即被供應脈衝電流，而該 發光元件即發光。在本驅動電流中，重疊裝置與脈衝電流 之上升時間同步，將第1輔助脈衝電流重疊於該脈衝電流 。因而在電流鏡面對稱電路的另一邊的線路除了脈衝電流 之外還流通第1輔助脈衝電流，因此，快速充電構成電流 鏡面對稱電路之電晶體的閘極與源極之間的電壓。因此， 流經電流鏡面對稱電路的一邊的線路之電流會快速上升。 該電流也被\共應給發光元件，而進行劇增的上升之發光。 雖然脈衝產生電路須連接成電流會流經電流鏡面對稱電 路之另一邊，惟此種連接法與構造有多種方法。一個較佳 -4- 561653 五、發明說明（3) 例子有一種構造，用於產生一可控制將脈衝產生電路串聯 至電流鏡面對稱電路的線路之另一方之開關的脈衝電壓。 此時，爲利用脈衝電壓導通或關閉該開關，該切換 (switching)而脈衝電流流經另一邊的線路。 重疊裝置也有多種構造。一個較佳例子爲，重疊裝置具 備一微分電路，用於微分由脈衝產生電路所輸出的脈衝電 壓而輸入至電流鏡面對稱電路的線路之另一邊，上述第1 輔助脈衝電流之特徵爲回應該微分電路之輸出而產生。如 微分脈衝電壓時，則在脈衝電壓之上升時間與下降時間中 ，會產生正及負之輸出電流。該電流亦即成爲上升時之第 1輔助脈衝電流。 在本發明的發光元件驅動電路中，電流鏡面對稱電路線 路之另一邊的下游側宜連接到規定流經該線路之電流的電 流源。此時，由於電流源之規定，流經該線路之電流最大 値趨於穩定，因此發光元件的發光強度也穩定。 此外，重疊裝置之另一較佳構造具有與重疊裝置在上述 脈衝電壓的上升時間同步輸出一個散射脈衝電壓（shot pulse voltage)的單發電路（one shot circuit)，以及具有輸 入該散射脈衝電壓的控制端子且連接到電流鏡面對稱電路 的線路之另一邊之下游側之電晶體。在脈衝電壓的上升時 ，電晶體的控制端子被輸入散射脈衝電壓，因此回應該散 射脈衝電壓第1輔助脈衝電流流經電晶體內，而重疊於上 述之脈衝電流。 另外，電流鏡面對稱電路的線路的另一邊之下游側分歧 561653 五、發明說明（4) ，分歧的線路之一邊被連接到流經規定該線路之電流之第 1電晶體，重疊裝置具備與上述脈衝電壓之上升時間同步 輸出一散射脈衝電壓之單發電路，以及具有被輸入散射脈 衝電壓之控制端子而連接於分歧線路之另一邊的卞游側之 第2電晶體，而第2電晶體下游側連接有用於規定流經第 2電晶體之電流的第3電晶體，第1及第3電晶體控制端 子在構造上互相連接。 因爲第1及第3電晶體之控制端子相連接，因此，如果 變化施加於一邊的控制端子之電壓時，則施加於另一邊的 控制端子之電壓比例變化。第1電晶體係用於規定流經由 電流鏡面對稱電路之他方之線路分歧的線路之電流，亦即 主要脈衝電流，而第3電晶體係用於規定由散射脈衝電壓 產生之輔助附加電流，即規定第1輔助脈衝電流，因此， 主要脈衝電流與第1輔助脈衝電流係一邊保持比例關係一 邊變化。亦即，在本構造中，即使在增加驅動電流時，第 1輔助脈衝電流也不至於相對地變小。 重疊裝置也可以設成與脈衝電流之下降時間同步，將負 的第2輔助脈衝電流重疊於脈衝電流，此時，驅動電流會 急峻下降。 此外，在發光元件的高速驅動時容易發生振盪，但如在 電流鏡面對稱電路的線路之一邊連接源輸出電路，即可抑 制因驅動電流之變動而引起之振盪，而穩定地進行發光元 件之高速驅動。 另外，在對連接到具有兩條並聯線路之電流鏡面對稱電
561653 五、發明說明 ( 5) 路之線 路 之 一 邊的發 光元件供 應驅動 電 流 之發 光元件 驅 動 電路中 如使其具備 連接成脈 衝電流 可 流 經線 路之另 一 方 之脈衝 產 生 電 路，以 及與脈衝 電流之下 降 時間 同 步而 將 輔 助脈衝 電 流 重 疊於脈 衝電流之 重疊裝 置 即可使 驅動 電 流 的下降 時 間 高 速化。 