(57)【要約】【課題】発光素子を駆動するドライブを提供する。【解決手段】ドライブは整流回路及び電流駆動回路を含む。前記整流回路は少なくとも一つの整流ダイオードを含み、該整流ダイオードが直流電源線とグランド線との間に跨いて、交流入力電源に接続されて直流電源を生成する。前記電流駆動回路は少なくとも一つの定電流源を含む。前記定電流源は、前記発光素子と共に前記直流電源線と前記グランド線との間に直列接続されている。前記定電流源は、前記発光素子を駆動する定電流を提供することができる。前記整流ダイオードと前記定電流源は共に単一半導体チップ上に形成されている。【選択図】図2
2016164983.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子を駆動するドライブであって、
直流電源線とグランド線との間に跨ぎ、交流入力電源を受けて直流電源を生成する整流ダイオードを有する整流回路と、
前記発光素子と共に前記直流電源線と前記グランド線との間に直列接続され、第1定電流を提供して前記発光素子を駆動する定電流源を有する電流駆動回路とを含み、
前記整流ダイオードと前記定電流源は共に単一半導体チップ上に形成されているドライブ。
【請求項２】
前記整流ダイオードはショットキーバリアダイオード及び高電子移動度トランジスタ（HEMT）を含む、請求項1に記載のドライブ。
【請求項３】
前記整流ダイオードはマルチフィンガ構造のHEMTを含む、請求項1に記載のドライブ。
【請求項４】
前記ドライブはさらに、
前記交流入力電源と前記整流ダイオードとの間にカップリングされたトライアック調光器と、
前記直流電源線と前記グランド線に直接接続されて、前記トライアック調光器に維持電流を提供する第2定電流源とを含む、請求項1が記載のドライブ。
【請求項５】
前記ドライブの力率を校正する力率コレクターをさらに含み、
前記力率コレクターは複数のダイオードを含み、前記複数のダイオードは前記直流電源線と前記グランド線との間に逆直列され、前記単一半導体チップ上に形成されている、請求項1に記載のドライブ。
【請求項６】
前記ドライブはさらに、
前記発光素子を駆動する駆動電流が環境温度の上昇に従って増加するように、前記定電流源を制御するサーミスタを含む、請求項1に記載のドライブ。
【請求項７】
前記サーミスタは正温度係数サーミスタであり、
前記定電流源はデプレションモードHEMT、及びエンハンスメントモードHEMTを含み、
前記エンハンスメントモードHEMTはゲート及び二つのチャネル端を含み、
前記二つのチャネル端の一つと前記ゲート端との間に前記サーミスタがカップリングされている、請求項6に記載のドライブ。
【請求項８】
前記エンハンスメントモードHEMTは、前記ゲートと前記二つのチャネル端とを遮断するゲート絶縁層を含み、
前記ゲート絶縁層の下に、前記エンハンスメントモードHEMTの閾値電圧を調整する調整域が形成されている、請求項7に記載のドライブ。
【請求項９】
前記ドライブはさらに第2定電流源を含み、
前記第2定電流源が提供する最大電流値と、前記定電流源が提供する最大電流値とが異なる、請求項1に記載のドライブ。
【請求項１０】
前記整流ダイオードは、デプレションモードHEMTによって構成されたショットキーバリアダイオードを含み、
前記デプレションモードHEMTは、それぞれ前記デプレションモードHEMTのゲート及びチャネルとなる第1金属片及び第2金属片を有し、
前記第1金属片は二つの金属アームによって前記第2金属片に接続され、かつ前記第1金属片、前記第2金属片及び前記金属アームは同じ金属層のパターン化によって形成された、請求項1に記載のドライブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はLEDを駆動するドライブ（駆動装置）及び関連する照明システムに関し、特に簡単な構造を有するドライブ及び照明システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、LED（light-emitting  diode）はその優れた光電変換効率及び比較的小さい製品体積により、次第に陰極管ランプ又はタングステン線に代わって、バックライト又は照明システムの光源として用いられるようになった。しかし、LEDの電圧電流特性（約3ボルト、直流駆動）により、一般的な商用給電の交流電源でLEDを直接駆動することができず、交流入力電源を適切な直流電源に変換するための電力変換器が必要である。
【０００３】
照明用電力は商用給電の非常に大きな部分を占めている。そのため、照明用の電力変換器は、法規定上非常に低い変換ロスが要求されているほか、高い力率（力率0から1の間）を提供しなければならない。電子装置の力率が1に近い程、該電子装置が抵抗負荷に近いことを示す。
【０００４】
図1は従来の照明システム10であり、ブリッジ整流器12、力率コレクター（power  factor  corrector）14、LED駆動回路16及びLED18を有する。力率コレクター14は昇圧回路（booster）であり、LED駆動回路16は降圧回路（buck  converter）であってもよい。しかし、昇圧回路又は降圧回路のような切り替え式電力変換器は、体積が大きくかつ高価なインダクタが必要であるほか、システム構造全体が非常に多くの電子部品を使用する必要がある。従って、切り換え式電源変換器を用いた照明システムは生産コストが高く、市場競争力が比較的に弱い。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、LEDを駆動するドライブ及び関連する照明システム、特に簡単な構造を有するドライブ及び照明システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施例では発光素子を駆動するためのドライブを開示しており、整流回路及び電流駆動回路を含む。整流回路は整流ダイオードを含み、整流ダイオードが交流入力電源と電気的に接続されて直流電源を提供し、かつ直流電源線とグランド線との間に跨っている。電流駆動回路は定電流源を含む。前記定電流源と前記発光素子は、直流電源線とグランド線との間に直列接続されている。前記定電流源は定電流を提供して、前記発光素子を駆動する。整流ダイオードと定電流源は共に単一半導体チップ上に形成されている。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】従来の照明システムを示す図である。
【図２】本発明の一実施例によるLEDドライブを示す図である。
【図３】3つの電圧波形を示す図である。
【図４Ａ】半導体チップ上の金属層パターンを示す図である。
【図４Ｂ】図4Aの半導体チップをパッケージした後の集積回路を示す概略図である。
【図５】図4AのHEMT  T1の線ST-STにおける断面図である。
【図６】図4AのダイオードDVF3の線SD-SDにおける断面図である。
【図７】本発明の一実施例による照明システムを示す図である。
