(57)【要約】【課題】同一電流をコピーして多数発生する電流発生装置において、コピー動作の時間を短縮できるようにする。【解決手段】基準電流源である定電流源１をＮチャネルＭＯＳトランジスタＮＴ１，ＮＴ２，ＮＴ３に順次接続して同一電流を順次発生させるとともに、ＮチャネルＭＯＳトランジスタＮＴ１，ＮＴ２，ＮＴ３を一対のＰチャネルＭＯＳトランジスタＰＴ１，ＰＴ２，ＰＴ３にそれぞれ接続して同一電流を発生させ、また、それらのＰチャネルＭＯＳトランジスタＰＴ１，ＰＴ２，ＰＴ３を新たな基準電流源として更に別のＮチャネルＭＯＳトランジスタＮＴ１１，ＮＴ１２，ＮＴ１３にそれぞれ接続して同一電流を発生させ、これらのコピー動作を繰り返す。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基準電流源から供給された電流により同一電流を発生する複数の主電流源と、それらの主電流源にそれぞれ接続されて同一電流を発生する複数の従属電流源とからなる第１の電流源回路と、
前記各従属電流源から供給された電流によりそれぞれ同一電流を発生する複数の主電流源と、それらの主電流源にそれぞれ接続されて同一電流を発生する複数の従属電流源とからなる第２の電流源回路と、
前記基準電流源を前記第１の電流源回路の各主電流源に順次接続する機能と、前記第１の電流源回路の各主電流源をそれぞれの従属電流源に順次接続する機能とを有する第１のスイッチ回路と、
前記第１の電流源回路の各従属電流源を前記第２の電流源回路のそれぞれの主電流源に順次接続する機能と、前記第２の電流源回路の各主電流源をそれぞれの従属電流源に順次接続する機能とを有する第２のスイッチ回路と、を備えたことを特徴とする電流発生装置。
【請求項２】
前記各主電流源はＮチャネルＭＯＳトランジスタにより構成され、前記各従属電流源はＰチャネルＭＯＳトランジスタにより構成されていることを特徴とする請求項１記載の電流発生装置。
【請求項３】
基準電流源を複数の電流源に順次接続してそれらの電流源に同一電流を順次発生させるとともに、
前記複数の電流源をそれらの電流源と一対に設けられた各々の従属電流源にそれぞれ接続して同一電流を発生させ、それらの従属電流源を新たな基準電流源として更に別の電流源にそれぞれ接続して同一電流を発生させることを特徴とする電流発生方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の同一電流を発生する電流発生装置及び電流発生方法に関し、特に有機ＥＬ（Electro Luminescence）素子などを駆動するのに適した電流発生装置及び電流発生方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ素子は発光効率が高く、また発光応答が速いので、近年ディスプレイに広く利用されている。この有機ＥＬ素子の駆動方法としては、電流を制御する方法が均一な発光輝度を得るためにも有効である。このため、例えばＣＭＯＳトランジスタ回路で、複数の同一電流を発生させるのにカレントミラー回路が一般的に用いられている。
【０００３】
図２はこのような同一電流を発生する従来の電流発生装置の構成を示す回路図である。この電流発生装置は、定電流源１０１と、互いにゲートが接続された複数のＮチャネルＭＯＳトランジスタＮＴ１００，ＮＴ１０１，ＮＴ１０２，……，ＮＴ１０ｎからなるカレントミラー回路によって構成されており、出力（１），出力（２），……，出力（ｎ）の複数の同一電流を得ることができる。
【０００４】
上記のカレントミラー回路によって、理想的には同一の電流を発生させることはできるが、実際には個々のＭＯＳトランジスタにばらつきがあるので、完全に同一電流にはならない。また、同一チップの近い場所に配置されたＭＯＳトランジスタであっても、微小な閾値電圧の違いやサイズの違いがあるので、同一のゲート電圧であっても電流値は厳密には異なる。これに対し、単一の基準電流源に対して接続を順次変えることにより同一の電流値を得る電流コピー方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
