(57)【要約】【課題】駆動電圧を駆動回路へ安定的に供給しつつ、部品点数を少なくすることができる電流駆動装置を提供する。【解決手段】パワートランジスタ３の主端子および制御端子が主端子接続端子１３および制御端子接続端子１４にそれぞれ接続されることにより、第１の電源４の電圧を所定の目標出力電圧に降圧する３端子レギュレータ１０として機能する３端子レギュレータ構成回路１２と、第１の電源４より低い電圧を出力する第２の電源６からの電力を用いて、３端子レギュレータ構成回路１２がパワートランジスタ３の制御端子に印加する目標出力電圧に対応する制御電圧を設定する電圧設定回路１８と、制御端子接続端子１４に接続され、第１の電源４から電力が供給されると、３端子レギュレータ構成回路１２の出力電圧ＶＯＵＴが予め定められた電圧ＶＣ以下となるようにパワートランジスタ３の制御端子に印加される制御電圧を制御する電圧制限回路１９とを備える。【選択図】図１
2012009651.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主端子の一方が第１の電源に接続されるパワートランジスタの主端子の他方が接続される主端子接続端子と、
前記パワートランジスタの制御端子が接続される制御端子接続端子と、
前記主端子接続端子および前記制御端子接続端子に前記パワートランジスタの前記主端子の他方および前記制御端子がそれぞれ接続された状態で、目標出力電圧に対応する制御電圧を出力電圧に基づいて変化させて前記パワートランジスタの制御端子に印加することによって、前記第１の電源の電圧を前記パワートランジスタにより降圧するとともに当該降圧する電圧を前記目標出力電圧にフィードバック制御して前記出力電圧として出力する３端子レギュレータ構成回路と、
前記出力電圧を用いて被駆動装置を駆動する駆動電流を生成する駆動回路と、
前記第１の電源より低い電圧を出力する第２の電源に接続され、前記第２の電源からの電力を用いて、前記３端子レギュレータ構成回路が前記パワートランジスタの制御端子に印加する前記目標出力電圧に対応する制御電圧を設定する電圧設定回路と、
前記制御端子接続端子に接続され、前記第１の電源から電力が供給されると、前記３端子レギュレータ構成回路の出力電圧が予め定められた電圧以下となるように前記パワートランジスタの制御端子に印加される制御電圧を維持する電圧制限回路と、を備える、電流駆動装置。
【請求項２】
前記パワートランジスタの制御端子は、第１の抵抗素子を介して前記第１の電源に接続されており、
前記電圧設定回路は、前記第２の電源からの電力を用いて前記目標出力電圧に対応するグランドを基準とした設定電圧を生成し、当該生成した設定電圧を前記３端子レギュレータ構成回路に与えるよう構成されており、
前記３端子レギュレータ構成回路は、
前記主端子接続端子に一端が接続されるとともに他端がグランドに接続され、前記出力電圧を分圧する第１分圧抵抗回路と、
主端子の一方が前記制御端子接続端子に接続され、主端子の他方に前記電圧設定回路の前記設定電圧が与えられ、制御端子に前記第１分圧抵抗回路で分圧された電圧が印加される第１の制御トランジスタと、を有する、請求項１に記載の電流駆動装置。
【請求項３】
前記電圧制限回路は、
前記制御端子接続端子に一端が接続された第２の抵抗素子と、
主端子の一方が前記第２の抵抗素子の他端に接続され、主端子の他方がグランドに接続された第２の制御トランジスタと、
主端子の一方が第３の抵抗素子を介して前記制御端子接続端子に接続されるとともに前記第２の制御トランジスタの制御端子に接続され、主端子の他方がグランドに接続され、前記第２の電源の電圧が所定電圧以上である場合にオンして前記第２の制御トランジスタの制御端子をグランドに接続させる第３の制御トランジスタと、を有する、請求項２に記載の電流駆動装置。
【請求項４】
前記電圧制限回路は、
前記第１の電源で動作し、前記第２の電源からの電圧を検出する電圧検出回路と、
前記制御端子接続端子に一端が接続された第４の抵抗素子と、
主端子の一方が前記第４の抵抗素子の他端に接続され、主端子の他方がグランドに接続され、制御端子が前記電圧検出回路の出力端子に接続された第４の制御トランジスタと、を有し、
前記電圧検出回路は、検出された電圧が所定の閾値電圧未満である場合に前記第４の制御トランジスタをオンさせるよう構成されている、請求項２に記載の電流駆動装置。
【請求項５】
前記電圧制限回路は、前記制御端子接続端子に接続され、前記パワートランジスタの制御端子に印加される制御電圧が所定電圧以上となった場合に、当該制御電圧を当該所定電圧に保持するクランプ回路を有している、請求項２に記載の電流駆動装置。
【請求項６】
前記主端子接続端子、前記制御端子接続端子、前記３端子レギュレータ構成回路、前記駆動回路、前記電圧設定回路、および前記電圧制限回路は、１つの集積回路として構成されている、請求項１に記載の電流駆動装置。
【請求項７】
前記被駆動装置は、レーザダイオードであり、前記駆動回路は、前記レーザダイオードに流れる駆動電流を生成するレーザ電流駆動回路である、請求項１に記載の電流駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被駆動装置に供給する駆動電流を制御する電流駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ディスク装置のピックアップ機構に用いられるレーザダイオードなどの被駆動装置に供給する駆動電流を制御する電流駆動装置が知られている。特に青色レーザダイオード等のように、比較的大きい駆動電流（駆動電圧）を必要とする被駆動装置のための電流駆動装置においては、被駆動装置を駆動する駆動回路に供給する出力電圧として電流駆動装置を制御するための制御電圧（例えば５Ｖ）より高い電圧（例えば８〜１０Ｖ）が必要となる。