【図８】本発明の別の実施例によるLEDドライブを示す図である。
【図９Ａ】別の半導体チップ上の金属層パターンを示す図である。
【図９Ｂ】図9Aの半導体チップをパッケージした後の集積回路を示す概略図である。
【図１０】本発明の別の実施例の照明システムを示す図である。
【図１１】LEDと追加の電圧安定コンデンサが並列された回路図である。
【図１２】別の半導体チップ上の金属層パターンを示す図である。
【図１３】図4AのダイオードDVF3のSD-SD線における、別の実施例によるチップ断面図である。
【図１４】図13のダイオードを作成するフローチャートである。
【図１５】本発明の一実施例による金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（MOSFET）とHEMTにおけるIDSとVDSの関係を示す図である。
【図１６】本発明の別の実施例によるLEDドライブを示す図である。
【図１７】本発明の一実施例による半導体チップ上の金属層パターンを示す図である。
【図１８】図17の半導体チップをパッケージした後の集積回路を示す図である。
【図１９】図18の集積回路を用いて実現した照明システムを示す図である。
【図２０】本発明の一実施例によるLEDドライブの回路設計を示す図である。
【図２１】本発明の別の実施例による、複数のLEDを有するLEDドライブを示す図である。
【図２２】本発明の一実施例によるダイオードチップを示す断面図である。
【図２３】本発明の別の実施例によるLEDドライブを示す図である。
【図２４】ブリッジ整流器を示す図である。
【図２５】図24のブリッジ整流器を実現できる半導体チップを例示する図である。
【図２６Ａ】半導体チップ808の線CSV1-CSV1におけるチップ断面図である。
【図２６Ｂ】半導体チップ808の線CSV2-CSV2におけるチップ断面図である。
【図２６Ｃ】半導体チップ808の線CSV3-CSV3におけるチップ断面図である。
【図２７】別のブリッジ整流器を示す図である。
【図２８】図27のブリッジ整流器を実現できる半導体チップを例示する図である。
【図２９Ａ】半導体チップ上のエンハンスメントモードHEMT  MEとデプレションモードHEMT  MDを示す図である。
【図２９Ｂ】図29AのHEMT  MDとME間の電気接続を示す図である。
【図３０】図29AのCSV4-CSV4線におけるチップ断面図である。
【図３１】本発明の一実施例によるLEDドライブを示す図である。
【図３２】図31における交流入力電源VAC-INの電圧波形及びブリッジ整流器844に流れる電流波形を示す図である。
【図３３】正温度係数のサーミスタを有するLEDドライブを示す図である。
【図３４】負温度係数のサーミスタを有するLEDドライブを示す図である。
【図３５】サーミスタを有する別のLEDドライブを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本明細書において、特に説明がない限り、同じ符号は同じ又は類似する構造、機能、原理を有する素子を示し、かつ当業者が本明細書の説明から推察できるものである。明細書の簡潔さを考慮し、同じ符号の素子に関する説明を重複しない。
【０００９】
本発明の一実施例において、LED照明システム全体の回路設計が簡単であり、主な素子として、単一半導体チップ（chip）がパッケージされた集積回路、2つのコンデンサ、及び光源であるLEDのみが含まれている。実施例のLED照明システムには追加のインダクタを接続する必要がない。そのため、LED照明システムの回路コストがかなり低くなる。また、実施例のLED照明システムはかなり高い力率を提供できるため、ほとんどの基準を満たすことができる。
【００１０】
図2は本発明の一実施例によるLEDドライブ60を示しており、LED18の駆動に用いられる。LED18は高圧LEDであり、直列接続された複数のマイクロLED（micro  LED）によって構成されている。例えば、一実施例において、マイクロLEDそれぞれの順電圧が約3.4ボルトであり、LED18は直列接続された10個のマイクロLEDからなる場合、その等価順電圧（forward  voltage）が約50Vである。
【００１１】
LEDドライブ60は大きく3段を含む。交流入力電源VAC-INに接続された第1段はブリッジ整流器62である。第2段は力率コレクターとしてのバレーフィル回路（valley-fill  circuit）64であり、LEDドライブ60全体の力率を改善することができる。第3段としての電流駆動回路66は二つの高電子移動度トランジスタ（high  electron  mobility  transistor:  HEMT）T1とT2を有する。HEMT  T1とT2はそれぞれ定電流源として、又は並列接続されてより大きな電流値を提供する定電流源として使用される。HEMT  T1を例にすると、そのドレインソース間電圧（drain-to-source  voltage、VDS）が十分大きい場合、ドレインソース間電流（drain-to-source  current、IDS）、即ちドレインからソースへの電流がほぼ一定値となり、VDSに従って変化することがほとんどなく、HEMT  T1はほぼ一定の電流を提供してLED18を駆動する。
【００１２】
ブリッジ整流器62は4つの整流ダイオードDB1-DB4を含む。以下に説明するように、これら4つの整流ダイオードがすべてショットキーバリアダイオード（Schottky  Barrier  Diode:  SBD）であってもよい。ブリッジ整流器62は、交流入力電源VAC-INを整流して直流電源VDC-INを生成するものであり、直流電源線VDDとグランド線GNDとの間に跨いでいる。例えば、交流入力電源VAC-INは一般的な商用給電が提供する110VAC又は220VACであってもよい。
【００１３】
バレーフィル回路64は直流電源線VDDとグランド線GNDとの間に電気的に接続され、かつ3つのダイオードDVF1-DVF3とコンデンサC1、C2を含む。ダイオードDVF1-DVF3は直流電源線VDDとグランド線GNDとの間に逆直列接続されている。本実施例において、コンデンサC1とC2の容量値がほぼ同じであるが、本発明はこれに限定されない。理論上、コンデンサC1とC2のコンデンサ電圧VC1とVC2は直流電源VDC-INの電圧ピーク値VPEAKの約半分（0.5*VPEAK）まで充電されることが可能である。交流入力電源VAC-INの電圧絶對値が0.5*VPEAKより低い場合、コンデンサC1とC2は直流電源線VDDとグランド線GNDに放電することができる。コンデンサC1とC2が十分大きければ、バレーフィル回路64は直流電源VDC-INの最小電圧値を約0.5VPEAKにして、十分な電圧を提供し、LED18を継続して発光させることができる。
【００１４】