又， 本 發 明 的發光元件驅動 電路宜 具 備 :連 接 到上 述 電 流鏡面 對 稱 電 路的線 路之一邊 之源輸 出 電 路， 以及將 流 經 源輸出 電 路之 電流設 定成大致 與流經 電 流 _面 對 稱電 路 之考 另一邊 之 電 流 成比例 之電流設 定電路 〇 此時， 只 要在 電 流 設定電 路 進 行 設定， 即可使由 電流鏡 面 對 稱電 路 供應 給 發 光元件之 電 流 與由源 輸出電路 所供應 之 電 流略 爲 成比例 〇 亦即， 在 由 電 流鏡面 對稱電路 供應至 發 光元件 之 電流 約 爲 零時， 則由: 源丨 输出電路供應給發光元件之電流也略 k等於 零 〇 再者 ， 電 流 設定電 路具有設 置於上 述 電 流鏡 面 對稱 電 路 的另一 邊 之 線 路上而 用於控制 電流之 電 晶 體， 該 電晶 體 宜 與上述 源 輸 出 電路相 連接，俾 控制藉 由 對 該電 晶 體的 控制 端子之 輸 入以 供應電 流予源輸 出電路 之 電 流源 〇 此時 5 電 路之構 造 簡 易 〇 [圖式之簡單說明] 第1 圖 爲 第 1實施 形態之發 光元件 驅 動 電路 之 電路 圖 0 第2 圖 A 爲 脈衝產 生電路輸 出之時序 圖 〇 第2 圖 B 爲 Ml、M2閘極充 電電流 之 時序圖 〇 第2 圖 C 爲 驅動電 流之時序 圖。 第2 圖 D 爲 光輸出之時序圖 〇 第3 圖 爲 第 2實施 形態之發 -7 光元件 驅 動 電路之 電路 问 圖 〇 561653 五、發明說明（6) 第 4圖 A爲脈衝產生電路輸出之時序圖。 第 4圖 B爲Μ 1、M2閘極充電電流之時序圖。 第 4圖 C爲驅動電流之時序圖。 第 4圖 D爲光輸出之時序圖。 第 5圖 爲在上升時輸出一個散射脈衝電壓之單 發電 路 31之 具體 電路圖。 第 6圖 爲第3實施形態之發光元件驅動電路之 電路 圖。 第 7圖 Α爲脈衝產生電路輸出之時序圖。 第 7圖 B爲Μ 1、M2閘極充電電流之時序圖。 第 7圖 C爲驅動電流之時序圖。 第 7圖 D爲光輸出之時序圖。 第 7圖 Ε爲脈衝產生電路輸出之時序圖。 第 7圖 F爲Μ 1、M2閘極充電電流之時序圖。 第 7圖 G爲驅動電流之時序圖。 第 7圖 Η爲光輸出之時序圖。 第 8圖: 爲第4實施形態之發光元件驅動電路之 電路 圖。 第 9圖 Α爲脈衝產生電路輸出之時序圖。 第 9圖 B爲Μ 1、M2閘極充電電流之時序圖。 第 9圖 C爲驅動電流之時序圖。 第 9圖 D爲光輸出之時序圖。 第 10圖 爲第5實施形態之發光元件驅動電路之 電路1 圖。 第 11圓 1 Α爲光輸出之時序圖。 第 11圖 1 B爲光輸出之時序圖。 第 1 1圖 ]C爲光輸出之時序圖。 -8- 561653
五、發明說明（7) 第12圖爲第6實施形態之發光元件驅動電路之電路圖。 第13圖爲在下降時輸出一個散射脈衝電壓之單發電路 3 1 a之具體電路圖。 第14圖爲習知之基本源輸出電路之電路圖。 第1 5圖爲將第1 4圖所示之源輸出電路連接到讀通道之 發光元件驅動電路之電路圖。 第1 6圖爲在第1 4圖所示之發光元件驅動電路上之電晶 體M2附加用於供給可變電流i 1的電流源Si 1之發光元件 驅動電路之電路圖。 第17圖爲發光元件驅動電路之電路圖。 第18圖爲具有與第17圖同一功能之發光元件驅動電路 之電路圖。 第19圖A爲表示輸入電壓vin與輸出isf之關係之圖表。 第19圖B爲表示輸入電壓vin與輸出ir之關係之圖表。 第19圖C爲表示輸入電壓vin與輸出il之關係之圖表。 第19圖D爲表示輸入電壓vin與輸出isf之關係之圖表。 第19圖E爲表示輸入電壓vin與輸出ir之關係之圖表。 第19圖F爲表示輸入電壓vin與輸出iL之關係之圖表。 [實施發明之最佳形態] 以下針對實施形態之發光元件驅動電路加以說明。另外 ，對於同一構件使用相同符號而省略其說明。 (第1實施形態） 第1圖爲第1實施形態之發光元件驅動電路之電路圖。 第2圖A爲脈衝產生電路輸出之時序圖，第2圖B爲 561653 五、發明說明（8)
