(57)【要約】      （修正有）【課題】温度の変化に対して、発光素子の温度特性だけでなく、前段側の差動増幅回路の出力特性と最終段の駆動回路の入力特性との電気的な整合をとることができる発光素子ドライバ回路の提供。【解決手段】入力信号の差動増幅を行う２段の差動増幅回路１、２と、その差動増幅回路２の出力信号に基づいて発光素子を発光させる駆動回路３とを備え、差動増幅回路１、２および駆動回路３は、定電流源４〜６をそれぞれ有し、制御回路７〜９は各定電流源４〜６に供給する各電流値を任意に設定できる。また、制御回路７〜９は、発光素子Ｄ１の温度特性や差動増幅回路１、２を構成するトランジスタの温度特性を補償する補償回路と差動増幅回路１、２のカレントミラー回路または駆動回路３のカレントミラー回路に任意に設定された各電流を供給する電流制御回路とこの電流制御回路の発生する電流値を任意に設定する基準電流設定器とから構成されている。【選択図】図１
2005260001.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号を受けて差動増幅を行う差動対からなる第１トランジスタおよびその第１トランジスタに定電流を供給する第１定電流源を有する少なくとも１つの差動増幅回路と、
前記差動増幅回路の出力信号を受けて発光素子を駆動する差動対からなる第２トランジスタおよびその第２トランジスタに定電流を供給する第２定電流源を有する駆動回路と、
前記第１電流源および前記第２定電流源が供給する各電流を任意に設定でき、この設定電流値の所定倍になるようにその各定電流源の供給電流を制御すると共に、供給する各電流を前記発光素子の温度特性や前記差動増幅回路を構成するトランジスタの温度特性を補償する機能を有する少なくとも１つの制御回路と、
を備えていることを特徴とする発光素子ドライバ回路。
【請求項２】
前記第１定電流源は第１カレントミラー回路からなり、前記第２定電流源は第２カレントミラー回路からなることを特徴とする請求項１に記載の発光素子ドライバ回路。
【請求項３】
前記制御回路は、発光素子の温度特性や前記差動増幅回路を構成するトランジスタの温度特性を補償する補償回路と、
前記第１カレントミラー回路または前記第２カレントミラー回路に任意に設定された各電流を供給する電流制御回路と、
前記電流制御回路の発生する電流値を任意に設定する基準電流設定器と、
を備えていることを特徴とする請求項２に記載の発光素子ドライバ回路。
【請求項４】
前記電流制御回路は、前記基準電流設定器の設定と前記補償回路の出力とを受けて基準電流を発生する基準電流発生回路と、
前記基準電流発生回路の発生する基準電流に基づき、その基準電流値の所定倍からなる電流をそれぞれ生成する第３カレントミラー回路とを備え、
前記第３カレントミラー回路の生成する各電流に基づいて前記第１カレントミラー回路または前記第２カレントミラー回路をそれぞれ制御するように構成することを特徴とする請求項３に記載の発光素子ドライバ回路。
【請求項５】
前記補償回路は、前記発光素子の温度特性または前記差動増幅回路におけるトランジスタの温度特性に対して、正または負の温度傾斜を設定ができる機能を備えたことを特徴とする請求項４に記載の発光素子ドライバ回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力信号を増幅して発光素子（LEDやレーザダイオードなど）に駆動電流を流す発光素子ドライバ回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の発光素子ドライバ回路として、発光素子の駆動回路の他に、発光素子の光出力をモニタするフォトダイオードと、このフォトダイオードの出力電流から発光素子のバイアス電流を制御する制御回路を備えたものが知られている。（例えば、特許文献１を参照）
また、従来の発光素子ドライバ回路として、図３に示すようなものが知られている。この発光素子ドライバ回路は、図３に示すように、入力信号の差動増幅を行う差動増幅回路１および差動増幅回路２と、その差動増幅回路２の出力信号に基づいて発光素子Ｄ１を発光させる駆動回路３と、を備えている。
【０００３】
差動増幅回路１、２は、それぞれ定電流源４、５を含んでいる。定電流源４、５が差動増幅回路１、２に供給する各定電流は、定電圧回路Ｃ１の出力電圧Ｖ１で決まる値に固定されている。
【０００４】