HEMT  T1とT2はいずれもデプレションモード（depletion  mode）トランジスタであり、その閾値電圧（threshold  voltage、VTH）がいずれも負値であることを意味する。HEMTはそれぞれゲート（gate）及び二つのチャネルを有し、この二つのチャネルを一般的にソース（source）、ドレイン（drain）とも言う。HEMT  T1とT2それぞれのゲート（gate）及びソース（source）がショートする。HEMT  T1を例にすると、そのドレインソース間電圧（drain-to-source  voltage、VDS）が十分大きい場合、ドレインソース電流（drain-to-source  current、IDS）、つまりドレインからソースへ流れる電流がVDSとほとんど関係せず、ほぼ一定値となる。従って、HEMT  T1又はT2のいずれも定電流源として安定した定電流を提供し、LED18を駆動してLED18の発光強度を一定に維持することが可能であり、点滅問題が発生しない。図2において、HEMT  T1がLED18を駆動して、両者が共に負荷（load）として直流電源線VDDとグランド線GNDとの間に直列接続されている。図2において、HEMT  T2とLED18が破線67で繋がれているが、これはHEMT  T2が選択的にHEMT  T1と共同でLED18を駆動してもよいことを示しており、詳細について後に説明する。
【００１５】
図3は、交流入力電源VAC-INの電圧波形72、バレーフィル回路64がない場合の直流電源VDC-INの電圧波形74、及びバレーフィル回路64がある場合の直流電源VDC-INの電圧波形76を示している。例えば、交流入力電源VAC-INは220VACであり、図3が示すように正弦波である。電圧波形74はバレーフィル回路64がない時の仮想結果を示している。バレーフィル回路64がない場合、ブリッジ整流器62は単純に全波整流を行うため、電圧波形72中の電圧値負の部分が正に変換され、電圧波形74のような波形になる。バレーフィル回路64は電圧波形74における谷の充填を行い、又は電圧波形74における谷をもっと浅いものにして、電圧波形76が示すような波形になる。説明の便宜上、以下は電圧波形74を用いて処理の時間順を説明する場合がある。例えば、電圧波形74がピークに達した場合、電圧波形72（交流入力電源VAC-IN）がピーク又は谷に達したことを示す。
【００１６】
時間帯TP1は、電圧波形74が電圧波形76より大きい又はそれに等しい時点から、電圧波形74が時間と共に上昇してピークVPEAKに達した時点までを示す。時間帯TP1において、LED18の発光電力は交流入力電源VAC-INによって直接提供されるため、電圧波形76が電圧波形74に等しい。ここで、直流電源VDC-INの電圧がコンデンサ電圧VC1とVC2の和より大きくなった場合、コンデンサC1とC2は交流入力電源VAC-INによって充電される。電圧波形74がピークVPEAKに達した場合、コンデンサ電圧VC1とVC2はいずれも約0.5VPEAKである。
【００１７】
時間帯TP2は、電圧波形74がピークVPEAKに達した時点から、電圧波形74がピークの半分（1/2VPEAK）まで低下した時点までを示す。時間帯TP2において、電圧波形74が時間と共に低下し、LED18の発光電力は交流入力電源VAC-INによって直接提供されるため、電圧波形76が電圧波形74に等しい。従って、コンデンサC1とC2は放電せず、コンデンサ電圧VC1とVC2が0.5VPEAKを維持する。
【００１８】
時間帯TP3は、電圧波形74が0.5VPEAKより低い時点から始まり、電圧波形74の谷が現れた時間とほぼ一致する。時間帯TP3において、コンデンサC1はダイオードDVF3を介して放電し、HEMT  T1とLED18に電力を提供する。同様に、コンデンサC2はダイオードDVF1を介して放電し、HEMT  T1とLED18に電力を提供する。コンデンサ電圧VC1とVC2は時間と共に低下し、低下の速度がコンデンサC1とC2の容量値によって決まる。時間帯TP3は、電圧波形74が谷から上昇してコンデンサ電圧VC1又はVC2より高くなった時間で終了する。そして、次の時間帯TP1が続く。図3の電圧波形76が示すように、コンデンサC1とC2が十分大きければ、直流電源VDC-INは十分な電圧を提供してLED18を継続して発光させることができる。
【００１９】
コンデンサC1とC2が十分大きい場合、バレーフィル回路64が達する力率はほとんどの国で要求される力率を満たすことができる。
【００２０】
一実施例において、図2の整流ダイオードDB1-DB4、ダイオードDVF1-DVF3、及びHEMT  T1とT2がすべて単一半導体チップ上に形成されている。図4Aは半導体チップ80上の金属層104のパターンを示しており、かつ図2のダイオードとHEMTが半導体チップ80における相対位置を示している。半導体チップ80は、窒化ガリウムを導通チャネル材料（GaN-based）としたモノリシックマイクロ波集積回路（monolithic  microwave integrated  circuit:  MMIC）であってもよい。図4Aにおいて、各ダイオードの素子構造が全部類似しており、いずれもショットキーバリアダイオードであり、HEMT  T1とT2の素子構造も類似している。図5は、図4AのHEMT  T1の線ST-STにおけるチップ断面図である。図6は、図4AのダイオードDVF3の線SD-SDにおけるチップ断面図である。図中のその他のダイオードとHEMTの素子構造について類推することができる。
【００２１】
図5の例では、シリコン基板92上のバッファ層94は炭素を添加した（C-doped）真性（intrinsic）GaNであってもよい。チャネル層96は真性（intrinsic）GaNであって、その上にハイバンドギャップ（high-bandgap）層98が形成され、その材料が真性AlGaNであってもよい。キャップ層100は真性GaNであってもよい。キャップ層100、ハイバンドギャップ層98とチャネル層96がパターン化されてメサ95（mesa）を構成する。導電チャネルとして、チャネル層96内のハイバンドギャップ層98に隣接する量子井戸（quantum