Ml、M2聞極充電電流之時序圖’第2圖C爲驅動電流之 時序圖，第2圖D爲光輸出之時序圖。 該發光元件驅動電路具備具有並聯線路1、2之電流鏡 面對稱電路12。 電流鏡面對稱電路1 2已知係由兩個電晶體Ml、M2所 構成，具有兩個並聯線路1、2。流經一邊的線路2之電 流大小正常時與流經另一邊的線路1之電流之大小一致或 成比例。因此，若控制流經另一邊的線路之電流II之大 小，即可以控制流經連接到一邊的線路2之發光元件10 之電流12之大小。 本例中之電晶體Ml、M2爲P通道型的MOS場效應電 晶體，惟也可以爲雙極電晶體（bipolar transistor)。 如對電晶體Μ 1、M2之控制端子施加特定電壓時，亦即 在雙極電晶體之基極與射極之間，在場效應電晶體之源極 與閘極之間施加特定電壓時，則電流流向連接到另一邊的 線路之電晶體Ml，回應於此，比例電流向一邊之電晶體 M2，因此，驅動電流供應至發光元件1 〇。本例中之發光 元件1 〇爲雷射二極體，惟也可以使用發光二極體。 本形態的發光元件驅動電路係對連接到電流鏡面對稱電 路1 2之一邊的線路2之發光元件1 0供應驅動電流者，其 特徵具備：連接成脈衝電流可流向另一邊的線路1之脈衝 產生電路20，以及與該脈衝電流之上升時間同步將第1 輔助脈衝電流重疊於脈衝電流，而與脈衝電流之下降時間 同步將第2輔助脈衝電流重疊於脈衝電流之重疊裝置30。 -10- 561653 五、發明說明（9) 另外，第1及第2輔助脈衝電流在重疊前分別對流經線路 1之主要驅動電流流向正向與逆向。 若利用脈衝產生電路20對另一邊的線路1流通脈衝電 流，則脈衝電流被供應至連接到一邊的線路2之發光元件 10而使發光元件發光。在本驅動電路中，重疊裝置30與 脈衝電流之上升時間同步以將第1輔助脈衝電流重疊於該 脈衝電流，並與脈衝電流之下降時間同步以將第2輔助脈 衝電流重疊於脈衝電流。 在電流鏡面對稱電路1 2之另一邊的線路1除了脈衝電 流之外還流通第1輔助脈衝電流。另外，在線路1中除了 脈衝電流之外，還流通逆向之第2輔助脈衝電流。因此， 在電流鏡面對稱電路所使用之電晶體之控制端子之充電與 放電急激進行，驅動發光元件1 〇之電流也成陡峭之上升 與下降。其結果是發光元件1 0也進行急激的上升與下降 之發光。 脈衝產生電路20被連接成脈衝電流可以流向電流鏡面 對稱電路1 2之線路之另一邊1，惟該項連接法或構造應 有多種。 在本實施形態中，脈衝產生電路20產生脈衝電壓以控 制串聯至電流鏡面對稱電路12之另一邊的線路1之開關 (電晶體）Q1(第2圖A)。 此時，該開關Q1被脈衝電壓導通或關閉，由於該切換 ，脈衝電流i 1流通到另一邊的線路1 (第2圖B)。電晶體 Μ 1之汲極與閘極相連接。在沒有電流流通時，閘極的電 -11· 561653 五、發明說明（1〇) 位爲電源電位Vcc，從導通開關Q 1後即由流通於線路1 之脈衝電流在閘極與源極間之電容充電，而閘極的電位較 Vcc慢慢降低。如關閉開關Q 1時，即產生反作用而原則 上即無電流流通。 在此，所謂原則係指縱使開關Q1在關閉狀態時，可以 採用有微弱直流電流通之電晶體，另外，因爲開關Q1爲 電晶體，所以如在該控制端子施加特定之微弱直流電壓時 ，則即使開關Q1在關閉狀態時，也可以流通微弱直流電。 重疊裝置30應也有各種構造。 在本實施形態中，重疊裝置3 0係用於微分由脈衝產生 電路20所輸出之脈衝電壓、並輸入電流鏡面對稱電路12 之另一邊的線路1之微分電路，而上述第1輔助脈衝電流 係回應該微分電路之輸出而產生。微分電路30在輸出入 之間具有電容器C，藉由電容器C之充放電與連接到電容 器C的輸出側之適當之電阻進行微分操作。 在本實施形態中，脈衝產生電路20之輸出經由波形整 形電路40進行波形整形後輸入電容器C。本例的波形整 形電路40爲反相放大電路，其可將重疊時之輔助脈衝電 流之電平與極性轉換成企望之狀態。微分電路30可在與 電流鏡電之節點之下游側具有電阻，惟實質上此種電阻之 功能係由於位該節點的下游側之電晶體所擔當。 若以微分電路30微分由脈衝產生電路20所輸出之脈衝 電壓，即會在脈衝電壓之上升時與下降時產生正與負電流 。該上升時的電流即爲正的第1輔助脈衝電流AiF，而下 -12- 561653 五、發明說明（11) 降時的電流爲負的第2輔助脈衝電流AiR。