駆動回路３は、差動対のＭＯＳトランジスタＭ１、Ｍ２と、抵抗Ｒ１、Ｒ２と、定電流源６とを備えている。定電流源６がＭＯＳトランジスタＭ１、Ｍ２に供給する電流は、電流制御回路ＭＤ１の出力電圧Ｖ３により制御できるようになっている。
【０００５】
【特許文献１】特開平５−１３８４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図３に示す従来の発光素子ドライバ回路では、電流制御回路ＭＤ１の出力電圧Ｖ２を調整することで定電流源６の電流を制御できる、発光素子に流れる電流を設定することができる。
【０００７】
しかし、定電流源４、５が差動増幅回路１、２に供給する電流は定電圧回路Ｃ１の出力電圧Ｖ１で固定されているので、差動増幅回路１、２の回路特性は固定されている。
【０００８】
このため、最終段の駆動回路３と、その前段側の差動増幅回路１、２との整合が温度など環境の変化によってはとれない場合があり、この場合には所望の回路特性が得られなかったり、回路特性が不安定になったりするという不具合があった。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、温度の変化に対して、発光素子の温度特性だけでなく、前段側の差動増幅回路と最終段の駆動回路との電気的な整合をとり、全体として所望の回路特性を実現でき、かつ回路特性の安定化が図れるようにした発光素子ドライバ回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決し、本発明の目的を達成するために、以下のように構成した。
【００１１】
すなわち、入力信号を受けて差動増幅を行う差動対からなる第１トランジスタおよびその第１トランジスタに定電流を供給する第１定電流源を有する少なくとも１つの差動増幅回路と、前記差動増幅回路の出力信号を受けて発光素子を駆動する差動対からなる第２トランジスタおよびその第２トランジスタに定電流を供給する第２定電流源を有する駆動回路と、前記第１電流源および前記第２定電流源が供給する各電流を任意に設定でき、この設定電流値の所定倍になるようにその各定電流源の供給電流を制御すると共に、供給する各電流を前記発光素子の温度特性や前記差動増幅回路を構成するトランジスタの温度特性を補償する機能を有する少なくとも１つの制御回路と、を備えている
この発光素子ドライバ回路において、前記第１定電流源は第１カレントミラー回路からなり、前記第２定電流源は第２カレントミラー回路からなるようにした。
【００１２】
前記制御回路は、発光素子の温度特性や前記差動増幅回路を構成するトランジスタの温度特性を補償する補償回路と、前記第１カレントミラー回路または前記第２カレントミラー回路に任意に設定された各電流を供給する電流制御回路と、前記電流制御回路の発生する電流値を任意に設定する基準電流設定器と、を備えている。
【００１３】
また、前記電流制御回路は、前記基準電流設定器の設定と前記補償回路の出力とを受けて基準電流を発生する基準電流発生回路と、前記基準電流発生回路の発生する基準電流に基づき、その基準電流値の所定倍からなる電流をそれぞれ生成する第３カレントミラー回路とを備え、前記第３カレントミラー回路の生成する各電流に基づいて前記第１カレントミラー回路または前記第２カレントミラー回路をそれぞれ制御するような構成となるようにした。
【００１４】
さらに、前記補償回路は、前記発光素子の温度特性または前記差動増幅回路におけるトランジスタの温度特性に対して、正の温度傾斜または負の温度傾斜を設定ができる機能を備えている。
【発明の効果】
【００１５】
このような構成からなる本発明によれば、温度の変化に対して、発光素子の温度特性だけでなく、前段側の差動増幅回路の出力特性と最終段の駆動回路の入力特性との電気的な整合がとることができるので、全体として所望の回路特性を実現と安定化が可能で、かつ光通信システムとしての安定化も図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明による発光素子ドライバ回路の実施の形態について説明する。
【実施例１】
【００１７】
図１は、本発明の実施形態の構成を示す回路図である。
【００１８】
この実施形態に係る発光素子ドライバ回路は、図１に示すように、入力信号の差動増幅を行う２段からなる差動増幅回路１、２と、その差動増幅回路２の出力信号に基づいて発光素子を発光させる駆動回路３と、を備えている。
【００１９】