well）に二次元電子ガス（2D-electron  gas）を形成してもよい。パターン化された（patterned）金属層102の材料はチタン、アルミニウム又はこれら2種類の材料が積層されたものでもよい。図5において、金属層102はメサ95の上方に形成された2つの金属片（metal  strips）102a、102bを有し、メサ95と2つのオーミック接触（ohmic contact）を形成することにより、金属片102a、102bがそれぞれHEMT  T1のソースとドレインになっている。金属層104の材料はチタン、金又はこれら2種類の材料が積層されたものでもよい。例えば、金属層104は下から上へニッケル層（Ni）、銅層（Cu）及びプラチナ層（Pt）を有し、なお、プラチナ層は後に形成される保護層105との粘着性（adhesion）を増加させ、ボンディングパッド作成時の剥離発生を防止できる。別の実施例において、金属層104はニッケル層（Ni）、金層（Au）及びプラチナ層（Pt）が積層されたもの、又はニッケル層（Ni）、金層（Au）及びチタン層（Ti）が積層されたものであってもよい。図5において、パターン化された金属層104には金属片104a、104bと104cが形成されている。金属片104bはメサ95の中央上方に接触して、ショットキーバリア接触（schottky  contact）を形成し、HEMT  T1のゲートになっている。図5中の104aと104cはそれぞれ102a、102bと接触し、HEMT  T1のソースとドレインからその他の電子素子への電気接続を形成する。また、図5と図4Aを同時に参照するとわかるように、HEMT  T1のゲート（金属片104b）は金属層104によって金属片104aとショートし、かつHEMT  T1のソースともショートしている。図5の右部分にはHEMT  T1の等価回路図が示されている。金属層104の上方に保護層105があり、その材料が酸化窒化ケイ素（silicon  oxinitride、SiON）であってもよい。保護層105はパターン化され、パッケージする時に必要なボンディングパッド（bonding  pad）を形成する。例えば、図5において、左半分の保護層105に覆われていない部分を低電圧ピンVSS（後に説明する）のボンディングワイヤ（bonding  wire）とボンディングして、右半分の保護層105に覆われていない部分を駆動ピンD1（後に説明する）のボンディングワイヤとボンディングしてもよい。
【００２２】
簡潔の見地から、図6において図5と同じ又は類似する部分を重複しない。図6において、金属層102はメサ95の上方に形成された2つの金属片102c、102dを含み、パターン化された金属層104には金属片104d、104eと104fが形成されている。図5と同じく、金属片104eをHEMTのゲートとしてもよい。金属片102dをHEMTのソースとしてもよいが、金属片102dは金属層104と接触していない。別の実施例において、金属片102dの形成を省略してもよい。金属片104fはメサ95の一部の上表面と側壁に接触し、もう1つのショットキーバリア接触を形成しており、ショットキーバリアダイオードとして、その陰極が図6のHEMTのソースとショートしていることに該当する。図6と図4Aを同時に参照すると、金属片104eは金属層104によって金属片104fとショートし、ショットキーバリアダイオードの陽極になっている。図6の右部分には左半部の回路接続図が示されており、回路の動作が1つのダイオードに相当する。また、図6の右部分に特別なダイオード符号120が示されているが、これは図6の回路に該当するものである。ダイオード符号120は図2にも用いられているが、整流ダイオードDB1-DB4とダイオードDVF1-DVF3を示しており、それぞれHEMTとショットキーバリアダイオードによって合成されたダイオードである。
【００２３】
図4Bは半導体チップ80をパッケージした後の集積回路130を示し、8つのピン（pin）のみを備えており、それぞれ高電圧ピンVCC、校正ピンPF1とPF2、低電圧ピンVSS、交流入力ピンAC+とAC-、駆動ピンD1とD2である。図4Aが示すように、それぞれのピンがボンディングワイヤ（bonding  wire）によって、金属層104がパターンされて形成された金属片と電気的ショートしており、なお、これらの金属片は半導体チップ80中の電子素子に対応する入力又は出力端の接続を提供している。例えば、駆動ピンD1はHEMT  T1のドレインに電気的に接続され、校正ピンPF1はダイオードDVF3の陰極に電気的に接続されている。
【００２４】
図7は本発明に基づいて実施された照明システム200を示している。集積回路130は印刷回路板202上に固定されている。印刷回路板202上の金属線により、コンデンサC1は高電圧ピンVCCと校正ピンPF1との間に電気的に接続され、コンデンサC2は低電圧ピンVSSと校正ピンPF2との間に電気的に接続され、LED18は高電圧ピンVCCと駆動ピンD1との間に電気的に接続され、交流入力ピンAC+とAC-は交流入力電源VAC-INに電気的に接続されている。前記の説明からわかるように、図7の照明システム200は簡単で、4つの電子部品（2つのコンデンサC1とC2、集積回路130とLED18）のみを用いて、図2のLEDドライブ60を実現している。高価かつ体積の大きい誘電素子がなく、照明システム200のコストを削減し、かつ製品全体の体積を縮小することができる。
【００２５】
図7において、集積回路130の駆動ピンD2（HEMT  T2のドレインに電気的に接続）は、交流入力電源VAC-INの異なる交流電圧に基づき、LED18に電気的に接続するか否かを確定してもよい。言い換えれば、集積回路130は、単一のHEMT（T1）のみを用いて、又は2つのHEMT（T1とT2）を並列させてLED18を駆動し、発光させることを選択することができる。例えば、集積回路130中のHEMT  T1とT2素子の大きさが同じで、それぞれ同じく約1u単位の定電流を提供できるとする。図7の照明システム200が応用される交流入力電源VAC-INが110VACである場合、LED18として順電圧（forward  voltage）50VのLEDを使用し、かつ駆動ピンD1及びD2を共にLED18に接続させることにより、LED18が消費する電力が約2u*50（=100u）になる。図7の照明システム200が応用される交流入力電源VAC-INが220VACの場合、LED18として順電圧100VのLEDを使用し、かつ駆動ピンD1のみをLED18に接続させ、駆動ピンD2のフローティングヌルを維持することにより、LED18が消費する電力が約1u*100（=100u）になる。このように、交流入力電源VAC-INの交流電圧が異なっても、順電圧が異なるLEDを用いて、LED18の消費電力をほぼ同じ（いずれも約100u）にすることにより、照明システム200による照明光度もほぼ同じになる。言い換えれば、集積回路130は220VACの交流入力電源に適用するだけではなく、110VACの交流入力電源にも適用できる。これは照明システム200のメーカーにとって非常に便利なことであり、照明システム200の部品在庫を減らし、コスト管理に有利である。
【００２６】