此外第2圖B 係將該等輔助脈衝電流做爲對電晶體Ml、M2之閘極之充 電電流來表示之時序圖。 該等輔助脈衝電流WF、MR與脈衝電流il之上升時間 與下降時間同步分別重疊於脈衝電流il，所以脈衝電流 11之上升與下降時間變短。驅動電流12如第2圖2C所示 ，與流經線路1之輸入電流11成比例，所以驅動電流12 之上升與下降時間變短。亦即，重疊裝置30係與脈衝電 流之下降時間同步而將第2輔助脈衝電流AiR重疊於脈衝 電流，所以驅動電流12之上升陡峻。 另外，發光元件10之光輸出由於發光元件10本身之時 間常數（time constant)，其波形較驅動電流12多少轉弱， 縱使如此，與不進行上述那種重疊情形之光輸出p 1比較 ，進行重疊時之光輸出P 1的波形之上升與下降時間變短 (第2圖D)。 電流鏡面對稱電路1 2之另一邊的線路1之下游側係連 接到用於規定流經該線路的電流之電流源CS 1。此時，藉 由電流源CS 1之電流規則，流經該線路1之電流11之定 常値會穩定，結果發光元件1 0之發光強度也穩定。 該電流源CS 1具備連接到開關Q 1與地線之間之電晶體 CSQ1，以及連接到電晶體CSQ1之控制端子之電壓源VR 。電晶體CSQ1爲N通道型之M0S場效應電晶體，而被 設爲源極接地。該控制端子爲閘極，因此如將閘極與源極 間之電壓以電壓源VR固定於特定値時，則在電晶體之汲 -13- 561653 五、發明說明（12 ) 極與源極之間即有固定的電流流通。另外，該特定値也可 以設成可變動。 (第2實施形態） 第3圖爲第2實施形態之發光元件驅動電路之電路圖。 第4圖A爲脈衝產生電路輸出之時序圖，第4圖B爲 Μ 1、M2閘極充電電流之時序圖，第4圖C爲驅動電流之 時序圖，第4圖D爲光輸出之時序圖。 本電路與第1實施形態之電路比較，僅有重疊裝置30 之構造有所不同。本實施形態之重疊裝置30具備單發電 路3 1，係與由脈衝產生電路20所輸出之脈衝電壓之上升 時間同步而輸出一個散射脈衝電壓，以及電晶體32，具 有被輸入該散射脈衝電壓之控制端子且連接到電流鏡面對 稱電路1 2之另一邊的線路1之下游側。 因爲在脈衝電壓（第4圖Α)之上升時，在電晶體32之控 制端子有散射脈衝電壓輸入，所以回應該散射脈衝電壓， 第1輔助脈衝電流MF流入電晶體中，而與上述之脈衝電 流重疊。另外，第4圖B爲將該輔助脈衝電流AiF與脈衝 之和做爲對電晶體Ml、M2的閘極之充電電流表示之時序 圖。 利用散射脈衝電流的重疊效果，與沒有散射脈衝電流之 重疊者相比，電晶體Μ 1、M2的閘極電容令快速被充電。 其結果是驅動電流迅速上升，因此，隨著驅動電流，發光 元件10之光輸出Ρ1與不進行上述重疊時之光輸出pi比 較，波形之上升時間變短（第4圖D)。顧慮及發光波形多 -14- 561653 五、發明說明（13) 少會隨發光元件1 〇本身之時間常數而變弱，藉由散射脈 衝電流之效果，如第4圖C所示，若驅動電流12比重疊 前之驅動電流i2更被強調時，其發光波形具有更佳之情 況。 第5圖爲在輸入脈衝電壓之上升時輸出散射脈衝電壓之 單發電路31之具體電路圖。 有幾個反相放大電路NOT被由輸入側串聯，在該徑路 之中途並聯***電容器C1，而在反相放大電路NOT之最 終端設有NOR電路。設Η爲高電平信號，L爲低電平信 號。NOR電路爲在一個輸入端子輸入「Η」時會輸出「L」 之電路，亦即僅在雙方的輸入端子輸入「L」時才輸出「 H」之電路。 若就NOR電路之輸入加以思考時，在輸入脈衝電壓的 上升時（由L到H)，由初階段之反相電路NOT對NOR電 路之一邊之輸出成爲「由Η到L」，而該輸入前之NOR 電路之另一邊之輸入也是「L」，因此，「Η」會由NOR 電路瞬間輸出。若電容器Cl之充電一開始，對NOR電路 之另一邊之輸入即成爲「H」，所以NOR電路之輸出成爲 「L」。如上所述，單發電路3 1只有一瞬間輸出「Η」的 脈衝電壓。 另外，在第3圖所示之電路中，係在開關Q1之上游側 連接電晶體32，惟該電晶體也可以連接到開關Q1之下游 側，即節點Α處。 (第3實施形態） -15- 561653 五、發明說明（14) 第6圖爲第3實施形態之發光元件驅動電路之電路圖。 第7圖A爲脈衝產生電路輸出之時序圖，第7圖B爲 Μ 1、M2閘極充電電流之時序圖，第7圖C爲驅動電流之 時序圖，第7圖D爲光輸出之時序圖，第7圖Ε爲脈衝 產生電路輸出之時序圖，第7圖F爲Ml、M2閘極充電電 流之時序圖，第7圖G爲驅動電流之時序圖，第7圖Η 爲光輸出之時序圖。 該電路爲在第2實施形態之重疊裝置30之電晶體32之 下游側設置電流源（電晶體CSQ2)者。 亦即，電流鏡面對稱電路1 2之另一邊之線路1之下游 側爲分歧式，而分歧線路之一邊1 a係連接到用於規定流 經該線路la之電流的第1電晶體CSQ1(電流源），重疊裝 置30具備：單發電路31，與由脈衝產生電路20輸出之 脈衝電壓之上升時間同步以輸出一散射脈衝電壓，以及第 2電晶體，具有被輸入該散射脈衝電壓之控制端子並連接 到上述分歧線路之另一邊（lb)之下游側，在第2電晶體32 之下游側連接著用於規定流經第2電晶體32的電流之第 電晶體CSQ2，第1及第3電晶體CSQ1與CSQ2之控制 端子（閘極）互相連接。 因爲第1及第3電晶體CSQ1與CSQ2之控制端子互相 連接，因此，若變化由電壓源VR對一邊的控制端子施加 之電壓，則施加於另一邊之控制端子之電壓也成比例變化 。第1電晶體CSQ 1係用於規定流經由電流鏡面對稱電路 1 2之另一邊之線路1分歧線路1 a之電流，即主要之脈衝 -16- 561653 五、發明說明（15) 電流，而第3電晶體CSQ2係用於規定由散射脈衝電壓所 產生之輔助附加電流，即第1輔助脈衝電流，所以主要脈 衝電流與第1輔助脈衝電流係維持比例關係而變化。亦即 ，在本構造中，即使在增加驅動電流12之情形下，保持 第1輔助脈衝電流不致相對地減少。以下詳細說明。 第7圖A、第7圖E爲脈衝產生電路20之輸出電壓， 第7圖B爲第1實施形態之Μ1、M2閘極充電電流，第7 圖F爲第3實施形態之Μ1、M2閘極充電電流，第7圖C 爲第1實施形態之驅動電流12，第7圖G爲第3實施形 態之驅動電流12，第7圖D爲第1實施形態之光輸出， 第7圖Η爲第3實施形態之光輸出之時序圖。 第1實施形態之構造中，因爲輔助脈衝電流之絕對値不 變，所以如果增加主要的脈衝電流，相對地也會降低輔助 脈衝電流之貢獻度。此時，與將驅動電流12設定於低的 情形相比，驅動電流12之上升時間相對地較長。當然地 ，光輸出之上升時間也目對地變長。 另一方面，在第3實施形態之構造中，輔助脈衝電流與 主要脈衝電流成比例增加，所以即使增加主要脈衝電流， 輔助脈衝電流也同樣有助於驅動電流12。因此，縱使將驅 動電流12設定較高，驅動電流12的上升時間仍然短暫， 光輸出之上升時間仍然短暫。 此外，在本實施形態中，設電壓源VR爲可變電壓源。 藉此，必要時，可以切換驅動電流12之大小。例如，在 對CD-R以高速寫入資訊時，增加驅動電流12，以低速寫 入資訊時則減少驅動電流12。 -17- 561653 五、發明說明（16) (第4實施形態） 第8圖爲第4實施形態之發光元件驅動電路之電路圖。 該電路係在第1實施形態之重疊裝置30上附加第3實施 形態之重疊裝置3 0，而整體上做爲新的重疊裝置3 0者。 其他構造與第3實施形態相同。 第9圖A表示脈衝產生電路20輸出之時序圖，第9圖 B表示Ml、M2閘極充電電流之時序圖，第9圖C表示 LD之驅動電流i2，12之時序圖，第9圖D表示重疊前後 之光輸出pi，P1之時序圖。 與第3實施形態之驅動電路比較起來，增加了第1實施 形態之重疊裝置30之效果，即將脈衝電流之上升時間與 下降時間縮短之效，而可以高速驅動發光元件1 0。 (第5實施形態） 第1 〇圖爲第5實施形態之發光元件驅動電路之電路圖。 該電路係在第4實施形態之驅動電路中之發光元件1 0之上 游側附加源輸出電路50者。 源輸出電路50具備連接到電流源5 1之下游側的P通道 MOS場效應電晶體52，以及連接到電源電位Vcc與P通道 MOS場效應電晶體52之閘極之間的N通道MOS場效應電 晶體53，N通道MOS場效應電晶體53之閘極係連接到P 通道MOS場效應電晶體52之源極52。