【０００３】
このような駆動電圧を生成するための構成として例えば特許文献１のような構成が知られている。特許文献１の構成においては、レーザドライバ自身の駆動に用いられる電源電圧（例えば５V）より高い電圧（例えば１２Ｖ）を出力する外部の電源からレーザダイオードを駆動する電圧を調整して出力する電圧可変レギュレータおよびこれを制御するコントローラなどが設けられており、電圧可変レギュレータの出力電圧をコントローラで制御することによりレーザダイオードを駆動する電圧を最適化している。この場合、電圧可変レギュレータは外部の電源で駆動し、当該外部の電源の電圧を目標電圧まで降下させた上で当該目標電圧を保持するようにフィードバック制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１３０１０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の構成においては、ピックアップ機構の外部に電圧可変レギュレータおよびそれを制御するコントローラなどが必要となるため、部品点数が多くなり、コストが高い、あるいは装置の小型化が難しいといった問題がある。
【０００６】
これを解決するために、レーザドライバの内部にレギュレータ回路を組み込むこととすると、レーザドライバの制御電源でレギュレータ回路を制御することになるため、レーザドライバには、レーザドライバ（レギュレータ回路）の制御電圧を生成する制御電源（例えば５Ｖの電圧源）とこれより高い電圧を有する駆動電圧（レギュレータ回路の出力電圧）を生成する出力電源（例えば１２Ｖの電圧源）との２つの電源から電力が供給されることとなる。この場合、２つの電源の投入順序が問題となる。すなわち、制御電源の投入前に出力電源がレギュレータ回路に投入された場合、レギュレータ回路が制御されることなく出力電源から出力された電圧（例えば１２Ｖ）を出力するため、駆動電圧が駆動回路の耐圧（例えば１０Ｖ）より高くなり、駆動回路および被駆動装置を破損してしまうおそれがある。
【０００７】
そこで、本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、駆動電圧を駆動回路へ安定的に供給しつつ、部品点数を少なくすることができる電流駆動装置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】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明に係る電流駆動装置は、主端子の一方が第１の電源に接続されるパワートランジスタの主端子の他方が接続される主端子接続端子と、前記パワートランジスタの制御端子が接続される制御端子接続端子と、前記主端子接続端子および前記制御端子接続端子に前記パワートランジスタの前記主端子の他方および前記制御端子がそれぞれ接続された状態で、目標出力電圧に対応する制御電圧を出力電圧に基づいて変化させて前記パワートランジスタの制御端子に印加することによって、前記第１の電源の電圧を前記パワートランジスタにより降圧するとともに当該降圧する電圧を前記目標出力電圧にフィードバック制御して前記出力電圧として出力する３端子レギュレータ構成回路と、前記出力電圧を用いて被駆動装置を駆動する駆動電流を生成する駆動回路と、前記第１の電源より低い電圧を出力する第２の電源に接続され、前記第２の電源からの電力を用いて、前記３端子レギュレータ構成回路が前記パワートランジスタの制御端子に印加する前記目標出力電圧に対応する制御電圧を設定する電圧設定回路と、前記制御端子接続端子に接続され、前記第１の電源から電力が供給されると、前記３端子レギュレータ構成回路の出力電圧が予め定められた電圧以下となるように前記パワートランジスタの制御端子に印加される制御電圧を維持する電圧制限回路と、を備える。
【０００９】
上記構成によれば、パワートランジスタが電流駆動装置に接続されることにより、電流駆動装置に３端子レギュレータが組み込まれた構成となり、３端子レギュレータ構成回路が第１の電源より低い電圧を出力する第２の電源の電圧を用いて、電圧設定回路から出力される電圧に基づいた制御電圧がパワートランジスタの制御端子に印加されることによって第１の電源の電圧がパワートランジスタにより目標出力電圧に降圧されるように、フィードバック制御する。さらに、上記構成によれば、パワートランジスタの制御端子に接続された電圧制限回路が設けられており、第１の電源からの電力供給時において３端子レギュレータ構成回路の出力電圧が予め定められた電圧以下となるように制御電圧が維持されるため、３端子レギュレータを制御するための第２の電源が投入される前に３端子レギュレータ構成回路の出力電圧を生成する第１の電源が投入された場合でも、３端子レギュレータ構成回路の出力電圧が駆動回路の耐圧を超えることを防止することができる。これにより、２つの電源の投入順序に拘らず駆動電圧を駆動回路へ安定的に供給することができる。しかも、３端子レギュレータを電流駆動装置に組み込むことができるため、部品点数を少なくすることができる。さらに、３端子レギュレータを構成する要素のうち、パワートランジスタを外付けとすることにより、電流駆動装置内で発熱量が増加したり、電流駆動装置を構成する集積回路面積を小さくすることができる。
【００１０】