図2において、電流駆動回路66はLED18とグランド線GNDとの間に接続されているが、本発明はこれに限定されない。図8は本発明に基づいて実施された別のLEDドライブ300を示しており、LED18の駆動に用いられる。図8において、電流駆動回路302はHEMT  T3とT4を含み、HEMT  T3とT4のドレインが共に直流電源線VDDに電気的に接続され、LED18がグランド線GNDと電流駆動回路302との間に電気的に接続されている。図9Aは半導体チップ310上の金属層140のパターンを示しており、かつ図8におけるダイオードとHEMTの相対位置を示している。図5を図9AのHEMT  T3の線ST-STにおけるチップ断面図を表すものとして、図6を図9AのダイオードDVF3の線SD-SDにおけるチップ断面図を表すものとして用いることもできる。図9Bは半導体チップ310をパッケージした後の集積回路320を示しており、8つのピン（pin）のみを含み、それぞれ高電圧ピンVCC、校正ピンPF1とPF2、低電圧ピンVSS、交流入力ピンAC+とAC-、駆動ピンS1とS2である。図10は本発明に基づいて実施された別の照明システム330を示し、図8のLEDドライブ300を実現している。図8、9A、9Bと10ついて、以上の図2、4A、4Bと7及び関連説明からその原理、操作及び利点を参照できるため、簡潔の見地からここで省略する。
【００２７】
図11の実施例が示すように、追加の定電圧コンデンサ19をLED18と並列させてもよい。定電圧コンデンサ19は、LED18の両端の電圧VLEDの変化を低減させ、さらに、交流入力電源VAC-INの周期時間内におけるLED18のデューティサイクル（duty  cycle）又は発光時間を増加させ、LED18が点滅（flickering）する可能性を低減させることができる。
【００２８】
図4Aのパターンは一例を示すものに過ぎず、本発明はこれに限定されない。図12は半導体チップ上の別の金属層104のパターンを示している。図12は図4Aとほぼ同じであり、簡潔の見地から、同じ又は類似部分の説明を省略する。図4Aにおいて、各ダイオードの中間位置にあるゲートは、いずれも1つのパターン化された金属層104の上アームARM1（例えば、図6の金属片104f）のみによってその陽極に接続され、各HEMTの中間位置にあるゲートはいずれも1つのパターン化された金属層104の上アームARM2（例えば、図5中の金属片104a）によってそのソースに接続されている。一方、図12において、例示されたゲート領域GGのように、各ダイオードの中間位置のゲートは、パターン化された金属層104の上下両アームARTとARBによってその陽極に接続され、各HEMTの中間位置のゲートは、いずれもパターン化された金属層104の上下両アームによってそのソースに接続されている。図4Aの設計と比較すると、図12のダイオードの上下両アームの構造は対称的に構成されており、現像、露光、エピタキシャル成長、エッチングなどの工程において上下両アーム間の構造によって空間が圧縮されることになりにくく、（上下両アームの）幅がより一致し、構造の破損又は変形が起こりにくい。しかし、図4Aの構造は片アームのみであるため、制作中にその他の部分の製作によりアーム全体の幅が不一致になりやすく、この場合に大きい電流又は大きい電圧が蓄積されてブレークダウンが発生しやすくなる。従って、図12の上下両アームの構造は、構造全体の幅が比較的に一致しているため、その他の構造の影響を受けて変形することになりにくく、図12の構造がより高いブレークダウン電圧耐性を有する。
【００２９】
図5と図6の断面図も本発明の請求の範囲を限定するものではない。例えば、図13は図4A中のダイオードDVF3の線SD-SDにおける、別の実施例のチップ断面図を示している。図13と図6について、簡潔の見地から、同じ又は類似する部分を省略する。図13において図6と異なる点は、金属片104eとキャップ層100との間に絶縁層103が挟まれており、その材料が例えば酸化ケイ素である。絶縁層103の存在もダイオードのブレークダウン電圧耐性を高めることができる。
【００３０】
図14は図13のダイオードを作成するためのフローチャートである。ステップ140ではまずメサを形成する。例えば、まずバッファ層94の上にチャネル層96、ハイバンドギャップ層98とキャップ層100をそれぞれ形成する。そして、反応性イオンエッチングなどの方法により、これら3つの層をパターン化して、メサ95を完成させる。ステップ142ではオーミック接触を形成する。例えば、チタン/アルミニウム/チタン/金をそれぞれ蒸着させて金属層102を形成し、その後に金属層102をパターン化して、金属片102a、102bなどを形成する。ステップ144では絶縁層103を形成する。例えば、まず二酸化ケイ素層を蒸着させ、その後パターンすると、残された二酸化ケイ素層が絶縁層103となる。ステップ146ではショットキーバリア接触を形成し、パターン化する。例えば、ステップ146でまずニッケル/金/プラチナを順に蒸着させて金属層104を形成し、その後に金属層104をパターン化して金属片104a、104b、104cなどを形成する。金属層104と金属層102との間はオーミック接触であるが、金属層104とメサ95との間はショットキーバリア接触である。ステップ148では保護層105を形成し、かつパターン化によってボンディングパッド開孔を形成する。当然ながら、図14のフローチャートを図12のHEMTの作製に応用してもよい。適宜な調整、例えば、ステップ144を省略し、又はその他の工程を追加することにより、図14のフローチャートを図4Aが示すダイオードとHEMTの製作に応用してもよい。
【００３１】
図2と図5中のHEMT  T1とT2を定電流源とすることができるが、これが完全理想の電流源とは限らない。HEMT  T1とT2のドレインソース電流（IDS）は、飽和領域の場合、依然としてドレインソース間電圧（VDS）とわずかに関連する可能性がある。図15は金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（MOSFET）とHEMTにおけるIDSとVDSの関係を示している。曲線150と152はそれぞれシリコンを基材とする金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（MOSFET）及びHEMTに対応する。曲線150が示すように、金属酸化物半導体電界効果トランジスタにおいて、IDSとVDSがほぼ正相関であり、つまり、VDS大きいほどIDSも大きい。しかし、HEMTは異なる。曲線152が示すように、HEMTにおいて、VDSが特定値を超えた時、IDSとの関係が正相関から負相関に変わっている。この特定値は、製造工程上のパラメータに基づいて設定されてもよい。このHEMTの特性は特別な利点を有し、VDSが商用電圧の不安定により突然高くなった時、IDSが返って低下するため、HEMTが消費する電力を低減させることができて、HEMTの焼損を回避できる。
【００３２】