図３は単一の電流源を用いた他の従来の電流発生装置の構成を示す回路図である。この電流発生装置は、ＮチャネルＭＯＳトランジスタＮＴ２０１，ＮＴ２０２，ＮＴ２０３，……，ＮＴ２０ｎとそれらのゲートに接続されたキャパシタＣ１０１，Ｃ１０２，Ｃ１０３，……，Ｃ１０ｎからなる複数の電流源を有し、これらの電流源をスイッチＳＷ１０１，ＳＷ１０２，ＳＷ１０３，……，ＳＷ１０ｎによって一つの定電流源１０１に順次接続するものである。各ＮチャネルＭＯＳトランジスタＮＴ２０１，ＮＴ２０２，ＮＴ２０３，……，ＮＴ２０ｎのドレイン−ゲート間にはスイッチＳ１０１，Ｓ１０２，Ｓ１０３，……，Ｓ１０ｎが接続されていて、スイッチＳＷ１０ｉ（ｉ＝１〜ｎ）がＮチャネルＭＯＳトランジスタＮＴ２０ｉと定電流源１０１を接続するときにスイッチＳ１０ｉもオンして、定電流源１０１に流れる電流をＮチャネルＭＯＳトランジスタＮＴ２０ｉに流すときのゲート電圧をキャパシタＣ１０ｉに記憶させる。これにより、ＮチャネルＭＯＳトランジスタＮＴ２０ｉ及びキャパシタＣ１０ｉからなる電流発生回路（電流源）に電流源１に流れる電流をコピーする（同一電流を発生させる）ことができる。
【０００６】
このように、単一の定電流源１０１を用いることで、基本的に電流のずれをなくすことができる。この場合、時間をずらしてスイッチＳＷ１０１，ＳＷ１０２，ＳＷ１０３，……，ＳＷ１０ｎを切り替えながらコピーしていき、定電流源１０１により校正された電流源の電流を出力することになる。
【特許文献１】特開２００５−３１５３４号公報（段落番号〔０００２〕〜〔００３７〕、図２５，図２９）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のように構成された従来の電流発生装置では、多数の電流源に電流をコピーする場合、時間をずらしてスイッチを切り替えながらコピーしていくので、例えばｎ個の出力段の電流源を校正し直すためには、一つのコピー動作にｔ時間を必要とすると、全体ではｎ×ｔ時間かかり、限られた時間内で多数の出力段の電流源に対してコピーすることができないことがあるという問題点がある。
【０００８】
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、高精度で多数の出力段の電流源に電流をコピーすることができるとともに、コピー動作の時間を短縮することができる電流発生装置及び電流発生方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明では上記課題を解決するために、基準電流源から供給された電流により同一電流を発生する複数の主電流源と、それらの主電流源にそれぞれ接続されて同一電流を発生する複数の従属電流源とからなる第１の電流源回路と、前記各従属電流源から供給された電流によりそれぞれ同一電流を発生する複数の主電流源と、それらの主電流源にそれぞれ接続されて同一電流を発生する複数の従属電流源とからなる第２の電流源回路と、前記基準電流源を前記第１の電流源回路の各主電流源に順次接続する機能と、前記第１の電流源回路の各主電流源をそれぞれの従属電流源に順次接続する機能とを有する第１のスイッチ回路と、前記第１の電流源回路の各従属電流源を前記第２の電流源回路のそれぞれの主電流源に順次接続する機能と、前記第２の電流源回路の各主電流源をそれぞれの従属電流源に順次接続する機能とを有する第２のスイッチ回路と、を備えたことを特徴とする電流発生装置が提供される。
【００１０】
このような電流発生装置によれば、基準電流源に接続された主電流源の電流を従属電流源にコピーするとともに、その従属電流源を新たな基準電流源として同一電流を順次コピーしていくので、高精度で多数の出力段の電流源に電流をコピーすることができるとともに、コピー動作の時間を短縮することができる。
【００１１】
また、本発明では上記課題を解決するために、基準電流源を複数の電流源に順次接続してそれらの電流源に同一電流を順次発生させるとともに、前記複数の電流源をそれらの電流源と一対に設けられた各々の従属電流源にそれぞれ接続して同一電流を発生させ、それらの従属電流源を新たな基準電流源として更に別の電流源にそれぞれ接続して同一電流を発生させることを特徴とする電流発生方法が提供される。
【００１２】
このような電流発生方法によれば、基準電流源に接続された電流源の電流を従属電流源にコピーするとともに、その従属電流源を新たな基準電流源として同一電流を順次コピーしていくので、高精度で多数の出力段の電流源に電流をコピーすることができるとともに、コピー動作の時間を短縮することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の電流発生装置及び電流発生方法は、一つの基準電流源に接続された電流源の電流を従属電流源にコピーするとともに、その従属電流源を新たな基準電流源として同一電流を順次コピーしていくので、高精度で多数の出力段の電流源に電流をコピーすることができるとともに、コピー動作の時間を短縮することができるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明の実施の形態の電流発生装置の構成を示す回路図である。この電流発生装置は、基本的には図３に示す電流発生装置に対し、ＰチャネルＭＯＳトランジスタで構成した従属電流源を追加したものであり、一度校正された電流源を新たな基準電流源として用いることを特徴としている。