在該電路中，P與N 通道MOS場效應電晶體52、53各自之閘極與源極間電壓相 同，並可以控制電路之Q値。亦即，如使用適當之電路常 數將Q値設低，驅動電流即不易發生振盪。 -18- 561653 五、發明說明（17) 第11圖A、第11圖B及第11圖c分別爲光輸出之時 序圖。 如果將脈衝驅動高速化（上升與下降時間分別爲1 ns左 右），則由於內裝該驅動電路而成之1C的輸出端子到發光 元件1 0爲止之配線電感與輸出端子電容之關係容易發生 激烈之振鈴（ringing，即振盪）（第1 1圖A)。有振鈴之狀態 不符實用，因此，爲抑制振鈴，必須在輸出端子附設減振 器（sunbber)電路等以和緩波形（第1 1圖B)。惟在本實施形 態中，藉由附設源輸出電路50而實現非常高速之上升與 下降，而且可以獲得沒有振鈴之理想的輸出波形（第1 1圖 C)。 亦即，發光元件10雖然在高速驅動時容易發生振盪， 但是在電流鏡面對稱電路1 2之一邊的線路2上連接有上 述之源輸出電路50，因此，可以抑制由驅動電流12之變 動所導致之振盪，並可以穩定地進行發光元件1 0之高速 驅動。來自電流源5 1之直流電經時供應給發光元件1 0。 此外，在上述任一實施形態中，皆可以事先對發光元件 1 〇供應直流電以提高回答特性。 (第6實施形態） 第1 2圖爲第6實施形態之發光元件驅動電路之電路圖。 本實施形態之發光元件驅動電路與第2實施形態所示之發光 元件驅動電路比較在以單發電路3 la取代單發電路3 1有所 不同。單發電路3 1 a在主要脈衝電流之下降時輸出一個散射 脈衝電壓。與該散射脈衝電壓之輸入同步，流經線路1之電 -19- 561653 五、發明說明（18) 流之實效下降時間會縮短。 該發光元件驅動電路具有一電晶體32a，用於控制電晶體 Ml之汲極與源極電位Vcc之間的電流量。電晶體32a爲P 型之MOS場效應電晶體，係經由輸入於該閘極的低電平電 壓所導通。 電晶體32a只有在散射電壓的電晶體32a之輸入前流經線路 1之主要脈衝電流之下降時之瞬間導通（ON)，而儲存於電晶 體Ml、M2之閘極與源極間之電容之電荷急速放電而驅動電 流12急速降低。即，與朝著重疊前之脈衝電流之反方向流 通之負的第2輔助脈衝電流AiR由電晶體32a產生出來。結 果，對發光元件10之輸出電流快速下降，光輸出的下降變 快。該構造可以與上述之發光元件驅動電路組合。 第13圖爲重疊前之脈衝電流下降時輸出一個散射脈衝 電壓之單發電路31a之具體電路圖。單發電路31a與第5 圖所示之單發電路31之不同點在最後段之NOT電路之輸 出與初段之NOT電路之輸出皆被輸入於N AND電路中。 如果一個脈衝電壓被輸入單發電路31a時，其下降時間同 步即由NAND電路輸出低電平之電壓。另外，高速化此種 下降時之回答特性之電路構造，係可以與上述任一實施形 態之電路組合。 在上述第1 3圖所示之發光元件驅動電路中雖然使用源 輸出電路，惟在下面要針對利用輸入信號控制流經源輸出 電路50之電流的方法加以說明。 第14圖爲習知之基卒禪輸出電路50之電路圖。第10圖所 -20- 561653 五、發明說明（19) 示之源輸出電路50即爲此種電路。此外，第1 9圖A係用 於表示輸入電壓vin與輸出isf之關係之圖表，第19圖B 係用於表示輸入電壓vin與輸出ir之關係之圖表，第19 圖C係用於表示輸入電壓vin與輸出il之關係之圖表，第 19圖D係用於表示輸入電壓vin與輸出isf之關係之圖表 ，第19圖E係用於表示輸入電壓vin與輸出ir之關係之 圖表，第19圖F係用於表示輸入電壓vin與輸出iL之關 係之圖表。 設定流源爲i 1，則雖然流經定流源i 1之電流係流經P-MOS型電晶體m2而到接地，但是該電流是與由電源Vdd 流經N-MOS型電晶體ml供應予負荷10之電流成比例。 即由於P-MOS型電晶體m2之源極與閘極間之電壓與N-MOS型電晶體之源極與閘極間之電壓相等，流經該等之 電流成比例，且藉由採用此種電路於發光元件驅動電路， Q値的變動會愈小。