ELM186CxA 120mA レーザー ダイオード ドライバ
http://www.elm-tech.com■概要
ELM186CxA は、 APC 方式レーザーダイオード（ LD) 駆動用バイポーラ IC です。 レーザー出力を一定に保つ
APC 回路を内蔵し、最大 120mA の LD 順方向電流を制御できます。 バンドギャップ基準電圧回路と APC レーザー駆動回路を内蔵し、 外部に接続する抵抗によりレーザー出力を任意の一定出力に設定できます。 また本 IC は小形
SC-70-5 パッケージに実装され、 外部部品が少なく、 非常に小さな面積に PCB 実装できます。
全て種類の結線の異なるレーザーダイオードモジュール（ LDM) を駆動するために 4 種類の ELM186C1A、
ELM186C2A、 ELM186C3A、 ELM186C4A が準備されています。

■特長

■用途

• レーザー出力設定外部調整可能• レーザーポインタ• 全タイプの LDM 駆動が可能• レーザー墨出し機• 内部基準電圧: Typ.1.25V• 動作電圧範囲: 3.0V ～ 12.0V• 低消費電流: Typ.0.6mA• レーザー駆動電流: Max.120mA• パッケージ: SC-70-5 (5 ピン）• レーザー応用機器■絶対最大定格値
項目記号Vcc
PdTopTstg

動作電圧
許容損失
動作温度
保存温度

規格値
13.0300-40～+85-55～+150

単位
VmW℃℃

■セレクションガイド
ELM186CxA－x
記号aパッケージbピン構成タイプ

cd

製品バージョン
テーピング方向C : SC-70-5
1 : タイプ1
2 : タイプ2
3 : タイプ3
4 : タイプ4( 端子配列図参照 )A
S, N : パッケージ ファイル参照

ELM186C x A - x↑↑↑ ↑a bc d

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http://www.elm-tech.com■端子配列図SC-70-5(TOP VIEW)端子番号
12345タイプ1
ELM186C1A
ALD
GND
VCC
IREF
AMD

端子記号
タイプ2タイプ3
ELM186C2A ELM186C3A
ALD
KLD
GND
GND
VCC
VCC
IREF
IREF
KMD
AMD

タイプ4
ELM186C4A
KLD
GND
VCC
IREF
KMD

■ブロック図ELM186C1A

ELM186C2A

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ELM186C3A

ELM186C4A

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ピン機能 ：端子記号
ALD
KLD
AMD
KMD

端子機能
LD 駆動出力端子
LD 駆動出力端子
MD 電流入力端子
MD 電流入力端子

IREF

Iref 設定端子VCC
GND

電源端子
グランド端子内容
LD アノードに接続、 NPN トランジスタエミッタ出力
LD カソードに接続、 NPN トランジスタコレクタ出力
MD アノードに接続、 MD からの電流シンク入力
MD カソードに接続、 MD への電流ソース入力
IREF と GND 間に抵抗接続、 基準電圧のエミッタ出力抵抗の電流が、 APC 動作の基準電流となる
IC 電源接続IC 接地接続

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内部ブロックと動作 :ELM186CxA の内部は基準電圧回路、 基準電流発生回路、 電流演算増幅回路、 LD 駆動出力トランジスタから構成されます。 基準電流発生回路は APC 動作用の基準電流を発生させます。 基準電流は IREF 端子に接続する外付け抵抗と基準電圧から決定されます。 電流演算増幅回路は基準電流と MD 光電流を比較して、 二つの電流が同じ値になるように LD 駆動電流を調整します。 出力駆動トランジスタは LD に最大 120mA の電流を供給できます。
ELM186CxA では 2 種類の出力形式を選択することができます。 ALD 端子はエミッタ出力で LD のアノードを駆動します。 KLD 端子はコレクタ出力で LD のカソードを駆動します。 また正負の光モニター電流入力極性が可能です。
AMD 端子は MD のアノードに接続され、 KMD 端子は MD のカソードに接続されます。 AMD 端子と KMD 端子はそれぞれ IC 内部でダイオードに接続しています。 IC 内ダイオードはカレントミラー回路の入力として動作します。
ELM186CxA の動作は次のようになります。 外付け抵抗を調整することによって、 基準電流値を決め、 その基準電流値によりレーザー出力を設定できます。 基準電流はバンドギャップ基準電圧と IREF 端子の外付け抵抗値から決まります。 MD のモニター電流はレーザー出力に比例して増減します。 ELM186CxA が動作する時、 モニター電流と基準電流は電流演算増幅回路で比較されます。 その差分電流を約 10000 倍以上の大きな電流増幅率で増幅して LD を駆動します。 基準電流よりモニター電流が小さい時は ID 駆動電流が増加します。 逆に基準電流よりモニター電流が大きい時は LD 駆動電流が減少します。 その結果レーザー出力は常に基準電流とモニター電流が同じ値になるように制御されます。 すなわちレーザー出力は IREF 端子外部抵抗の値で決まる一定値に制御されます。 制御誤差は電流誤差増幅回路の利得で決まります。 基準電流値の制限から AMD、 KMD 電流は 1000μA以下で使用してください。 基準電圧は約 1.25V のため、 その場合の IREF 端子抵抗は 1.25kΩ以上となります。