さらに、差動増幅回路１、２および駆動回路３は、定電流を供給する定電流源４〜６をそれぞれ有し、制御回路７〜９はそれぞれその各定電流源４〜６に供給する各電流値を任意に設定でき、この設定電流値になるようにその各定電流源４〜６の供給電流を制御するようになっている。
【００２０】
差動増幅回路１は、入力信号を差動増幅するように構成されている。定電流源４は、要部の回路の一例として図２に示すように、ＭＯＳトランジスタＭ２９とＭＯＳトランジスタ（図示せず）からなるカレントミラー回路から構成されている。
【００２１】
差動増幅回路２は、差動増幅回路１の出力信号を差動増幅するように構成されている。定電流源５は、定電流源４と同様にＭＯＳトランジスタ（図示せず）からなるカレントミラー回路から構成されている。
【００２２】
駆動回路３は、図１に示すように、差動対のＭＯＳトランジスタＭ１、Ｍ２と、抵抗Ｒ１、Ｒ２と、発光素子Ｄ１と、定電流源６とを備え、差動増幅回路２の出力信号に応じて発光素子Ｄ１に駆動電流を流し、この駆動電流により発光素子Ｄ１を発光させるようになっている。定電流源６は、定電流源４および定電流源５と同様にＭＯＳトランジスタ（図示せず）からなるカレントミラー回路から構成されている。
【００２３】
また、制御回路７〜９は、発光素子Ｄ１の温度特性や差動増幅回路１、２を構成するトランジスタの温度特性を補償する補償回路と差動増幅回路１、２のカレントミラー回路または駆動回路３のカレントミラー回路に任意に設定された各電流を供給する電流制御回路とこの電流制御回路の発生する電流値を任意に設定する基準電流設定器とから構成されている。
【００２４】
次に、図１に示す制御回路７〜９における要部の回路の一例として具体的な構成について、図２を参照して説明する。
【００２５】
制御回路７〜９は、図２に示すように、発光素子の温度特性または前記差動増幅回路を構成するトランジスタの温度特性を補償する補償回路ＴＣと、基準電流Ｉを発生する基準電流発生回路２１と、基準電流発生回路２１が発生する基準電流Ｉの電流値を任意に設定する基準電流設定器ＶＲ、基準電流発生回路２１の発生する基準電流Ｉに基づいてそのｋ倍の電流ｋＩを生成するカレントミラー回路２３と、を備えている。
【００２６】
基準電流発生回路２１は、差動増幅器２４と、Ｎ型のＭＯＳトランジスタＭ２１〜Ｍ２６から構成される。
【００２７】
差動増幅器２４は、ＭＯＳトランジスタＭ２３のソースの電圧を補償回路ＴＣの出力である基準電圧ＶＴＣと比較し、その比較結果に応じた出力電圧をＭＯＳトランジスタＭ２３、Ｍ２４の各ゲートにそれぞれ供給するようになっている。ＭＯＳトランジスタＭ２３のドレインは、ＭＯＳトランジスタＭ２１を介して電源に接続されている。ＭＯＳトランジスタＭ２１とＭＯＳトランジスタＭ２２は、カレントミラー回路を形成している。
【００２８】
ＭＯＳトランジスタＭ２２、ＭＯＳトランジスタＭ２４、およびＭＯＳトランジスタＭ２５は、電源とグランドとの間に直列に接続されている。また、ＭＯＳトランジスタＭ２５とＭＯＳトランジスタＭ２６は、カレントミラー回路を形成している。
【００２９】
基準電流設定器ＶＲは、図２に示すように、可変抵抗器からなり、この可変抵抗器は、その一端側の端子がＭＯＳトランジスタＭ２３のソースに接続され、その他端側の端子がグランドに接続されている。
【００３０】
カレントミラー回路２３は、Ｎ型のＭＯＳトランジスタＭ２７〜Ｍ２９からなり、ＭＯＳトランジスタＭ２７には、基準電流発生回路２１で発生させた基準電流Ｉと同一の電流Ｉが流れるようになっている。そして、ＭＯＳトランジスタＭ２８には、その基準電流Ｉをｋ倍した電流ｋＩが流れるようになっている。
【００３１】
このために、ＭＯＳトランジスタＭ２８のトランジスタサイズは、ＭＯＳトランジスタＭ２７のトランジスタサイズのｋ倍になっている。
【００３２】
ここで、ＭＯＳトランジスタＭ２８に流れる電流ｋＩは、図１の定電流源４〜６の何れかに供給されるようになっている。例えば、定電流源４は、図２に示すＭＯＳトランジスタＭ２９とＭＯＳトランジスタ（図示せず）からなり、この両トランジスタがカレントミラー回路を形成している。すなわち、定電流源４の電流は電流ｋＩの値の所定倍になるように設定される。
【００３３】
次に、このような構成からなる実施形態の動作の一例について、図面を参照して説明する。
【００３４】
いま、差動増幅回路１に差動形態の入力信号が入力されると、この入力信号は２段の差動増幅回路１、２でそれぞれ差動増幅される。差動増幅回路２の出力信号が駆動回路３に入力されると、駆動回路３はその入力信号に応じて発光素子Ｄ１に駆動電流を流し、この駆動電流により発光素子Ｄ１が発光する。