【００１５】
すなわち、基準電流源である定電流源１から供給された電流により同一電流を発生する複数の主電流源と、それらの主電流源にそれぞれ接続されて同一電流を発生する複数の従属電流源とからなる第１の電流源回路と、上記各従属電流源から供給された電流によりそれぞれ同一電流を発生する複数の主電流源と、それらの主電流源にそれぞれ接続されて同一電流を発生する複数の従属電流源とからなる第２の電流源回路とを有している。また、定電流源１を上記第１の電流源回路の各主電流源に順次接続する機能と、第１の電流源回路の各主電流源をそれぞれの従属電流源に順次接続する機能とを有する複数のスイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３からなるスイッチ回路と、第１の電流源回路の各従属電流源を第２の電流源回路のそれぞれの主電流源に順次接続する機能と、第２の電流源回路の各主電流源をそれぞれの従属電流源に順次接続する機能とを有する複数のスイッチＳＷ１１，ＳＷ１２，ＳＷ１３からなるスイッチ回路とを備えている。
【００１６】
上記第１の電流源回路の各主電流源は、ＮチャネルＭＯＳトランジスタＮＴ１，ＮＴ２，ＮＴ３とそれらのゲートに接続されたキャパシタＣ１１，Ｃ１２，Ｃ１３からなり、ＮチャネルＭＯＳトランジスタＮＴ１，ＮＴ２，ＮＴ３のドレイン−ゲート間にはスイッチＳ１１，Ｓ１２，Ｓ１３が接続されている。また、第１の電流源回路の各従属電流源は、ＰチャネルＭＯＳトランジスタＰＴ１，ＰＴ２，ＰＴ３とそれらのゲートに接続されたキャパシタＣ１，Ｃ２，Ｃ３からなり、ＰチャネルＭＯＳトランジスタＰＴ１，ＰＴ２，ＰＴ３のドレイン−ゲート間にはスイッチＳ１，Ｓ２，Ｓ３が接続されている。
【００１７】
上記第２の電流源回路の各主電流源は、ＮチャネルＭＯＳトランジスタＮＴ１１，ＮＴ１２，ＮＴ１３とそれらのゲートに接続されたキャパシタＣ３１，Ｃ３２，Ｃ３３からなり、ＮチャネルＭＯＳトランジスタＮＴ１１，ＮＴ１２，ＮＴ１３のドレイン−ゲート間にはスイッチＳ３１，Ｓ３２，Ｓ３３が接続されている。また、第２の電流源回路の各従属電流源は、ＰチャネルＭＯＳトランジスタＰＴ１１，ＰＴ１２，ＰＴ１３とそれらのゲートに接続されたキャパシタＣ２１，Ｃ２２，Ｃ２３からなり、ＰチャネルＭＯＳトランジスタＰＴ１１，ＰＴ１２，ＰＴ１３のドレイン−ゲート間にはスイッチＳ２１，Ｓ２２，Ｓ２３が接続されている。
【００１８】
なお、実施の形態では出力（１）〜（６）の同一電流を順次得る回路例について示しているが、各主電流源及び従属電流源を追加することにより、それ以上の出力を得ることができる。以下、実施の形態の電流発生方法について説明する。
【００１９】
１回目のコピー動作では、スイッチＳＷ１により定電流源１をＮチャネルＭＯＳトランジスタＮＴ１に接続するとともにスイッチＳ１１をオンして、ＮチャネルＭＯＳトランジスタＮＴ１に定電流源１の電流値をコピーする（定電流源１に流れる電流をＮチャネルＭＯＳトランジスタＮＴ１に流すときのゲート電圧をキャパシタＣ１１に記憶させる）。続いて、スイッチＳ１１をオフしてからスイッチＳＷ１によりＮチャネルＭＯＳトランジスタＮＴ１とＰチャネルＭＯＳトランジスタＰＴ１を接続するとともにスイッチＳ１をオンして、ＰチャネルＭＯＳトランジスタＰＴ１にも同一の電流が流れるようにする（この電流がＰチャネルＭＯＳトランジスタＰＴ１に流れるときのゲート電圧をキャパシタＣ１に記憶させる）。
【００２０】
２回目のコピー動作では、スイッチＳＷ２により定電流源１をＮチャネルＭＯＳトランジスタＮＴ２に接続して同様に同一の電流値をコピーすると同時に、スイッチＳ１をオフしてからスイッチＳＷ１とＳＷ１１を切り換えてＰチャネルＭＯＳトランジスタＰＴ１をＮチャネルＭＯＳトランジスタＮＴ１１に接続して同一の電流値をコピーする。続いて、スイッチＳＷ２によりＮチャネルＭＯＳトランジスタＮＴ２とＰチャネルＭＯＳトランジスタＰＴ２を接続するとともに、スイッチＳＷ１１によりＮチャネルＭＯＳトランジスタＮＴ１１とＰチャネルＭＯＳトランジスタＰＴ１１を接続し、ＰチャネルＭＯＳトランジスタＰＴ２とＰチャネルＭＯＳトランジスタＰＴ１１にも同一の電流が流れるようにする。