前記パワートランジスタの制御端子は、第１の抵抗素子を介して前記第１の電源に接続されており、前記電圧設定回路は、前記第２の電源からの電力を用いて前記目標出力電圧に対応するグランドを基準とした設定電圧を生成し、当該生成した設定電圧を前記３端子レギュレータ構成回路に与えるよう構成されており、前記３端子レギュレータ構成回路は、前記主端子接続端子に一端が接続されるとともに他端がグランドに接続され、前記出力電圧を分圧する第１分圧抵抗回路と、主端子の一方が前記制御端子接続端子に接続され、主端子の他方に前記電圧設定回路の前記設定電圧が与えられ、制御端子に前記第１分圧抵抗回路で分圧された電圧が印加される第１の制御トランジスタと、を有してもよい。これによれば、主端子接続端子にパワートランジスタの主端子を接続するとともに制御端子接続端子にパワートランジスタの制御端子を接続することにより、３端子レギュレータを容易に形成することができる。
【００１１】
さらに、前記電圧制限回路は、前記制御端子接続端子に一端が接続された第２の抵抗素子と、主端子の一方が前記第２の抵抗素子の他端に接続され、主端子の他方がグランドに接続された第２の制御トランジスタと、主端子の一方が第３の抵抗素子を介して前記制御端子接続端子に接続されるとともに前記第２の制御トランジスタの制御端子に接続され、主端子の他方がグランドに接続され、前記第２の電源の電圧が所定電圧以上である場合にオンして前記第２の制御トランジスタの制御端子をグランドに接続させる第３の制御トランジスタと、を有していてもよい。これによれば、第２の電源が投入されていないか第２の電源が投入されてからパワートランジスタの制御が可能な電圧まで立ち上がっていない場合に、パワートランジスタの制御端子には、第１の電源の電圧が第１の抵抗素子と第２の抵抗素子とで分圧されて印加される。従って、分圧比を適宜決定することにより、３端子レギュレータ構成回路の出力電圧を所望の（駆動回路の耐圧より小さい）電圧以下に容易に保持することができる。
【００１２】
前記電圧制限回路は、前記第１の電源で動作し、前記第２の電源からの電圧を検出する電圧検出回路と、前記制御端子接続端子に一端が接続された第４の抵抗素子と、主端子の一方が前記第４の抵抗素子の他端に接続され、主端子の他方がグランドに接続され、制御端子が前記電圧検出回路の出力端子に接続された第４の制御トランジスタと、を有し、前記電圧検出回路は、検出された電圧が所定の閾値電圧未満である場合に前記第４の制御トランジスタをオンさせるよう構成されていてもよい。これによれば、第２の電源が投入されていないか第２の電源が投入されてからパワートランジスタの制御が可能な電圧まで立ち上がっていない状態で第１の電源が投入された場合、パワートランジスタの制御端子には、第１の電源の電圧が第１の抵抗素子と第４の抵抗素子とで分圧されて印加される。従って、分圧比を適宜決定することにより、３端子レギュレータ構成回路の出力電圧を所望の（駆動回路の耐圧より小さい）電圧以下に容易に保持することができる。
【００１３】
前記電圧制限回路は、前記制御端子接続端子に接続され、前記パワートランジスタの制御端子に印加される制御電圧が所定電圧以上となった場合に、当該制御電圧を当該所定電圧に保持するクランプ回路を有していてもよい。これによれば、第２の電源の投入の有無に拘わらず、パワートランジスタの制御端子に印加される制御電圧が所定電圧以下に保持される。従って、簡単な構成で、３端子レギュレータ構成回路の出力電圧を所望の（駆動回路の耐圧より小さい）電圧以下に容易に保持することができる。
【００１４】
前記主端子接続端子、前記制御端子接続端子、前記３端子レギュレータ構成回路、前記駆動回路、前記電圧設定回路、および前記電圧制限回路は、１つの集積回路として構成されていてもよい。これにより、部品点数を少なくするとともに、集積回路の面積を小さくすることができる。
【００１５】
前記被駆動装置は、レーザダイオードであり、前記駆動回路は、前記レーザダイオードに流れる駆動電流を生成するレーザ電流駆動回路であってもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は以上に説明したように構成され、出力電圧を駆動回路へ安定的に供給しつつ、部品点数を少なくすることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る電流駆動装置が適用されたレーザダイオード装置の全体構成を示す概略回路図である。
【図２】図１に示される電流駆動装置の電圧設定回路の構成を示す概略回路図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る電流駆動装置が適用されたレーザダイオード装置の全体構成を示す概略回路図である。
【図４】本発明の第３実施形態に係る電流駆動装置が適用されたレーザダイオード装置の全体構成を示す概略回路図である。
【図５】図４に示される電流駆動装置の電圧検出回路の構成を示す概略回路図である。
【図６】本発明の第４実施形態に係る電流駆動装置が適用されたレーザダイオード装置の全体構成を示す概略回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、本発明に係る電流駆動装置の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下では全ての図を通じて同一又は相当する要素には同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する。以下では、被駆動装置がレーザダイオードであり、駆動回路がレーザダイオードに流れる駆動電流を生成するレーザ電流駆動回路であるレーザダイオード装置に電流駆動装置を適用した構成を例について説明する。
【００１９】