以上の複数の実施例において、LEDドライブがバレーフィル回路を有するが、本発明はこれに限定されない。図16はLED518を駆動するための別のLEDドライブ500を示しており、直列接続された複数のLED5201、5202、5203を含んでいる。LEDドライブ500中にバレーフィル回路がない。LEDドライブ500中のブリッジ整流器502と電流駆動回路504を共に半導体チップ上に統合し、集積回路にパッケージしてもよい。図17は半導体チップ550上の金属層104のパターンを示しており、かつ図16のダイオードとHEMTが半導体チップ550上における相対位置を示している。半導体チップ550はLEDドライブ500中のブリッジ整流器502と電流駆動回路504を統合したものである。図18は半導体チップ550をパッケージした後の集積回路552を示している。図19は図18中の集積回路552を用いてLEDドライブ500を実現した照明システム560を示している。図16から19について、上記説明から理解できるため、その詳細を省略する。図19が示すように、照明システム560は全体的に非常に少ない電子部品子（コンデンサCF、集積回路552とLED518）を用いている。照明システム560のコストが削減され、かつ製品全体がより簡潔である。
【００３３】
図16と19は集積回路552の応用を制限するものではない。図20が例示するLEDドライブ600は、ブリッジ整流器502と電流駆動回路504とを含む集積回路の別の応用を説明するものである。図20において、電流駆動回路504中のHMETT1とT2は選択的にLED518を駆動することが可能であり、LED518は複数段のLED5201、5202、5203を含む。LEDドライブ600はさらに段分け回路IC1とIC2を有し、直流電源VDC-INの高さに基づいてショート又はオープンになる。例えば、直流電源VDC-INがLED5203の順電圧よりやや高い場合、段分け回路IC1とIC2はいずれもショート回路となるため、LED5203が発光し、LED5201、5202が発光しない。直流電源VDC-INが増加して、LED5202と5203の順電圧の合計を超えた場合、段分け回路IC1はショート回路になり、段分け回路IC2はオープン回路になるため、LED5202と5203が発光し、LED5201が発光しない。直流電源VDC-INがさらに増加して、LED5201、5202と5203の順電圧の合計を超えた場合、段分け回路IC1もオープン回路になるため、LED5201、5202と5203のいずれも発光する。よって、LEDドライブ600の光電変換効率が一層高くなり、力率と全高調波歪率を有効に制御できる。
【００３４】
本発明に基づいて実施された集積回路は、ブリッジ整流器と電流駆動回路を統合したものに限定されない。以上に説明した集積回路130と552は例示に過ぎない。例えば、本発明に基づいて実施された集積回路は、ブリッジ整流器と電流駆動回路を有するほか、図20中の段分け回路IC1とIC2に利用するための一部のダイオード又はHEMTを含んでもよい。
【００３５】
本発明で実施した集積回路はデプレションモードHEMTに限定されない。一部の実施例において、集積回路はエンハンスメントモード（enhancement-mode）のHEMTを含み、適切なゲート電圧を提供することによりその導通電流を制御可能であり、駆動されるLEDが発する光強度を変えることができる。例えば、図20において、段分け回路IC1とIC2を利用して起動するLED5201、5202、5203を調整するとともに、エンハンスメントモードHEMTのゲート電圧を調整することにより、HEMTからLED5201、5202、5203に入力される電流を調整して、LED5201、5202、5203が発する光強度を変えることができる。
【００３６】
以上に開示下LEDドライブ又は照明システムはいずれも単一LED518を駆動するものであるが、本発明はこれに限定されない。一部の実施例において、2つ又はそれ以上のLEDが異なる電流によってそれぞれ駆動されてもよい。図21が例示するLEDドライブ700において、電流駆動回路504中のHEMT  T1とT2はそれぞれLED18Rと18Bを駆動する。例えば、HEMT  T1の提供する駆動電流がHEMT2の提供する駆動電流より小さく、LED18Rはほとんど赤色LEDであり、LED18Bはほとんど青色LEDである。
【００３７】
図6と図13中のダイオードはそれぞれ単一のメサ95上に形成されているが、本発明はこれに限定されない。図22は別の実施例におけるダイオードのチップ断面図を示している。図22と図6及び図13において同じ又は類似する部分について、簡潔の見地から省略する。図22に2つのメサ95と95aがある。金属片102eはメサ95aにおいて、オーミック接触を形成し、金属片102dはメサ95において別のオーミック接触を形成している。金属片102dと102eは金属片104gによって互いにショートして、電気的に接続している。金属片104fはダイオードの陽極であり、金属片104dはダイオードの陰極である。図22の構造により、ダイオードのブレークダウン電圧耐性を高めることができる。
【００３８】
以上に開示された電流駆動回路66、302と504はいずれも発光ダイオード（LED）を駆動するものであるが、本発明はこれに限定されない。図23は本発明に基づく別の実施例のLEDドライブ800を示しており、図16と類似又は同じ部分について以上の説明から理解できるため、簡潔の見地より省略する。図16のLEDドライブ500と異なる点は、図23中のLEDドライブ800はさらにトライアック調光器（TRIAC  dimmer）802を含んでおり、かつ電流駆動回路804中のHEMT  T1が直流電源線VDDとグランド線GNDとの間に直接接続されており、どのLEDをも駆動していない。トライアック調光器がオフし、オープン開路になった場合、誤動作の発生を防ぐため一定量の維持電流（holding  current）を必要とする。図23において、HEMT  T1はトライアック調光器802に必要な維持電流を提供することができる。設計上、HEMT  T2は比較的に大きい電流を提供して、LED518を発光させ、HEMT  T1は比較的に小さい電流を提供して、LED518が発光してない場合、トライアック調光器802に必要な維持電流とする。
【００３９】
以上の実施例のダイオードはいずれも図6のダイオード符号120で示されているが、これはHEMTとショットキーバリアダイオードとの複合によって構成されたダイオードである。しかし、本発明はこれに限定されない。すべての実施例におけるダイオードは、その全部又は一部を別の種類のダイオードに変更することができる。例えば、図24が示すブリッジ整流器806は4つのショットキーバリアダイオードSBD1、SBD2、SBD3、SBD4によって構成されている。
【００４０】
図25は半導体チップ808上の金属層104とメサ95のパターンを例示しており、図24のブリッジ整流器806を実現できる。図26A、26Bと26Cはそれぞれ半導体チップ808の線CSV1-CSV1、CSV2-CSV2とCSV3-CSV3におけるチップ断面図を示している。例えば、図24のショットキーダイオードSBD1は交流電源線AC1とグランド線GNDとの間に接続されている。図25と図26Aはマルチフィンガ構造（multi-finger  structure）を有するHEMTを示している。HEMTのゲート端はショットキーダイオードSBD1の陽極になり、HEMTのチャネル端はショットキーダイオードSBD1の陰極になっている。ショットキーダイオードSBD1が並列された複数の小さいショットキーダイオードによって構成されていることに相当する。マルチフィンガ構造のHEMTは、限られたチップ面積において比較的に大きな駆動電流を提供できる。