【００２１】
３回目のコピー動作では、定電流源１をＮチャネルＭＯＳトランジスタＮＴ３に接続して同様に同一の電流値をコピーすると同時に、ＰチャネルＭＯＳトランジスタＰＴ１をＮチャネルＭＯＳトランジスタＮＴ１２に接続して同一の電流値をコピーするとともに、ＰチャネルＭＯＳトランジスタＰＴ２をＮチャネルＭＯＳトランジスタＮＴ１３に接続して同一の電流値をコピーする。続いて、ＮチャネルＭＯＳトランジスタＮＴ３とＰチャネルＭＯＳトランジスタＰＴ３を接続するとともに、ＮチャネルＭＯＳトランジスタＮＴ１２とＰチャネルＭＯＳトランジスタＰＴ１２を接続し、ＮチャネルＭＯＳトランジスタＮＴ１３とＰチャネルＭＯＳトランジスタＰＴ１３を接続する。そして、ＰチャネルＭＯＳトランジスタＰＴ３とＰチャネルＭＯＳトランジスタＰＴ１２及びＰチャネルＭＯＳトランジスタＰＴ１３にも同一の電流が流れるようにする。
【００２２】
このように、実施の形態では、定電流源１を複数の電流源に順次接続してそれらの電流源に同一電流を順次発生させるとともに、上記複数の電流源をそれらの電流源と一対に設けられた各々の従属電流源にそれぞれ接続して同一電流を発生させ、それらの従属電流源を新たな基準電流源として更に別の電流源にそれぞれ接続して同一電流を発生させる。
【００２３】
すなわち、時間の経過とともに基準電流源を言わば指数関数的に増加させていくようにしており、これにより、高精度で多数の出力段の電流源に電流をコピーすることができるとともに、システム全体でのコピー動作に要する時間を短縮することができる。
【００２４】
図３の回路構成では、ｎ回のコピー動作後にｎ個の出力が得られたが、実施の形態の図１の回路構成では、ｎ回のコピー動作後に最大１＋２＋……＋ｎ＝ｎ×（ｎ＋１）／２個の出力を得ることができ、全体のコピー動作の時間を低減することができる。
【００２５】
また、図１においてＰチャネルＭＯＳトランジスタとＮチャネルＭＯＳトランジスタの役割を入れ替えることができる。すなわち、定電流源１をスイッチＳＷ１，ＳＷ２及びＳＷ３とグランド（接地）の間に設けるとともに、ＰチャネルＭＯＳトランジスタＰＴ１，ＰＴ２，ＰＴ３とそれらのゲートに接続されたキャパシタＣ１，Ｃ２，Ｃ３を第１の電流源回路の各主電流源とし、ＮチャネルＭＯＳトランジスタＮＴ１，ＮＴ２，ＮＴ３とそれらのゲートに接続されたキャパシタＣ１１，Ｃ１２，Ｃ１３を第１の電流源回路の各従属電流源とし、ＰチャネルＭＯＳトランジスタＰＴ１１，ＰＴ１２，ＰＴ１３とそれらのゲートに接続されたキャパシタＣ２１，Ｃ２２，Ｃ２３を第２の電流源回路の各主電流源とし、ＮチャネルＭＯＳトランジスタＮＴ１１，ＮＴ１２，ＮＴ１３とそれらのゲートに接続されたキャパシタＣ３１，Ｃ３２，Ｃ３３を第２の電流源回路の各従属電流源としてもよい。
【００２６】
なお、本発明の電流発生装置は、前述の有機ＥＬ素子の駆動回路のみならず、他の半導体装置やディスプレイドライバなどにも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施の形態の電流発生装置の構成を示す回路図である。
【図２】同一電流を発生する従来の電流発生装置の構成を示す回路図である。
【図３】単一の電流源を用いた他の従来の電流発生装置の構成を示す回路図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  定電流源
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ１３，Ｃ２１，Ｃ２２，Ｃ２３，Ｃ３１，Ｃ３２，Ｃ３３  キャパシタ
ＮＴ１，ＮＴ２，ＮＴ３，ＮＴ１１，ＮＴ１２，ＮＴ１３  ＮチャネルＭＯＳトランジスタ
ＰＴ１，ＰＴ２，ＰＴ３，ＰＴ１１，ＰＴ１２，ＰＴ１３  ＰチャネルＭＯＳトランジスタ
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ２１，Ｓ２２，Ｓ２３，Ｓ３１，Ｓ３２，Ｓ３３  スイッチ
ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ１１，ＳＷ１２，ＳＷ１３  スイッチ
【図１】
2008070793.tif 000003
【図２】
2008070793.tif 000004
【図３】
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