＜第１実施形態＞
図１は本発明の第１実施形態に係る電流駆動装置が適用されたレーザダイオード装置の全体構成を示す概略回路図である。図１に示すように、本実施形態の電流駆動装置１は、被駆動回路であるレーザダイオード２を駆動する駆動回路１１を有している。駆動回路１１は、後述する３端子レギュレータからの出力電圧に基づいて駆動電流を生成し、レーザダイオード２を駆動する。レーザダイオード２は、レーザダイオード駆動端子２０を介して電流駆動装置１に接続されている。
【００２０】
電流駆動装置１は、駆動回路１１に出力電圧を出力するための３端子レギュレータ構成回路１２を有している。３端子レギュレータ構成回路１２は、外部のパワートランジスタ３と接続されることにより、３端子レギュレータ１０を構成する。このため、電流駆動装置１には、３端子レギュレータ構成回路１２への入力端子として、パワートランジスタ３と接続するための主端子接続端子１３および制御端子接続端子１４を有している。
【００２１】
パワートランジスタ３は、例えば電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ）等で構成されており、主端子の一方（例えばドレイン端子）に接続された第１の電源（電圧源）４の電圧（例えば１２Ｖの電源電圧）を制御端子（例えばゲート端子）からの入力に基づいて所定の目標出力電圧（例えば８．６Ｖ）に降圧するものである。なお、パワートランジスタ３は、ＦＥＴだけでなく、他のトランジスタ（例えばバイポーラトランジスタ等）でも適用可能である。パワートランジスタ３の主端子の他方（例えばソース端子）は主端子接続端子１３に接続されており、パワートランジスタ３の制御端子は制御端子接続端子１４に接続されている。また、第１の電源４とパワートランジスタ３の制御端子との間には第１の抵抗素子５が設けられている。
【００２２】
３端子レギュレータ構成回路１２にパワートランジスタ３が接続されることにより構成される３端子レギュレータ１０は、第１の電源４に接続される箇所が入力端子ＩＮとして機能し、駆動回路１１に接続され、パワートランジスタ３により降圧された出力電圧を出力する箇所が出力端子ＯＵＴとして機能し、グランドに接続している箇所がグランド端子ＧＮＤとして機能する。本実施形態においては、パワートランジスタ３のソース端子が出力端子ＯＵＴに接続されている。
【００２３】
３端子レギュレータ構成回路１２には、主端子接続端子１３に接続され、出力電圧を分圧する第１分圧抵抗回路を構成する第５の抵抗素子１５および第６の抵抗素子１６が設けられている。第５の抵抗素子１５と第６の抵抗素子１６との接続点には、第１の制御トランジスタ１７の制御端子（例えばベース端子）が接続されている。第１の制御トランジスタ１７の主端子の一方（例えばコレクタ端子）は、制御端子接続端子１４に接続されている。第１の制御トランジスタ１７の主端子の他方（例えばエミッタ端子）には、３端子レギュレータ１０の目標出力電圧を設定する電圧設定回路１８が接続されている。電圧設定回路１８は、第１の電源４より低い電圧（例えば５Ｖの電源電圧）を出力する第２の電源（電圧源）６に接続され、当該第２の電源６から供給される電力を用いて、グランドを基準とする設定電圧ＶＳを第１の制御トランジスタ１７の主端子の他方に与える。３端子レギュレータ構成回路１２は、電圧設定回路１８から出力された設定電圧ＶＳに基づいてパワートランジスタ３の制御端子に目標出力電圧に対応する制御電圧を印加する。換言すると、電圧設定回路１８は、３端子レギュレータ構成回路１２に設定電圧ＶＳに応じた制御電圧をパワートランジスタ３の制御端子に印加させることにより、３端子レギュレータ１０が出力する出力電圧を目標出力電圧に設定する。
【００２４】
上記構成において、第１の制御トランジスタ１７のベース−エミッタ間電圧をＶＢＥ１とし、第５の抵抗素子１５の抵抗値をＲ２とし、第６の抵抗素子１６の抵抗値をＲ３とすると、出力端子ＯＵＴに印加される出力電圧ＶＯＵＴは、ＶＯＵＴ＝（ＶＢＥ１＋ＶＳ）・（Ｒ２＋Ｒ３）／Ｒ３となる。このように、パワートランジスタ３および３端子レギュレータ構成回路１２で構成される３端子レギュレータ１０は、第１の制御トランジスタ１７のベース−エミッタ間電圧ＶＢＥ１と電圧設定回路１８の設定電圧ＶＳとの和を、第５の抵抗素子１５の抵抗値と第６の抵抗素子１６の抵抗値との和に対する第６の抵抗素子１６の抵抗値の比率で除した電圧ＶＯＵＴを出力端子ＯＵＴから安定的に出力する。
【００２５】
上記構成によれば、主端子接続端子１３にパワートランジスタ３の主端子を接続するとともに制御端子接続端子１４にパワートランジスタ３の制御端子を接続することにより、３端子レギュレータ１０を容易に形成することができる。そして、パワートランジスタ３が電流駆動装置１に接続された状態となることにより、電流駆動装置１に３端子レギュレータ１０が組み込まれた構成となり、３端子レギュレータ１０が、第１の電源４より低い電圧を出力する第２の電源６の電圧を用いて、目標出力電圧に対応する制御電圧を出力電圧ＶＯＵＴに基づいて変化させてパワートランジスタ３の制御端子に印加することによって、第１の電源４の電圧をパワートランジスタ３により降圧するとともに当該降圧する電圧を目標出力電圧にフィードバック制御して出力電圧として出力する。
【００２６】
なお、本実施形態においては、３端子レギュレータ１０の発振成分を吸収するための位相補償回路として、パワートランジスタ３の主端子の他方と制御端子との間に抵抗素子２１およびコンデンサ２２が接続されている。
【００２７】
