(57)【要約】【課題】電圧電流転換回路の提供。【解決手段】電圧電流転換回路は高電圧製造工程N型MOS電界効果トランジスター、低電圧製造工程N型MOS電界効果トランジスター、低電圧製造工程増幅器、電気抵抗を提供する。これにより電圧電流転換回路は高電圧製造工程の回路において直接応用可能となり、製造コストを低下させることができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高電圧製造工程N型MOS電界効果トランジスター、低電圧製造工程N型MOS電界効果トランジスター、低電圧製造工程増幅器、電気抵抗を含み、
該低電圧製造工程N型MOS電界効果トランジスターのドレイン極は該高電圧製造工程N型MOS電界効果トランジスターのソース極と接続し、
該低電圧製造工程増幅器はプラス入力端、マイナス入力端、出力端を備え、該出力端は該低電圧製造工程N型MOS電界効果トランジスターのゲート極と接続し、入力電圧は該プラス入力端に入力され、及び該マイナス入力端と該低電圧製造工程N型MOS電界効果トランジスターのソース極は接続し、出力電圧を発生し、
該電気抵抗の一端は該低電圧製造工程N型MOS電界効果トランジスターのソース極と接続し、反対端はアースであることを特徴とする電圧電流転換回路。
【請求項２】
前記電圧電流転換回路はさらにキャパシターを含み、該電気抵抗と並列することを特徴とする請求項１記載の電圧電流転換回路。
【請求項３】
前記電圧電流転換回路はさらにクランプ電圧を含み、該高電圧製造工程N型MOS電界効果トランジスターのゲート極に入力することを特徴とする請求項１記載の電圧電流転換回路。
【請求項４】
前記入力電圧は該出力電圧と相等であることを特徴とする請求項１記載の電圧電流転換回路。
【請求項５】
前記高電圧製造工程N型MOS電界効果トランジスターのドレイン極に入力する入力電流は該出力電圧から該電気抵抗を除いた値であることを特徴とする請求項４記載の電圧電流転換回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電圧電流転換回路に関する。特に低電圧製造工程増幅器を使用し低電圧製造工程N型MOS電界効果トランジスターを推し進めるため、高電圧製造工程の回路において直接応用することができる電圧電流転換回路に係る。
【背景技術】
【０００２】
公知の電圧電流転換回路は主に電圧受動器の構造に利用され、さらに外付け電気抵抗を利用し電流値を決定するが、低電圧回路においては、この種の方式は可能である。なぜなら、低電圧製造工程中のN型MOS電界効果トランジスターの臨界電圧はおよそ０．５〜０．８Ｖであるため、増幅器の出力レベルの振り幅(swing)はなお次のレベルのN型MOS電界効果トランジスターをドライブすることができるからである。しかもこれにより増幅器内部のMOS電界効果トランジスターを飽和区において保持することができる。
【０００３】
図１は公知の電圧電流転換回路１の回路図である。入力電圧Ｖ1を増幅器２のプラス入力端に加え、マイナスフィードバックを経て、出力電圧ＶOを入力電圧ＶIと等しくし、電気抵抗Ｒを通して電流Ｉを調整する。しかし、これらはすべてのMOS電界効果トランジスター３が飽和区になければ成立しない。なぜなら飽和区にあってのみ、増幅器２はリニア増幅器であり、マイナスフィードバックの条件を満たすことができるからである。
【０００４】
しかし、高電圧回路中で電圧電流転換回路を使用しようとするなら、高電圧製造工程増幅器を用いるか、低電圧製造工程増幅器を用いるかの問題に直面することになる。もし高電圧製造工程増幅器を用いるなら、面積とパワーは大幅に増加し、もし低電圧製造工程増幅器を用いるなら、振り幅(swing)制限の問題に突き当たる。なぜなら高電圧製造工程増幅器の臨界電圧変化は非常に大きく、およそ１〜２Ｖの間であるため、一般の低電圧製造工程増幅器は高電圧製造工程N型MOS電界効果トランジスターをドライブすることができない可能性があるからである。
【０００５】
また製造工程の面では、高電圧製造工程は低電圧製造工程の安定性には及ばない。よって臨界電圧も非常に不安定で、一般的には１〜２Ｖの間である。よって増幅器の振り幅(swing)は臨界電圧Ｖｔ（高電圧製造工程N型MOS電界効果トランジスター）より大きくなければならず、入力電圧ＶIを加え、初めて高電圧製造工程N型MOS電界効果トランジスターをドライブすることができる。もし、低電圧回路供給電圧がＶＤＤ＝３Ｖであるなら、増幅器は高電圧製造工程N型MOS電界効果トランジスターをドライブできるとは限らない。なぜならこの時、増幅器の振り幅(swing)は必ず３Ｖより小さいからで、入力電圧ＶIが非常に小さいのなら良いが、実際の使用においては入力電圧ＶIの値が非常に小さいということはあり得ない。
