專利名稱：發(fā)光二極管驅(qū)動電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)光二極管驅(qū)動電路，涉及驅(qū)動所排列的多個發(fā)光二極管各 個的發(fā)光二極管驅(qū)動電路。
背景技術(shù)：
作為打印機等中使感光體感光的部件，有使用把發(fā)光二極管(以下稱為
"LED")進行直線排列的LED陣列。作為驅(qū)動這樣的LED陣列的各LED的 驅(qū)動電路，例如有在專利文獻l、 2等中記載的驅(qū)動電路。
圖1表示現(xiàn)有的發(fā)光二極管驅(qū)動電路的一例的電路結(jié)構(gòu)圖。該驅(qū)動電路 是被半導體集成電路化了的。
在該圖中，在運算放大器10的反相輸入端子上通過基準電壓源施加基準 電壓Vref。運算放大器10的輸出端子連接p溝道MOS場效應晶體管(以下 簡單稱為"MOS晶體管")Ml的柵極，同時通過模擬開關(guān)等的開關(guān)12連接p 溝道MOS晶體管M2的柵極。
MOS晶體管Ml的源極連接電源Vdd， MOS晶體管Ml的漏極連接運算 放大器IO的非反相輸入端子，同時連接電阻R1的一端。電阻R1的另一端接 地。
開關(guān)12根據(jù)從端子13供給的開關(guān)控制信號切換導通/關(guān)斷。MOS晶體管 M2的源極連接電源Vdd， MOS晶體管M2的漏極連接LED (發(fā)光二極管) 14的陽極，LED 14的陰極接地。
運算放大器IO通過基準電壓Vref和電阻Rl，使用(1 )式表示的基準電 流Iref流過MOS晶體管Ml的漏極。 Iref=Vref/Rl …(l)
在開關(guān)12接通時MOS晶體管Ml、 M2構(gòu)成電流反射鏡，當設(shè)MOS晶 體管Ml、 M2的柵極面積比為1: 1時，從MOS晶體管M2向LED14流過基 準電流Iref， LED14發(fā)光。
3專利文獻1:特許第3296882號公報 專利文獻2:特許第2516236號公報
一般，發(fā)光二極管具有溫度特性，當周圍溫度升高時正向壓降VF降低。 在現(xiàn)有的發(fā)光二極管驅(qū)動電路中，因為即使周圍溫度升高流過LED14的
電流IL也恒定，所以當周圍溫度升高、LED 14的正向壓降VF降低時，有LED 14
的亮度降低這樣的問題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于上述問題做出的，其目的是提供這樣一種發(fā)光二極管驅(qū)動電 路，亦即，對發(fā)光二極管的溫度特性進行補償，即使溫度變化也能夠使發(fā)光二 極管的發(fā)光亮度保持大體恒定。
本發(fā)明的發(fā)光二極管驅(qū)動電路，由生成基準電流的基準電流部、和使用 電流反射鏡電路生成根據(jù)基準電流的驅(qū)動電流來供給發(fā)光二極管的電流輸出 部組成，
基準電流部，通過具有有負溫度特性的溫度特性元件，補償發(fā)光二極管 的溫度特性，即使溫度變化，也能夠使發(fā)光二極管的發(fā)光亮度保持大體恒定。 在發(fā)光二極管驅(qū)動電路中， 基準電流部具有
運算放大器，其控制基準電流，以使通過基準電流流過電阻電路而發(fā)生 的電壓與一定的基準電壓相同；和
將溫度特性元件和電阻進行串聯(lián)連接的電阻電路 '在發(fā)光二極管驅(qū)動電路中， 溫度特性元件可以是共同連接基極和集電極的晶體管。 根據(jù)本發(fā)明，補償發(fā)光二極管的溫度特性，即使溫度變化，也能夠4吏發(fā) 光二極管的發(fā)光亮度保持大體恒定。
圖1是現(xiàn)有的發(fā)光二極管驅(qū)動電路的一例的電路結(jié)構(gòu)圖。 圖2是使用本發(fā)明的發(fā)光二極管驅(qū)動電路的LED陣列裝置的一個實施形 態(tài)的方塊結(jié)構(gòu)圖。
圖3是本發(fā)明的發(fā)光二極管驅(qū)動電路的一個實施形態(tài)的電路結(jié)構(gòu)圖。符號說明
30運算放大器
31基準電壓源電路
33基準電流部 34、 35電壓源 36、 38、 40開關(guān) 44電流輸出部 45 LED
Mil M28MOS晶體管 Ql p叩晶體管 Rll ~R23電阻 Vddl、 Vdd2電源
具體實施例方式
下面根據(jù)
本發(fā)明的實施形態(tài)。 <LED陣列驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)〉 .