図２は図１に示される電流駆動装置の電圧設定回路の構成を示す概略回路図である。図２に示すように、本実施形態における電圧設定回路１８は、第１の制御トランジスタ１７の主端子の他方（例えばエミッタ端子）に接続されるバッファ１８１と、第２の電源６より供給される電力により所定の定電流を出力する定電流回路１８２と、定電流回路１８２とグランドとの間に直列接続され、所定の電圧を設定する複数（図２においては２つ）の電圧設定抵抗回路（第７の抵抗素子１８３および第８の抵抗素子１８４）と、定電流回路１８２から出力される定電流と複数の電圧設定抵抗回路１８３，１８４による複数の抵抗値とで生成される複数の電圧をバッファ１８１に選択的に印加する複数のスイッチ素子１８５，１８６とを有している。複数のスイッチ素子１８５，１８６は、電流駆動装置１の内部または外部に設けられた制御部（図示せず）からの電圧制御信号に応じて選択的にオン（抵抗素子１８３，１８４とバッファ１８１とを接続）するよう構成されている。複数のスイッチ素子１８５，１８６は、例えばＦＥＴ等のトランジスタ等により構成される種々のスイッチ素子が適用可能である。なお、バッファ１８１は電流吸い込み能力を有している。
【００２８】
上記構成において、バッファ１８１の入出力間の電圧が同一であり、第１の制御トランジスタ１７のベース電流が略０であると仮定した場合を考える。電圧設定回路１８の出力電圧である設定電圧ＶＳは、定電流回路１８２から出力される電流をＩａとし、抵抗素子１８３，１８４の抵抗値をＲ８，Ｒ９とすると、スイッチ素子１８５のみオンした場合には、ＶＳ＝Ｉａ・（Ｒ８＋Ｒ９）となり、スイッチ素子１８６のみオンした場合には、ＶＳ＝Ｉａ・Ｒ９となる。従って、スイッチ素子１８５，１８６の接続を切り替えることにより、３端子レギュレータ構成回路１２の出力電圧ＶＯＵＴの値を２段階に切り替えることができる。なお、電圧設定抵抗回路１８３，１８４およびスイッチ素子１８５，１８６の数を増やすことにより、より多くの段階に切り替えることができる電流駆動装置１を実現することができる。また、定電流回路と１つの抵抗素子とにより１つの設定電圧ＶＳを生成する構成としてもよい。
【００２９】
ここで、本実施形態における電流駆動装置１は、制御端子接続端子１４に接続され、第１の電源４から電力が供給されると、３端子レギュレータ構成回路１２の出力電圧ＶＯＵＴが予め定められた電圧ＶＣ以下となるようにパワートランジスタ３の制御端子に印加される制御電圧を維持する電圧制限回路１９を有している。
【００３０】
まず、電圧制限回路１９がない場合の問題を考える。３端子レギュレータ１０の作動時においては、電圧設定回路１８が第２の電源６からの電力で駆動されることにより、入力端子ＩＮから電圧設定回路１８のバッファ１８１に向けて電流が流れる。従って、パワートランジスタ３の制御端子には、第１の電源４の電源電圧から第１の抵抗素子５の抵抗値Ｒ１に基づいて降下した電圧が印加されるため、これに応じた出力電圧ＶＯＵＴが生成される。
【００３１】
ところが、電圧設定回路１８に第２の電源６からの電力が供給されていない状態で第１の電源４からパワートランジスタ３へ電源電圧（例えば１２Ｖ）が印加された場合、設定電圧ＶＳを切り替える複数のスイッチ素子１８５，１８６がすべてオフされた状態となり電圧設定回路１８のバッファ１８１への電流の吸い込みがなくなる（電圧設定回路１８の出力がハイインピーダンス状態となる）。従って、第１の制御トランジスタ１７に電圧が印加されず、レギュレータ動作が不能となる。これにより、第１の抵抗素子５に電流が流れなくなる。従って、パワートランジスタ３の制御端子にも第１の電源４の電源電圧（例えば１２Ｖ）が第１の抵抗素子５で電圧降下することなく印加されることとなるため、駆動回路１１の内部構成が出力電圧ＶＯＵＴに対して電流を要求するような回路（例えば出力端子ＯＵＴとグランド端子ＧＮＤとの間に抵抗が接続されているような回路等）を有する場合、パワートランジスタ３は飽和領域で動作し、出力端子ＯＵＴの出力電圧ＶＯＵＴは第１の電源４の電圧からパワートランジスタ３のゲート−ソース間電圧（例えば約１Ｖ）降下しただけの電圧（例えば約１１Ｖ）が出力されることとなる。また、駆動回路１１の内部構成が出力電圧ＶＯＵＴに対して電流を要求しない回路であれば、パワートランジスタ３は非飽和領域で動作し、電圧降下はパワートランジスタ３のドレイン−ソース間がオン抵抗成分であると考えられ、出力電圧ＶＯＵＴは第１の電源４の電圧である約１２Ｖがそのまま出力されることになる。例えば通常約８．６Ｖで駆動する駆動回路１１の耐圧が１０Ｖである場合、駆動回路１１に１１Ｖの電圧が印加されると、故障や破損の原因となり問題である。このように、電圧制限回路１９がない場合、第１の電源４より第２の電源６を先に投入すると駆動回路１１およびレーザダイオード２が故障や破損するおそれが生じる。
【００３２】
そこで、本実施形態においては、制御端子接続端子１４に電圧制限回路１９が接続されている。これにより、第１の電源６からの電力供給時においても３端子レギュレータ構成回路１２の出力端子ＶＯＵＴが予め定められた電圧ＶＣ（例えば１０Ｖ）以下となるように制御電圧が維持されるため、３端子レギュレータ構成回路１２を制御するための第２の電源６が投入される前に３端子レギュレータ構成回路１２の出力電圧ＶＯＵＴを生成する第１の電源４が投入された場合でも、３端子レギュレータ構成回路１２の出力電圧ＶＯＵＴが駆動回路１１の耐圧を超えることを防止することができる。従って、２つの電源４，６の投入順序に拘らず駆動電圧を駆動回路１１へ安定的に供給することができる。
【００３３】