【０００６】
よって、電圧電流転換回路を研究開発し、低電圧製造工程増幅器を使用し低電圧製造工程N型MOS電界効果トランジスターをドライブ可能とし、これにより電圧電流転換回路は高電圧製造工程の回路において直接応用可能となり、こうして製造コストを低下させることが本発明が目指す方向性である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、公知の電圧電流転換回路では、N型MOS電界効果トランジスターをドライブするためには、高電圧製造工程増幅器が必要であるという問題を解決する電圧電流転換回路を提供することである。
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明は下記の電圧電流転換回路を提供する。
電圧電流転換回路は高電圧製造工程N型MOS電界効果トランジスター、低電圧製造工程N型MOS電界効果トランジスター、低電圧製造工程増幅器、電気抵抗を含み、
該低電圧製造工程N型MOS電界効果トランジスターのドレイン極は該高電圧製造工程N型MOS電界効果トランジスターのソース極と接続し、該低電圧製造工程増幅器はプラス入力端、マイナス入力端、出力端を備え、該出力端は該低電圧製造工程N型MOS電界効果トランジスターのゲート極と接続し、入力電圧は該プラス入力端に入力され、及び該マイナス入力端と該低電圧製造工程N型MOS電界効果トランジスターのソース極は接続し、出力電圧を発生し、
該電気抵抗の一端は該低電圧製造工程N型MOS電界効果トランジスターのソース極と接続し、反対端はアースで、
該低電圧製造工程増幅器を使用し、該低電圧製造工程N型MOS電界効果トランジスターをドライブし、これにより電圧電流転換回路は高電圧製造工程の回路において直接応用され、こうして製造コストを低下させる目的を達成することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１の発明は、高電圧製造工程N型MOS電界効果トランジスター、低電圧製造工程N型MOS電界効果トランジスター、低電圧製造工程増幅器、電気抵抗を含み、
該低電圧製造工程N型MOS電界効果トランジスターのドレイン極は該高電圧製造工程N型MOS電界効果トランジスターのソース極と接続し、
該低電圧製造工程増幅器はプラス入力端、マイナス入力端、出力端を備え、該出力端は該低電圧製造工程N型MOS電界効果トランジスターのゲート極と接続し、入力電圧は該プラス入力端に入力され、及び該マイナス入力端と該低電圧製造工程N型MOS電界効果トランジスターのソース極は接続し、出力電圧を発生し、
該電気抵抗の一端は該低電圧製造工程N型MOS電界効果トランジスターのソース極と接続し、反対端はアースであることを特徴とする電圧電流転換回路としている。
請求項２の発明は、前記電圧電流転換回路はさらにキャパシターを含み、該電気抵抗と並列することを特徴とする請求項１記載の電圧電流転換回路としている。
請求項３の発明は、前記電圧電流転換回路はさらにクランプ電圧を含み、該高電圧製造工程N型MOS電界効果トランジスターのゲート極に入力することを特徴とする請求項１記載の電圧電流転換回路としている。
請求項４の発明は、前記入力電圧は該出力電圧と相等であることを特徴とする請求項１記載の電圧電流転換回路としている。
請求項５の発明は、前記高電圧製造工程N型MOS電界効果トランジスターのドレイン極に入力する入力電流は該出力電圧から該電気抵抗を除いた値であることを特徴とする請求項４記載の電圧電流転換回路としている。
【発明の効果】
【００１０】
上記のように、本発明は低電圧製造工程増幅器を使用し、低電圧製造工程N型MOS電界効果トランジスターをドライブし、これにより電圧電流転換回路は高電圧製造工程の回路において直接応用され、こうして製造コストを低下させる目的を達成する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の目的、特徴、効果をさらに明確に説明するため、以下に具体的実施例に図式を合わせ詳細な説明を行う。
【００１２】