此時，由源輸出電路50供應予發光 元件10之源輸出電路isf成爲固定値（參照第19圖A)。 上述發光元件驅動電路可以使用於CD-R、CD-RW、 DVD-R、DVD-RW等播放裝置，而該等播放裝置在讀出信 號時將電流供應給發光元件。此種供應讀出信號時之驅動 電流之路徑稱爲讀通道（read channel)。 第15圖係將第14圖所示之源輸出電路50連接到讀通 道之發光元件驅動電路之電路圖。在發光元件1 〇被供應 有讀電流ir與源輸出電流isf。讀電流（read current)ir係 由電源Vdd流經具有兩個並聯線路之電流鏡面對稱電路之
-21 - 561653 五、發明說明（2〇) 一邊的線路之電流。該一邊之線路係流經Ρ-MOS型電晶 體m5之通道的電流之路徑。該電流鏡面對稱電路之另一 邊之線路係透過P-MOS型電晶體m4，P_MOS型電晶體 m3及電阻rl從電源Vdd接地。流經電流鏡面對稱電路之 電流可以藉由施加於電晶體m3之閘極之電壓（閘極與源極 間之電壓）加以控制。 電晶體m3的閘極係連接到運算放大器（operational amPlifier)〇Pl之輸出端子，因此如在運算放大器〇Ρ1之非 倒相輸入端子輸入電壓vin時，運算放大器〇Ρ1的輸出端 子電位會增高，流經電流鏡面對稱電路之上述另一邊之線 路之電流會增加，與其成比例之電流流向一邊的線路做爲 讀電流ir。此外，如流經電晶體m3之電流增加，流經電 阻之電流也增加，因源極電位上升而閘極與源極間之電壓 減少，又因爲運算放大器op 1之倒相輸入端子與非倒相輸 入端子之間之瞬間電壓減少，因此對運算放大器op 1所引 起另一邊線路之電流增加有回授（feedback)，讀電流對輸 入電壓呈線性增加（參照第1 9圖B)。另外，在運算放大器 〇P 1之非倒相輸出端子與接地之間連接有電阻r2。 供應發光元件1 〇做爲負荷之電流iL係由第1 9圖B所 示之讀電流ir與源輸出電流isf之加法電流所構成。讀電 流ir雖由輸入電壓vin所控制，而源輸出電流isf並非由 輸入電壓vin所控制，因此，如第19圖C所示，縱使輸 入電壓vin爲0V，輸出電流iL必含有一定電平之源輸出 電流isf。事先供應此種電流雖然沒有問題，但爲減少不 -22- 561653 五、發明說明（21) 必要之電力消費，源輸出電流isf宜隨輸入電壓vin設成 可變動。 下面，在說明此種構造的電路之前，先就使源輸出電流 isf獨立於輸入電壓vin而變化之源輸出電路50加以說明。 第16圖爲在第14圖所示之發光元件驅動電路上之電晶 體m2附加用於供應可變電流il之電流源Sil之發光元件 驅動電路之電路圖。源輸出電流isf與可變電流il在實用 上之電流範圍中略呈比例的關係。由P-MOS型電晶體所 構成之電流源Sil之可變電流il可以藉由調整用於控制 該閘極電位之可變電源v 1之輸出電壓來控制。如將此種 源輸出電路50與上述任一種發光元件驅動電路組合起來 即可以變化源輸出電流isf。 其次，要就源輸出電流isf與輸入電壓vin連動變化之 源輸出電路加以說明。 第1 7圖爲發揮此種功能之發光元件驅動電路之電路圖 。與第15圖所示者之不同點爲由兩個電晶體m7、m8所 形成之電流鏡面對稱電路50所構成，以及電晶體m6串 聯於輸入側電晶體m7，而且電晶體m6並聯於電晶體m3 ，而在電晶體m6之閘極上輸入與m3相同之電壓兩點。 流經電晶體m6之電流與電晶體m3之電晶體大小比成比 例。 流經電晶體m3之電流雖然與供應至發光元件1 0之電流 ir成比例，惟該等輸入電壓vin成比例。流經電晶體m3 之電流係與輸入電壓vin成比例，因此，流經電晶體m6之 -23- 561653 五、發明說明（22 ) 電流被控制成與輸入電壓vin成比例，流經與其成對之電 流鏡面對稱電路之電晶體m8之電流被控制成與輸入電壓 vin成比例，而以該電流鏡面對稱電路爲電流源之源輸出 電路50之源輸出電流isf被控制成與輸入電壓vin成比例 (參照第19圖D與第19圖E)。 流經做爲負載之發光元件1 〇之電流iL爲可變電流ir與 源輸出電流isf之和，因此，如第19圖F所示，該電流 iL與輸入電壓vin成比例。 