以上のように、３端子レギュレータ１０を電流駆動装置１に組み込む際に問題となる２つの電源の投入順序の問題を電圧制限回路１９を設けることにより解決することができるため、３端子レギュレータ１０を電流駆動装置１に組み込むことができる。従って、電流駆動装置１において部品点数を少なくすることができる。さらに、３端子レギュレータ１０を構成する要素のうち、パワートランジスタ３を外付けとすることにより、電流駆動装置１内で発熱量が増加したり、電流駆動装置１を構成する集積回路面積を小さくすることができる。
【００３４】
また、上記構成とすることにより、主端子接続端子１３、制御端子接続端子１４、３端子レギュレータ構成回路１２、駆動回路１１、電圧設定回路１８および電圧制限回路１９は、１つの集積回路として構成することができる。これにより、部品点数を少なくするとともに、集積回路の面積を小さくすることができる。
【００３５】
＜第２実施形態＞
次に、本発明に係る第２実施形態について説明する。図３は本発明の第２実施形態に係る電流駆動装置が適用されたレーザダイオード装置の全体構成を示す概略回路図である。本実施形態において第１実施形態と同様の構成については同じ符号を付し説明を省略する。
【００３６】
図３に示すように、本実施形態の電流駆動装置１Ｂが第１実施形態と異なる点は、電圧制限回路１９Ｂが、制御端子接続端子１４に一端が接続された第２の抵抗素子１９１と、主端子の一方（例えばコレクタ端子）が第２の抵抗素子１９１の他端に接続され、主端子の他方（例えばエミッタ端子）がグランドに接続された第２の制御トランジスタ１９２と、主端子の一方（例えばドレイン端子）が第３の抵抗素子１９４を介して制御端子接続端子１４に接続され、主端子の他方（例えばソース端子）がグランドに接続され、第２の電源６の電圧が所定電圧以上である場合にオンして第２の制御トランジスタ１９２の制御端子（例えばベース端子）をグランドに接続させる第３の制御トランジスタ１９３とを有していることである。本実施形態において、第２の制御トランジスタ１９２はバイポーラトランジスタで構成されており、第３の制御トランジスタ１９３はＦＥＴで構成されている。
【００３７】
より詳しくは、第２の抵抗素子１９１は、一方が制御端子接続端子１４を介して第１の抵抗素子５と直列接続され、他方が第２の制御トランジスタ１９２の主端子の一方（コレクタ端子）に接続されている。これにより、第１の抵抗素子５と第２の抵抗素子１９１とが第２分圧抵抗回路を構成する。また、第３の制御トランジスタ１９３の制御端子には第９の抵抗素子１９５の一端が接続されている。第９の抵抗素子１９５の他端はグランドに接続されている。第３の制御トランジスタ１９３の制御端子には、電流駆動装置１の内部または外部に設けられた制御部（図示せず）からの電圧制御信号が入力される。具体的には、駆動回路１１の非駆動時には第１の電圧レベルＬが第３の制御トランジスタ１９３の制御端子に入力され、駆動回路１１の駆動時には第１の電圧レベルＬより高い電圧レベルを有する第２の電圧レベルＨが入力される。第３の制御トランジスタ１９３は、第１の電圧レベルＬが入力されるとオフし、第２の電圧レベルＨが入力されるとオンする。第３の制御トランジスタ１９３の制御端子に第２の電圧レベルＨが入力されることにより、第２の制御トランジスタ１９２の制御端子がグランド電位になる。
【００３８】
上記構成において、第２の電源６が投入されていないか第２の電源６が投入されてからパワートランジスタ３の制御が可能な電圧まで立ち上がっていない場合に、第３の制御トランジスタ１９３の制御端子は、電圧制御信号が入力されない限り、第９の抵抗素子１９５を通じてグランド電位に保持される。従って、第３の制御トランジスタ１９３がオフする。そうすると、第２の制御トランジスタ１９２は、制御端子の電位が第３の抵抗素子１９４によりプルアップされるとともに第３の抵抗素子１９４を通じて当該制御端子に電流が流れてオン状態となる。なお、第２の制御トランジスタ１９２においては、コレクタ−エミッタ間電圧が生じることとなるが、飽和状態（飽和電圧：約２００ｍＶ）となり、無視し得る略一定の値となる。これにより、パワートランジスタ３の制御端子には、実質的に第１の電源４の電圧が第２分圧抵抗回路で分圧されてなる電圧が印加される。その結果、当該電圧よりパワートランジスタ３の閾値電圧だけ低い電圧が３端子レギュレータ構成回路１２の出力電圧ＶＯＵＴとして出力される。
【００３９】
このように、第２の電源６の電力が供給されていない非駆動時において、第１の電源４の電圧が第２分圧抵抗回路で分圧されるため、予め分圧比（第１の抵抗素子５の抵抗値と第２の抵抗素子１９１の抵抗値との比）を適宜決定しておくことにより、３端子レギュレータ構成回路１２の出力電圧ＶＯＵＴを所望の（駆動回路１１の耐圧より小さい）電圧以下に容易に保持することができる。例えば第１の電源４の電源電圧を１２Ｖとし、分圧比を１：１（例えば第１の抵抗素子５および第２の抵抗素子１９１の抵抗値をそれぞれ２５ｋΩ）とした場合、パワートランジスタ３の制御端子には、約６Ｖの電圧が印加されることとなるため、出力端子ＯＵＴに印加される電圧は約５Ｖとなる。
【００４０】
一方、第２の電源６が供給される駆動時においては、第３の制御トランジスタ１９３に入力される電圧レベルが第２の電圧レベルＨとなるため、第２の制御トランジスタ１９２の制御端子がグランド電位になる。これにより、第２の制御トランジスタ１９２には電流が流れなくなり、第１実施形態において説明したような通常の３端子レギュレータ構成回路１２による出力電圧ＶＯＵＴの制御（レギュレータ動作）が行われる。なお、このとき第３の制御トランジスタ１９３がオン状態となるため、第３の抵抗素子１９４および第３の制御トランジスタ１９３へ電流が流れることとなる。この電流は３端子レギュレータ構成回路１２による出力電圧ＶＯＵＴの制御において無駄であるため、第３の抵抗素子１９４の抵抗値を大きくすることで可能な限り第３の抵抗素子１９４への電流が流れないようにすることが好ましい。