図２は本発明の電圧電流転換回路の回路図である。図２に示すように、本発明の電圧電流転換回路４は高電圧製造工程N型MOS電界効果トランジスター(HV NMOS)５、低電圧製造工程N型MOS電界効果トランジスター(LV NMOS)６、低電圧製造工程増幅器９、電気抵抗Ｒ1を含む。該低電圧製造工程N型MOS電界効果トランジスター６のドレイン極７は該高電圧製造工程N型MOS電界効果トランジスター５のソース極８と接続し、該低電圧製造工程増幅器９はプラス入力端１０、マイナス入力端１１、出力端１２を備える。該出力端１２は該低電圧製造工程N型MOS電界効果トランジスター６のゲート極１３と接続し、入力電圧ＶI1は該プラス入力端１０に入力され、及び該マイナス入力端１１と該低電圧製造工程N型MOS電界効果トランジスター６のソース極１４は接続し、出力電圧ＶO1を発生する。該入力電圧ＶI1は該出力電圧ＶO1と相等である。該電気抵抗Ｒ1の一端は該低電圧製造工程N型MOS電界効果トランジスター６のソース極１４と接続し、反対端はアースである。該高電圧製造工程N型MOS電界効果トランジスター５のドレイン極１５に入力する入力電流Ｉ1は、該出力電圧ＶO1の値に等しく、該電気抵抗Ｒ1を除いた値である。該低電圧製造工程N型MOS電界効果トランジスター６は高電圧のルートにあるため、該低電圧製造工程N型MOS電界効果トランジスター６のドレイン極７電圧を制限する必要があり、これにより部品の焼切れを防止する。よって、該高電圧製造工程N型MOS電界効果トランジスター５のゲート極１６においてクランプ電圧１７を与え、これにより該低電圧製造工程N型MOS電界効果トランジスター６のドレイン極７電圧を部品が耐えることができる範囲内とすることに最適である。
【００１３】
図３は本発明をLEDディスプレーユニットに応用する最適具体的実施例の回路図である。図３に図２を合わせて示すように、LED表示ユニット１８が定電流である時、その輝度は最も安定している。ここでは本発明の電圧電流転換回路４の入力電流Ｉ1を使用し、参考電流とする。次に、電流ミラー(Current Mirror)の構造により、高電圧製造工程P型MOS電界効果トランジスター(HV PMOS)及び高電圧製造工程N型MOS電界効果トランジスター(HV NMOS)を通して、LEDパーツ１９端に反映させる。こうして定電流を生じ、この回路構造において先に固定の電圧源を生じなければならない。よって、バンドギャップ(BandGap)回路を使用し固定電圧源２０を生じることが望ましい。実際の応用上では、高電圧製造工程N型MOS電界効果トランジスター５と低電圧製造工程N型MOS電界効果トランジスター６は直列であるため、ノイズが高電圧製造工程から届く可能性があり、参考電流へのノイズの干渉を回避するためには、電気抵抗Ｒ1においてキャパシターＣ1を並列し、ノイズをろ過することができる。但し、LED表示ユニット１８の安定性の問題を考慮する必要がある。もしキャパシターＣ1が大き過ぎれば、フェーズマージン(Phase Margin)が小さ過ぎ、該LED表示ユニット１８はマイナスフィードバックにおいて震動する恐れがある。もしキャパシターＣ1が小さ過ぎれば、フィルター効果を達成することはできない。よってこの時点で、先に適当なキャパシター値を決定する必要があり、続いて増幅器の構造を決定し、該LED表示ユニット１８のフェーズマージン(Phase Margin)は適当な範囲内となる。
【００１４】
上記のように、本発明が提供する電圧電流転換回路は低電圧製造工程増幅器を使用し、低電圧製造工程N型MOS電界効果トランジスターをドライブし、これにより電圧電流転換回路は高電圧製造工程の回路において直接応用され、製造コストを低下させる目的を達成することができる。
【００１５】
上記は本発明の最適実施例に過ぎず、本発明の特許請求の範囲を限定するものではない。本発明の特許請求の範囲に基づき行う均等変化と修飾などは、すべて本発明が請求する特許範囲に含まれるものとする。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】公知の電圧電流転換回路である。
【図２】本発明の電圧電流転換回路の回路図である。
【図３】本発明をLEDディスプレーユニットに応用する最適具体的実施例の回路図である。
【符号の説明】
【００１７】
１  電圧電流転換回路
２  増幅器
３  MOS電界効果トランジスター
４  電圧電流転換回路
５  高電圧製造工程N型MOS電界効果トランジスター
６  低電圧製造工程N型MOS電界効果トランジスター
７  ドレイン極
８  ソース極
９  低電圧製造工程増幅器
１０  プラス入力端
１１  マイナス入力端
１２  出力端
１３  ゲート極
１４  ソース極
１５  ドレイン極
１６  ゲート極
１７  クランプ電圧
１８  LED表示ユニット
１９  LEDパーツ
２０  固定電圧源
Ｃ1  キャパシター
Ｉ  電流
Ｉ1  入力電流
Ｒ  電気抵抗
Ｒ1  電気抵抗
ＶI  入力電圧
ＶI1  入力電圧
ＶO  出力電圧
ＶO1  出力電圧
【図１】
2009213098.tif 000003
【図２】
2009213098.tif 000004
【図３】
2009213098.tif 000005