【００４１】
以上の実施例において、図27が示すように、各ダイオードとして複数のダイオードを直列させて実施してもよい。図27は別のブリッジ整流器810を示している。例えば、ブリッジ整流器810の交流電源線AC1とグランド線GNDとの間に、直列接続された2つのショットキーダイオードが設けられている。図28は半導体チップ812上の金属層104とメサ95のパターンを示しており、図27のブリッジ整流器810を実現できる。図26A、26Bと26Cは半導体チップ812の線CSV1-CSV1、CSV2-CSV2とCSV3-CSV3におけるチップ断面図を示すこともできる。
【００４２】
以上に説明したように、本発明の実施例の半導体チップは、デプレションモードHEMTとショットキーダイオードのみに限定されず、エンハンスメントモード（enhancement  mode、E-mode）HEMTを含んでもよい。図29Aは半導体チップ上のエンハンスメントモードHEMT  MEとデプレションモードHEMT  MD、両者の金属層104とメサ95のパターンを示している。図29Bは図29A中のHEMT  MDとMEの電気接続を示している。図30は図29A中の線CSV4-CSV4におけるチップ断面図を示している。図30が示すように、左半分はエンハンスメントモードHEMT  MEであり、ゲートGEとしての金属片104hとキャップ層100との間に絶縁層103が挟まれている。キャップ層100とハイバンドギャップ層98における金属片104h下方部分には調整域170が形成されている。例えば、キャップ層100とハイバンドギャップ層98に、フッ素イオンを部分的に埋め込むことによって調整域170を形成することができる。図22の左半分のデプレションモードHEMT  MDに比べて、図30の左半分のエンハンスメントモードHEMT  MEは更に調整域170及び絶縁層103を含み、両者のいずれにもHEMTの閾値電圧値Vt（threshold  voltage）を調整又は増加させる効果がある。
【００４３】
図29A、29Bと30が示すように、デプレションモードHEMT  MDのゲートGDは、金属層104の電気接続によりエンハンスメントモードHEMT  MEの端Sとショートしている。
【００４４】
図29Bの回路は、HEMT  MEがオフ（オープン回路）の時、HEMT  MEとHEMT  MDが共に端Dと端Sの間の電圧の分散を分担するため、かなり良い耐電圧性を有する。HEMT  MEがオン（導通）の時、HEMT  MDは個定電流源として、端Dと端Sの間の最大電流量を制限する。
【００４５】
図29Aと29BのエンハンスメントモードHEMTを半導体チップ中の能動スイッチとしてもよい。図31は本発明に基づく実施例のLEDドライブ840の回路設計を示しており、エンハンスメントモードHEMTとデプレションモードHEMTを有する。一部のショットキーダイオードと抵抗のほか、LEDドライブ840はさらに電流スイッチCC1、CC2、CC3及びデプレションモードHEMT  T8を含み、これらの電気接続は図31が示す通りである。半導体チップにおいて、電流スイッチCC1、CC2、CC3を図29Aと図30の素子構造によって実現してもよい。一実施例において、電流スイッチCC1、CC2、CC3及びデプレションモードHEMT  T8が導通可能な最大電流はそれぞれ電流値I1、I2、I3とI4であり、かつI1<I2<I3<I4である。電流スイッチCC1、CC2、CC3はそれぞれ1つの制御端（つまりエンハンスメントモードHEMTのゲート端）を有し、対応する1つの抵抗を介して、共にショットキーダイオード852に接続され、他方の端がグランド線GNDに接続される。
【００４６】
図32は図31の交流入力電源VAC-INの電圧波形及びブリッジ整流器844に流れる電流波形を示している。直流電源線VDDとグランド線GNDとの間の電圧が0Vから次第に高くなるにつれ、電流スイッチCC1、CC2、CC3はすべてオンになる。この時、LED5201のみが発光し、LED5202、5203、5204はいずれも発光せず、LED5201に流れる駆動電流は電流スイッチCC1に制限され、最大で電流値I1になる。直流電源線VDDとグランド線GNDとの間の電圧が上昇し続け、電流スイッチCC1がオフになって、LED5202が発光に加わった時、LED5201と5202に流れる駆動電流が電流スイッチCC2に制限され、最大で電流値I2になる。直流電源線VDDとグランド線GNDとの間の電圧が上昇し続け、電流スイッチCC2がオフになって、LED5203が発光に加わった時、LED5201、5202、5203に流れる駆動電流が電流スイッチCC3に限制され、最大で電流値I3になる。直流電源線VDDとグランド線GNDとの間の電圧が一定程度を超えた時、電流スイッチCC1、CC2、CC3はすべてオフになり、LED5201、5202、5203、5204がすべて発光する。この時、LED5201、5202、5203、5204に流れる駆動電流はデプレションモードHEMT  T8に制限され、最大で電流値I4になる。直流電源線VDDとグランド線GNDとの間の電圧が最高点から徐々に低下するに従って、電流スイッチCC3、CC2、CC1は順にオンになって導通する。図32が示すように、図31のLEDドライブ840は優れた力率（power  factor）のほか、相当低い全高調波歪率（total  harmonic  distortion、THD）を有する。
【００４７】
図31において、各電流スイッチCC3、CC2、CC1に対応して、それぞれ2つの逆直列接続のショットキーダイオードがあり、各電流スイッチの制御端と高圧端の間に接続されている。別の実施例において、コスト削減のため、これらのショットキーダイオード（図31Aでは合計6つ）を省略してもよい。
【００４８】
抵抗850とグランド線GNDとの間に接続されたショットキーダイオード852を用いて、電流スイッチCC3、CC2、CC1の制御端の最高電圧を制限することができる。直流電源線VDDにサージ電圧が発生した場合、ショットキーダイオード852はエンハンスメントモードHEMTが高いゲート電圧によって破損されることを防止できる。
【００４９】
図31のLEDドライブ840において、すべてのショットキーダイオード及びHEMTを、窒化ガリウムを導通チャネル材料（GaN-based）としたモノリシックマイクロ波集積回路に統合してもよい。例えば、ショットキーダイオードを図6又は図26Aの素子構造によって実現し、エンハンスメントモードHEMTとデプレションモードHEMTをそれぞれ図30の左半分と右半分の素子構造によって実現してもよい。言い換えれば、LEDドライブ840を実現する際に必要なのはモノリシックマイクロ波集積回路、一部の抵抗素子、LED848及び印刷回路板（printed  circuit  board、PCB）のみであり、コストが非常に安価である。