【００４１】
＜第３実施形態＞
次に、本発明に係る第３実施形態について説明する。図４は本発明の第３実施形態に係る電流駆動装置が適用されたレーザダイオード装置の全体構成を示す概略回路図である。本実施形態において第１実施形態と同様の構成については同じ符号を付し説明を省略する。
【００４２】
図４に示すように、本実施形態の電流駆動装置１Ｃが第１実施形態と異なる点は、電圧制限回路１９Ｃが、第１の電源４で動作し、第２の電源６からの電圧を検出する電圧検出回路１９６と、制御端子接続端子１４に一端が接続された第４の抵抗素子１９７と、主端子の一方（例えばドレイン端子）が第４の抵抗素子１９７の他端に接続され、主端子の他方（例えばソース端子）がグランドに接続され、制御端子（例えばゲート端子）が電圧検出回路１９６の出力端子に接続された第４の制御トランジスタ１９８とを有し、電圧検出回路１９６が、検出された電圧が所定の閾値電圧未満である場合に第４の制御トランジスタ１９８をオンさせるよう構成されていることである。本実施形態において、第４の制御トランジスタ１９８は、ＦＥＴで構成されている。
【００４３】
より詳しくは、第４の抵抗素子１９７は、一方が制御端子接続端子１４を介して第１の抵抗素子５と直列接続され、他方が第４の制御トランジスタ１９８の主端子の一方（ドレイン端子）に接続されている。これにより、第１の抵抗素子５と第４の抵抗素子１９７とが第３分圧抵抗回路を構成している。電圧検出回路１９６は、制御端子接続端子１４に接続され、第１の電源４からの電力供給により動作する。具体的には、電圧検出回路１９６は、第２の電源６から出力される電圧が検出されない場合に第１の電源４の電力により第４の制御トランジスタ１９８の電圧レベルを第１のレベルＬからそれより高い第２のレベルＨへ切り替えて、第４の抵抗素子１９７をグランドに接続させる。
【００４４】
図５は図４に示される電流駆動装置の電圧検出回路の構成を示す概略回路図である。図５に示すように、電圧検出回路１９６は、第２の電源６からの電力から所定の第１電圧を取り出す電圧設定抵抗回路６６を構成する第１０の抵抗素子６１および第１１の抵抗素子６２と、第１の電源４からの電力から所定の第２電圧を取り出すダイオード６３と、ダイオード６３に流れる電流を制限する第１２の抵抗素子６４と、電圧設定抵抗回路６６から取り出した第１電圧とダイオード６３から取り出した第２電圧とを比較するコンパレータ６５とを有している。コンパレータ６５は、その出力が第４の制御トランジスタ１９８の制御端子に入力されるよう接続されており、第２電圧より第１電圧が大きい場合に第１の電圧レベルＬを出力し、第２電圧より第１電圧が小さい場合に第２の電圧レベルＨを出力するよう構成されている。
【００４５】
電圧検出回路１９６は、制御端子接続端子１４を介して第１の電源４から供給される電力により、抵抗素子６４およびダイオード６３に電流が流れ、ダイオード６３に参照電圧となる所定の第２電圧が印加される。本実施形態においては、ダイオード６３のカソードがグランドに接続され、アノードがコンパレータ６５の非反転入力端子（＋側入力端子）に入力されている。従って、ダイオード６３のアノードに印加される電圧が第２電圧としてコンパレータ６５の非反転入力端子に入力される。また、電圧検出回路１９６は、第２の電源６から供給される電力により、直列接続された電圧設定抵抗回路６６に電流が流れ、電圧設定抵抗回路６６で分圧された電圧が第１電圧としてコンパレータ６５の反転入力端子（−側入力端子）に入力される。
【００４６】
ここで、電圧設定抵抗回路６６および抵抗素子６４は、第２の電源６から供給される電力が３端子レギュレータ１０の動作時の電圧（例えば電源電圧５Ｖ）となった場合にコンパレータ６５の反転入力端子に入力される第１電圧がコンパレータ６５の非反転入力端子に入力される第２電圧より大きくなる（好ましくは十分大きくなる）ような抵抗値に設定される。従って、コンパレータ６５は、第１の電源４が投入されている状態で第２の電源６が投入されていないか第２の電源６が投入されてからパワートランジスタ３の制御が可能な電圧まで立ち上がっていない場合、第２の電圧レベルＨを出力し、第１の電源４および第２の電源６が投入され、第２の電源６からの電圧がパワートランジスタ３の制御が可能な電圧まで立ち上がっている場合、第１の電圧レベルＬを出力する。
【００４７】
上記構成において、第２の電源６が投入されていないか第２の電源６が投入されてからパワートランジスタ３の制御が可能な電圧まで立ち上がっていない場合、第４の制御トランジスタ１９８の制御端子の電圧レベルが第２の電圧レベルＨとなるため、第４の制御トランジスタ１９７がオンし、第１の抵抗素子５、制御端子接続端子１４、第４の抵抗素子１９７および第４の制御トランジスタ１９８に電流が流れる。これにより、パワートランジスタ３の制御端子には、第１の電源４の電圧が第３分圧抵抗回路で分圧されてなる電圧が印加される。その結果、当該電圧よりパワートランジスタ３の閾値電圧だけ低い電圧が３端子レギュレータ構成回路１２の出力電圧ＶＯＵＴとして出力される。
【００４８】
このように、第２の電源６が供給されていない非駆動時において、第１の電源４の電圧が第３分圧抵抗回路（第１の抵抗素子５および第４の抵抗素子１９７）で分圧されるため、予め分圧比（第１の抵抗素子５の抵抗値と第４の抵抗素子１９７の抵抗値との比）を適宜決定しておくことにより、３端子レギュレータ構成回路１２の出力電圧ＶＯＵＴを所望の（駆動回路１１の耐圧より小さい）電圧以下に容易に保持することができる。