【００３５】
一方、要部の回路の一例として図２に示した制御回路は、以下のようにして差動増幅回路１、２と駆動回路３のそれぞれの定電流源４〜６に供給する各電流を制御する。
【００３６】
すなわち、差動増幅器２４は、ＭＯＳトランジスタＭ２３のソースと基準電流設定器ＶＲの共通接続点の電位Ｖｏｕｔを補償回路ＴＣの出力である基準電圧ＶＴＣと比較し、その電位Ｖｏｕｔが基準電圧ＶＴＣと一致するようにＭＯＳトランジスタＭ２３のオン抵抗を制御する。このため、ＭＯＳトランジスタＭ２３に流れる電流Ｉは、基準電流設定器ＶＲの可変抵抗値をＲとすると、電位Ｖｏｕｔを抵抗値Ｒで割った電流値が流れるようになる。
【００３７】
この電流が基準電流Ｉとなり、この基準電流ＩがＭＯＳトランジスタＭ２３に直列に接続されるＭＯＳトランジスタＭ２１にも流れる。また、ＭＯＳトランジスタＭ２１とＭＯＳトランジスタＭ２２はカレントミラー回路を構成するので、その基準電流ＩがＭＯＳトランジスタＭ２２に流れる。さらに、基準電流ＩはＭＯＳトランジスタＭ２５にも流れ、ＭＯＳトランジスタＭ２５とＭＯＳトランジスタＭ２６はカレントミラー回路を構成するので、その基準電流ＩはＭＯＳトランジスタＭ２６にも流れる。
【００３８】
ＭＯＳトランジスタＭ２６とＭＯＳトランジスタＭ２７とは直列に接続されるので、ＭＯＳトランジスタＭ２７に基準電流Ｉが流れる。
【００３９】
ここで、ＭＯＳトランジスタＭ２７は、ＭＯＳトランジスタＭ２８とカレントミラー回路を構成し、ＭＯＳトランジスタＭ２８の各トランジスタサイズをＭＯＳトランジスタＭ２７のトランジスタサイズと異なる大きさにすることで、基準電流Ｉに比例した電流値を得ることが出来る。このため、ＭＯＳトランジスタＭ２８には、その基準電流Ｉをｋ倍した電流ｋＩが流れる。
【００４０】
ＭＯＳトランジスタＭ２８に流れる電流ｋＩは、図１の定電流源４〜６の何れかに供給される。例えば、ここでは図１の定電流源４に供給されたとする。図１の定電流源４は、図２に示すＭＯＳトランジスタＭ２９とＭＯＳトランジスタ（図示せず）からなり、この両トランジスタがカレントミラー回路を形成している。そして、この両トランジスタのサイズ比はｔ倍になっているとすると、差動増幅回路１には、大きさが（ｋＩ×ｔ）の電流が供給される。
【００４１】
また、ここで基準電流発生回路２１の端子ＩＮに入力され、基準の電圧となる基準電圧ＶＴＣは、補償回路ＴＣからの出力である。この出力電圧は、温度変化によりその値が変化し、このため、基準電流発生回路２１で発生する基準電流Ｉも変化することになる。この変化量を発光素子の温度特性または差動増幅回路におけるトランジスタの温度特性に設定することで、発光素子の発光特性や前段側の差動増幅回路の出力特性と最終段の駆動回路の入力特性との電気的な整合がとることができる。
【００４２】
以上説明したように、この実施形態では、差動増幅回路１、２の各電圧利得を可変できるとともに、その各電圧利得を任意の値に設定することができ、かつ、発光素子の温度特性または差動増幅回路におけるトランジスタの温度特性を考慮した設定が可能なようにした。このため、例えば設計段階において、差動増幅回路１、２と駆動回路３の回路特性の整合をとることができ、全体として回路特性および光通信システムとしての安定化を実現できる。
【００４３】
なお、上記の実施形態では、差動増幅回路を２段の構成としたが、これを１段または３段にしても良い。
【００４４】
また、基準電流設定器ＶＲを可変抵抗器としたが、固定抵抗器としても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の実施形態の構成を示す回路図である。
【図２】図１の制御回路における具体的な回路構成の一例を示す回路図である。
【図３】従来回路の構成を示す回路図である。
【符号の説明】
【００４６】
Ｍ１、Ｍ２はＭＯＳトランジスタ、Ｄ１は発光素子、１、２は差動増幅回路、３は駆動回路、４〜６は定電流源、７〜８は制御回路、ＭＤ１〜３は電流制御回路、ＶＲ１〜３は基準電流設定器、ＴＣ１〜３は補償回路、ＭＤは制御回路、２１は基準電流発生回路、ＴＣは補償回路、Ｍ２１〜Ｍ２９はＭＯＳトランジスタ、ＶＲは基準電流設定器、２３はカレントミラー回路、Ｃ１は定電圧回路である。
【図１】
2005260001.tif 000003
【図２】
2005260001.tif 000004
【図３】
2005260001.tif 000005