另外，電晶體m7爲P-MOS型，其汲極係連接到P-MOS 型之電晶體m6之汲極。電晶體m8也是P-MOS型。電晶 體m6之下游側之節點即爲電晶體m3下游側與電阻rl之 節點，流經電晶體m6與電晶體m3之電流皆流經電阻rl ，並隨著流通該等之電流的增加，該節點之電位上升，而 抑制電流之過度增加。 第1 8圖爲發揮與第1 7圖相同功能之發光元件驅動電路 之電路圖。在該電路中，以電晶體m4替代第1 7圖所示 之電晶體m7，此時電晶體m6與電晶體m3相同，所以當 然不需要。 利用第18圖與第19圖A至第19圖F之電路，在輸入 vin爲0(V)時，可以將負載電流iL設爲0(A)。另外，使 用者不必意識到源輸出電流isf，使用該電路之電路設計 變得容易。 要將第18圖或第19圖所示之電路與含有上述單發電路 之電路組合時，亦可將供給電流之電流源（電晶體m3)連 -24- 561653 五、發明說明（23) 接至將電流供給至發光元件1 〇之電流鏡面對稱電路之輸 入側線路，在流通此種電流源之電流中，可將流通上述源 輸出電路之電源呈比例般地連接各電路。 例如，只要是第10圖所示之電路，將源輸出電路50連 接，俾使電晶體CSQ1成爲電晶體m3即可。此時，供應 予發光元件1 〇之脈衝電流之振幅，即波高値，可藉由控 制電晶體m 3來決定。此外，如將電晶體m 3做爲電晶體 CSQ1之另一構件而與其並聯，即可以決定供應予發光元 件1 〇之脈衝電流之直流電平。 如上所述，第17圖及第18圖所示之發光元件驅動電路 宜具備：連接到上述電流鏡面對稱電路的線路之一邊（電 晶體M2側線路：參照第10圖）之源輸出電路，以及將流 經源輸出電路50之電流設成與流經電流鏡面對稱電路之 另一方（電晶體Μ 1側線路：參照第1 0圖）之電流大致成比 例之電流設定電路（ni8，m7，m6，m3，opl，rl，r2)。在 此，所謂大致係指不是依嚴密的理論方式，意指有數％之 關係偏差者。此時，僅在電流設定電路進行設定，即可使 由電流鏡面對稱電路供應予發光元件1 0之電流Ir與由源 輸出電路50所供應之電流isf大致成比例。亦即，在由電 流鏡面對稱電路供應予發光元件1 0之電流大致爲零時， 由源輸出電路供應予發光元件1 〇之電流也大致成爲零。 再者，上述電流設定電路具有設置於上述電流鏡面對稱 電路之另一邊的線路之用於控制之電流的電晶體m3，該 電晶體m3與源輸出電路50連接俾藉由對該電晶體m3之 -25- 561653 五、發明說明（24) 控制端子（在場效應電晶體中爲閘極’在雙極電晶體中爲 基極）之輸入控制用於對源輸出電路50供應電流之電流源 m8(m7)，電路之構造也簡化。 利用本發明之發光元件驅動電路，可以進行發光元件之 局速驅動。 [產業上之可利用性] 本發明可以利用於發光元件驅動電路。 [符號之說明] 1,2 並 聯 線 路 12 電 流 鏡 面 對 稱 電 路 Ml 電 晶 體 M2 電 晶 體 11 電 流 12 驅 動 電 流 10 發 光 元 件 20 脈 衝 產 生 電 路 30 重 疊 裝 置 Ql 開 關 Vcc 電 源 電 位 AiF 第 1 輔 助 脈 衝 電 流 MR 第 2 輔 助 脈 衝 電 流 CS1 電 流 源 CSQ1 電 晶 體 3 1 單 發 電 路 32 電 晶 體 i2 驅 動 電 流 12 驅 動 電 流 -26- 561653 五、發明說明（25) pi 光輸出 P1 光輸出 Cl 電容器 NOT 倒相放大電路 CSQ2 電晶體 la 線路 A 節點 50 源輸出電路 5 1 電流源 52 MOS場效應電晶體 53 MOS場效應電晶體 3 1a 單發電路 32a 電晶體 Vdd 電源 ml 電晶體 m2 電晶體 m3 電晶體 m 4 電晶體 m 5 電晶體 rl 電阻 ir 讀電流 op 1 運算放大器 v in 輸入電壓 i sf 源輸出電流 iL 輸出電流 Si 1 電流源 il 可變電流 m 6 電晶體 m 7 電晶體 m 8 電晶體 -27-