【００５０】
定電流でLEDを駆動する場合、環境温度が上昇すると、その発光輝度が低下する可能性がある。高温による輝度減衰を補うため、本発明の一部の実施例において、正温度係数又は負温度係数のサーミスタを用いてLEDに対する駆動電流を調整してもよい。
【００５１】
図33は正温度係数のサーミスタを有するLEDドライブ900を示しており、なお、サーミスタ902の両端がそれぞれ電流スイッチCC4内のエンハンスメントモードHEMT  ME1のゲート端とチャネル端に接続されている。デプレションモードHEMT  T5は定電流源として、正温度係数サーミスタ902に流れる定電流を提供し、エンハンスメントモードHEMT  ME1は線形領域で操作する。環境温度が上昇すると、サーミスタ902の抵抗も上昇するため、電流スイッチCC4の制御ゲートの電圧も高くなり、LED518に流れる電流が増加する。従って、LED518の発光量は温度変化に従って変わることはほとんどない。
【００５２】
図34は負温度係数のサーミスタを有するLEDドライブ904を示しており、なお、デプレションモードHEMT  T6は定電流源として、その提供する定電流がほぼ該定電流源のソース電圧によって決められる。環境温度が上昇すると、サーミスタ906の抵抗が低下するため、デプレションモードHEMT  T6のソース電圧が低くなり、デプレションモードHEMT  T6のゲート対ソース（gate  to  source）の電圧が増加して、LED518に流れる電流が増加する。従って、LED518の発光量は温度変化に従って変わることはほとんどない。
【００５３】
本発明に基づいて実施されたLEDドライブは、1つのLEDのみ又は1つのサーミスタのみを有することに限定されない。図35が示すLEDドライブ910はLED5181、5182と5183を有する。図33が開示したように、LED5181に流れる駆動電流はサーミスタ902に制御され、温度上昇に従って増加する。図34が開示したように、LED5182に流れる駆動電流はサーミスタ906に制御され、温度上昇に従って増加する。一方、LED5183に流れる駆動電流はデプレションモードHEMT  T7に制御され、ほとんど温度に従って変化しない。一実施例において、LED5183は青色LEDであり、LED5181又は5182は赤色LEDである。
【００５４】
以上は本発明の好ましい実施例のみであり、本発明の請求の範囲内に行われた同等な変化と修正はすべて本発明の範囲に属する。
【符号の説明】
【００５５】
10    照明システム
12    ブリッジ整流器
14    力率コレクター
16    LED駆動回路
18、18B、18R    LED
19    定電圧コンデンサ
60    LEDドライブ
62    ブリッジ整流器
64      バレーフィル回路
66      電流駆動回路
67      破線
72、74、76      電圧波形
80      半導体チップ
92      シリコン基板
94      バッファ層
95、95a      メサ
96      チャネル層
98      ハイバンドギャップ層
100      キャップ層
102      金属層
102a、102b、102c、102d、102e      金属片
103      絶縁層
104      金属層
104a、104b、104c、104d、104e、104f、104g、104h      金属片
105      保護層
120      ダイオードの符号
130      集積回路
140、142、144、146、148      ステップ
150、152      曲線
170      調整域
200      照明システム
300      LEDドライブ
302      電流駆動回路
330      照明システム
500      LEDドライブ
502      ブリッジ整流器
504      電流駆動回路
518、5181、5182、5183      LED
5201、5202、5203、5204      LED
550      半導体チップ
552      集積回路
560      照明システム
600      LEDドライブ
700      LEDドライブ
800      LEDドライブ
802      トライアック調光器
806      ブリッジ整流器
808      半導体チップ
810      ブリッジ整流器
812      半導体チップ
840      LEDドライブ
848      LED
850      抵抗
852      ショットキーバリアダイオード
900      LEDドライブ
902、906      サーミスタ
910      LEDドライブ
AC+、AC-      交流入力ピン
AC1、AC2      交流電源線
ARM1、ARM2      上アーム
ART、ARB      上下両アーム
C1、C2、CF      コンデンサ
CC1、CC2、CC3、CC4      電流スイッチ
DB1-DB4      整流ダイオード
DVF1-DVF3      ダイオード
D      端
D1、D2      駆動ピン
GD、GE      ゲート
GND      グランド線
GG      ゲート領域
IC1、IC2      段分け回路
ME、MD      HEMT
PF1、PF2      校正ピン
S      端
S1、S2      駆動ピン
SBD1、SBD2、SBD3、SBD4      ショットキーバリアダイオード
T1、T2、T3、T4      HEMT
T5、T6、T7、T8      デプレションモードHEMT
TP1、TP2、TP3      時間帯
VAC-IN      交流入力電源
VCC      高電圧ピン
VDC-IN      直流電源
VDD      直流電源線
VPEAK      電圧ピーク
VSS      低電圧ピン
【図１】
2016164983.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６Ａ】
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【図２６Ｂ】
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【図２６Ｃ】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９Ａ】
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【図２９Ｂ】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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