【００４９】
一方、第２の電源６が供給される駆動時においては、電圧検出回路１９６から第４の制御トランジスタ１９８に入力される電圧レベルが第１の電圧レベルＬとなるため、第４の制御トランジスタ１９８はオフし、第４の抵抗素子１９７には電流が流れなくなる。従って、３端子レギュレータ１０において第１実施形態において説明したような通常の出力電圧ＶＯＵＴの制御が行われる。
【００５０】
＜第４実施形態＞
次に、本発明に係る第４実施形態について説明する。図６は本発明の第４実施形態に係る電流駆動装置が適用されたレーザダイオード装置の全体構成を示す概略回路図である。本実施形態において第１実施形態と同様の構成については同じ符号を付し説明を省略する。
【００５１】
図６に示すように、本実施形態の電流駆動装置１Ｄが第１実施形態と異なる点は、電圧制限回路１９Ｄが、制御端子接続端子１４に接続され、パワートランジスタ３の制御端子に印加される制御電圧が所定電圧以上となった場合に、当該制御電圧を当該所定電圧に保持するクランプ回路１９９を有していることである。
【００５２】
具体的には、クランプ回路１９９は例えばツェナーダイオードで構成される。この場合、ツェナーダイオード１９９のカソードが制御端子接続端子１４に接続され、アノードがグランドに接続される。ツェナーダイオード１９９は、所定の逆方向電圧（降伏電圧）が印加された場合に逆方向電流が急激に流れる素子である。従って、降伏電圧を出力電圧ＶＯＵＴが駆動回路１１の耐圧と同じ電圧となるときのパワートランジスタ３の制御端子に印加される制御電圧以下の値に設定することにより、それ以上の電圧（例えば第１の電源４の電圧１２Ｖ）が制御端子接続端子１４に印加された場合にツェナーダイオード１９９においてアバランシェ降伏現象が生じ、第１の電源４から第１の抵抗素子５に電流が流れるため、駆動回路１１に印加する電圧を駆動回路１１の耐圧以下とすることができる。
【００５３】
このように、本実施形態の構成によれば、第２の電源６の投入の有無に拘わらず、パワートランジスタ３の制御端子に印加される電圧が所定電圧以下に保持される。従って、簡単な構成で、３端子レギュレータ構成回路１２の出力電圧を所望の（駆動回路１１の耐圧より小さい）電圧以下に容易に保持することができる。
【００５４】
なお、クランプ回路１９９はツェナーダイオードに限られず、パワートランジスタ３の制御端子の電圧が所定電圧以上となった場合に、当該所定電圧に保持する回路であれば適用可能である。
【００５５】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変更、修正が可能である。例えば、上記複数の実施形態のうち、２以上の実施形態を組み合わせた構成としてもよい。また、上記実施形態において、複数種類のトランジスタ（ＦＥＴまたはバイポーラトランジスタ）を組み合せて使用しているが、上記実施形態に記載したような回路動作が実現される限り、各トランジスタにおいてどのようなトランジスタを用いることとしてもよい。
【００５６】
また、上記実施形態においては、被駆動装置がレーザダイオードである電流駆動装置について説明したが、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）、モータ等の他の被駆動装置を駆動するための電流駆動装置に適用してもよい。さらに、被駆動装置がレーザダイオードである電流駆動装置を光ディスク装置に適用する用途以外の用途、例えばレーザダイオードを用いた通信装置や医療装置に本発明が適用されてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明は、駆動回路への駆動電圧を駆動回路へ安定的に供給しつつ、その部品点数を少なくすることが可能な電流駆動装置等として有用である。
【符号の説明】
【００５８】
１，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ  電流駆動装置
２  レーザダイオード（被駆動装置）
３  パワートランジスタ
４  第１の電源
５  第１の抵抗素子
６  第２の電源
１１  駆動回路
１２  ３端子レギュレータ構成回路
１３  主端子接続端子
１４  制御端子接続端子
１５  第５の抵抗素子（第１分圧抵抗回路）
１６  第６の抵抗素子（第１分圧抵抗回路）
１７  第１の制御トランジスタ
１８  電圧設定回路
１９，１９Ｂ，１９Ｃ，１９Ｄ  電圧制限回路
２０  レーザダイオード駆動端子
２１  位相補償回路の抵抗素子
２２  位相補償回路のコンデンサ
６１  第１０の抵抗素子
６２  第１１の抵抗素子
６３  ダイオード
６４  第１２の抵抗素子
６６  電圧設定抵抗回路
１８１  バッファ
１８２  定電流回路
１８３  第７の抵抗素子（電圧設定抵抗回路）
１８４  第８の抵抗素子（電圧設定抵抗回路）
１８５  第１のスイッチ
１８６  第２のスイッチ
１９１  第２の抵抗素子
１９２  第２の制御トランジスタ
１９３  第３の制御トランジスタ
１９４  第３の抵抗素子
１９５  第９の抵抗素子
１９６  電圧検出回路
１９７  第４の抵抗素子
１９８  第４の制御トランジスタ
１９９  ツェナーダイオード（クランプ回路）
ＩＮ  入力端子
ＯＵＴ  出力端子
ＧＮＤ  グランド端子
【図１】
2012009651.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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