■電気的特性項目
動作電圧
消費電流
IREF 基準電圧
IREF 電流範囲
ALD 出力電流
KLD 出力電流
ALD リーク電流
KLD リーク電流
AMD 入力電流
KMD 入力電流

特に明記しない限り、 VCC=+5V、 Top=25℃

記号Vcc
Icc
Vref
Iref
Io_aldIo_kldIl_aldIl_kldIi_amdIi_kmd

条件
Vcc=5.0V, Iref 抵抗 22kΩ
Vcc=5.0V, Iref 抵抗 22kΩ

Min.
3.0
0.3
1.15

Typ.
0.6
1.25
50Max.
12.0
1.2
1.35-120120
1.0-1.0-1000

50-50

1000単位
VmA
V
μA
mA
mA
μA
μA
μA
μA

■マーキング
SC-70-5
記号adcマークM
1～ 40～9 とA ～ Z ( I, O, X を除く )内容
186 シリーズ
ピンタイプ表示組み立てロット番号

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http://www.elm-tech.com■応用回路
レーザーダイオードモジュール (LDM) は多くのレーザー応用機器に使われています。 LDM の内部には光学的に結合したレーザーダイオードとモニターダイオードが有ります。 モニターダイオードは LD のレーザー出力を受光し、光量に比例した光電流を出力します。
ELM186CxA は異なる極性の端子を持つ４種類全ての LDM に使用できます。 以下の表 1 に示すようにそれぞれの LDM タイプに対応する ELM186CxA を選択してください。
表1：番号12345

レーザーダイオード モジュール ピン����������

��： LD アノード、 コモン、 MD アノード

ELM186C1A( 図 2) 或いは
ELM186C3A( 図 6)

： LD アノード、 コモン、 MD カソード

ELM186C2A( 図 4) 或いは
ELM186C4A( 図 8)

： LD カソード、 コモン、 MD アノード

ELM186C1A( 図 1) 或いは
ELM186C3A( 図 5)

： LD カソード、 コモン、 MD カソード

ELM186C2A( 図 3) 或いは
ELM186C4A( 図 7)

： その他 LDM 共通ピンなし

全ての ELM186CxA��������

ELM186CxA 部品番号

LD アノード駆動応用回路 ：ELM186C1A と ELM186C2A は LD アノードを駆動するときに使用されます。 ALD 端子は NPN エミッタフォロア出力端子です。 LD アノード駆動回路ではレーザー出力定義のための抵抗だけが必要です。 VCC にノイズ防止コンデンサを付けてください。 動作電圧は赤色レーザーで５V 以上になります。 LD の順方向電圧と IC の動作電圧を加えた電圧が必要なためです。 LD アノード駆動回路は LD のカソードが LDM のケースに接続されているときケースを接地できるため LD の放熱が容易となる場合があります。 また外付け受動部品点数も削減できます。
ELM186C2A では APC ループ安定化のため位相補償 CR を追加します。

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LD アノード駆動アプリケーション回路 ： 図1、 図2、 図3、 図4図1図2������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

図3図4��������������������
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回路定数の求め方 ( 図 1 ～ 図 4）
レーザーダイオードモジュールは定格 5mW 動作時に、 駆動電流 IF=40mA、 順方向電圧 VF=2.2 Ｖ、 モニター
電流 IM=100μA の特性を持つものと仮定します。
図 1 の場合 ：電源電圧 VCC=VF+3V=5.2V 以上必要、 基準抵抗 R1=VREF/IM=1.25V/100μA=12.5kΩ、電源コンデン
サ C1 は 0.1μF ～ 10μF で、 電源安定用なので任意とします。
図 2 の場合 (MD を逆バイアスするため、 R4 の電圧降下 1V を使います。) ：電源電圧 VCC=VF+4V=6.2V 以上必要、 基準抵抗 R1=VREF/IM=1.25V/100μA=12.5kΩ、電圧シフト抵
抗 R4=シフト電圧/IF=1V/40mA=25Ω、 電源コンデンサ C1 は 0.1μF ～ 10μF で、 電源安定用なので任意とします。
図 3 の場合 (APC 安定化のため、 R2 と C2 を追加します。 ) ：電源電圧 VCC=VF+3V=5.2V 以上必要、 基準抵抗 R1=VREF/IM=1.25V/100μA=12.5kΩ、安定化 CR はC=1000pF、 R=10kΩ、 電源コンデンサ C1 は 10μF ～ 47μF で、 電源安定用なので任意とします。
図 4 の場合 (APC 安定化のため、 R2 と C2 を追加します。 ) ：電源電圧 VCC=VF+3V=5.2V 以上必要、 基準抵抗 R1=VREF/IM=1.25V/100μA=12.5kΩ、 安定化 CR
は C=1000pF、 R=10kΩ、 電源コンデンサ C1 は 10μF ～ 47μF で、 電源安定用なので任意とします。
CR 例 : R1=12kΩ(Iref=100μA)、 R2=10kΩ～2kΩ、 C2=1000pF、 R4=25Ω(Ild=40mA)
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LD カソード駆動応用回路 ：ELM186C3A と ELM186C4A は LD のカソードを駆動するときに使用されます。 KLD 端子は NPN コレクタ出力端子です。 LD カソード駆動回路では動作電圧３V からの低電圧動作が可能です (LD 順方向電圧 +0.5V)。 APC ルー
プ安定化のため、MD のアノードを接続する場合、電源デカップリング CR と位相補償 CR が必要です ( 図 5、図 6)。
デカップリング CR フィルタは 1m 秒以上の時定数が必要です。 例 ： 100Ω × 10μF。
LD カソード駆動アプリケーション回路 ： 図 5、 図 6、 図 7、 図 8
図5図6��

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図7��
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図8���������������������� ������ ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

回路定数の求め方 ( 図 5 ～ 図 8）
レーザーダイオードモジュールは定格 5mW 動作時に、 駆動電流 IF=40mA、 順方向電圧 VF=2.2 Ｖ、 モニター
電流 IM=100μA の特性を持つものと仮定します。
図 5 の場合 (APC 安定化のため、 R2 と C2 を追加します。 ) ：電源電圧 VCC=VF+1V=3.2V 以上必要、 基準抵抗 R1=VREF/IM=1.25V/100μA=12.5kΩ、安定化CRはC=0.1μF、R=10kΩ、 電源デカップルはC1=10μF、R3=100Ωとします。
図 6 の場合 (APC 安定化のため、R2 と C2 を追加し、MD を逆バイアスするため、R4 の電圧降下 1V を使います。 )：電源電圧 VCC=VF+2V=4.2V 以上必要、 基準抵抗 R1=VREF/IM=1.25V/100μA=12.5kΩ、安定化CRはC=0.1μF、R=10kΩ、電圧シフト抵抗 R4=シフト電圧/IF=1V/40mA=25Ω、 電源デカップルは C1=10μF 、R3=100Ωとします。
図 7 の場合 (APC 安定化のため、R2 と C2 を追加し、MD を逆バイアスするため、R4 の電圧降下 1V を使います。 )：電源電圧 VCC=VF+2V=4.2V 以上必要、 基準抵抗 R1=VREF/IM=1.25V/100μA=12.5kΩ、安定化CRはC=1000pF、R=10kΩ、電源コンデンサ C1 は 10μF-47μF で、 電源安定用なので任意とします。
図 8 の場合 (APC 安定化のため、 R2 と C2 を追加します。 ) ：電源電圧 VCC=VF+3V=5.2V 以上必要、 基準抵抗 R1=VREF/IM=1.25V/100μA=12.5kΩ、 安定化CRは
C=1000pF、 R=10kΩ、 電源コンデンサ C1 は 10μF-47μF で、 電源安定用なので任意とします。
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CR 例 : R1=12kΩ(Iref=100μA)、 C1=10μF、 C2=0.1μF(ELM186C3A)、 C2=1000pF(ELM186C4A)、
R2=10kΩ、 R4=25Ω(Ild=40mA)
PCB 設計上の注意点 ：PCB レイアウト時には放熱を考慮してください。 PCB 上にサーマル VIA を配置することを推奨します。 IC の VCC
端子と LD に対する電源供給線は PCB への入力点から分岐させて下さい。 多層基板を使用して全面グランドパターンとすることで、 低インピーダンス化と熱抵抗の点で改善することができます。

■テスト回路• 回路 1����������� ��������� ����������������������������������������������������������

• 回路 2������ ������������������������������������������������������������������

• 回路 3������ �����������������������������������������������������������������

�

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http://www.elm-tech.com■電気的特性曲線
１． 消費電流Vcc vs. Icc

Vcc vs. Icc

R1= 47k, 22k,10k, 4.7k, Top=25°C, test circuit 1

R1= 22k, Top=-30°C, 25°C, 80°C, test circuit 1
12.50.9
20.822k10k

10.6Vcc (mA)

Vcc (mA)

0.747k

1.5

4.7k

�30�

0.525�

0.480�

0.3

0.5

0.2
0.1

002

468101201402

46Vcc (V)8101214Vcc (V)

２． 電圧リファレンスの安定性
Vcc vs. Iref voltage

Vcc vs. Iref voltage

R1= 47k, 22k,10k, 4.7k, Top=25°C, test circuit 1

R1= 22k, Top=-30°C, 25°C, 80°C, test circuit 1
1.35
1.3

1.5
1.45

1.25

1.35

47k

1.3

22k

1.25

10k

1.2

4.7k

Iref (V)

Iref (V)

1.4

1.2

�30�

25�

1.15

80�

1.1

1.15
1.1

1.05

1.05

11100152468101214Vcc (V)Vcc (V)

Iref resistor vs. AMD current

Iref resistor vs. KMD current

Iald=100mA, 33mA, 10mA, Top=25°C, test circuit 2

Iald=100mA, 33mA, 10mA, Top=25°C, test circuit 3

KMD current (A)5

AMD current (A)03． LD 駆動特性

R1 Iref resistor (Ω)

R1 Iref resistor (Ω)

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