圖2表示使用本發(fā)明的發(fā)光二極管驅(qū)動電路的LED陣列裝置的一個實施 形態(tài)的方塊結(jié)構(gòu)圖。該LED陣列裝置例如是48通道結(jié)構(gòu)。
在該圖中，在移位寄存器20中，對于1通道例如以48通道數(shù)量的時間 序列供給6位的發(fā)光時間數(shù)據(jù)、該數(shù)據(jù)在移位寄存器20中被順序移位并被鎖 存后，被供給脈寬調(diào)制電路22。該脈寬調(diào)制電路22,對于每一通道生成用發(fā) 光時間數(shù)據(jù)指示的脈寬的發(fā)光脈沖，向LED陣列驅(qū)動電路26供給48通道數(shù) 量的發(fā)光脈沖。
在移位寄存器24中，對于1通道例如以48通道數(shù)量的時間序列供給6 位的發(fā)光時間數(shù)據(jù)、該數(shù)據(jù)在移位寄存器24中被順序移位并被鎖存后，被供 給LED陣列驅(qū)動電路26。 LED陣列驅(qū)動電路26，對于每一通道解碼發(fā)光亮 度數(shù)據(jù)，生成n系統(tǒng)的開關(guān)控制信號，通過上述n系統(tǒng)的開關(guān)控制信號決定對 于每通道用發(fā)光脈沖使之導通的MOS晶體管。LED陣列驅(qū)動電路26以通道 單位驅(qū)動構(gòu)成LED陣列28的48通道的LED。
<發(fā)光二極管驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)>
5圖3是本發(fā)明的發(fā)光二極管驅(qū)動電路的一個實施形態(tài)的電路結(jié)構(gòu)圖。該 驅(qū)動電路是被半導體集成電路化了的。
在該圖中，給運算放大器30的反相輸入端子上通過基準電壓源電路31 施加基準電壓Vref。運算放大器30的輸出端子連接在p溝道MOS晶體管Ml 1 、 M12各個的柵極上。MOS晶體管Mll、 M12各個的源極分別通過Rll、 R12 連接電源Vddl構(gòu)成電流反射鏡電路。MOS晶體管Mll、 M12各個的漏極分 別連接p溝道MOS晶體管M13、 M14的源極。
MOS晶體管M13、 M14的柵極共同連接到MOS晶體管M13的漏極構(gòu)成 電流反射鏡電路。MOS晶體管M13的漏極連接運算放大器30的非反相輸入 端子，同時連4^電阻13的一端。
MOS晶體管M11 M14,通過做成級聯(lián)電流反射鏡電路的結(jié)構(gòu)，MOS 晶體管Mll、 M12的漏極電位大體相同，在柵極面積相同的場合，MOS晶體 管M13、 M14的漏才及電流大體相同。
電阻R13的另一端連接pnp晶體管Ql的發(fā)射極。將pnp晶體管Ql的基 極和集電極連接在一起構(gòu)成二極管，上述的集電極接地。
MOS晶體管M14的漏極連接n溝道MOS晶體管M15的漏極。MOS晶 體管M15的柵極連接n溝道MOS晶體管M16的柵極構(gòu)成電流反射鏡電流。
MOS晶體管M15、 M16各自的源極分別連接n溝道MOS晶體管M17、 M18各自的漏極。MOS晶體管M17、 M18的柵極共同連接MOS晶體管M15 的漏極構(gòu)成電流反射鏡電路，MOS晶體管M17、 M18的源極接地。
MOS晶體管M15 M18，通過做成級聯(lián)電流反射鏡電路的結(jié)構(gòu)，MOS 晶體管M15、 M16的源極電位大體相同，在柵極面積相同的場合，MOS晶體 管M15、 M16的漏極電流大體相同。另外，通過在MOS晶體管M15、 M16 的柵極上用電壓源34施加定電壓Va， MOS晶體管M17、 M18的漏極電位成 為Va-Vgsl ( Vgsl是n溝道MOS晶體管的柵極 漏極間電壓)。
上述的運算放大器30、基準電壓源電路31、 MOS晶體管Mil ~M15以 及M17,構(gòu)成基準電流部33。運算放大器30，差動放大通過MOS晶體管M13 的漏極電流流過電阻R13產(chǎn)生的MOS晶體管M13的漏極電壓和來自基準電 壓源電路31的基準電壓Vref,使兩者成為相同那樣控制MOS晶體管Mll的漏極電流來使一定的基準電流Iref流過MOS晶體管M_13的漏極。另夕卜，通過 電流反射鏡電路，與基準電流Iref成比例的電流流過MOS晶體管M16的漏極。
MOS晶體管M16的漏才及連接p溝道MOS晶體管M22的漏極。MOS晶 體管M22的源極連接p溝道MOS晶體管M21的漏極。MOS晶體管M21的 源才及通過電阻R15連"f妄電源Vdd2。
MOS晶體管M21的柵極連接MOS晶體管M22的漏極，同時，通過模 擬開關(guān)等的開關(guān)36、 38、 40連接p溝道MOS晶體管M23、 M25、 M27的柵 極。當開關(guān)36、 38、 40接通時使MOS晶體管M23、 M25、 M27的柵極電位 與MOS晶體管M21的柵極電壓相同，使MOS晶體管M23、 M25、 M27導通， 當開關(guān)36、 38、 40關(guān)斷時MOS晶體管M23、 M25、 M27的柵極電位為電源 電壓Vdd2， MOS晶體管M23、 M25、 M27關(guān)斷。
MOS晶體管M23、 M25、 M27各自的源極分別通過電阻R21、 R22、 R23 連接電源Vdd2， MOS晶體管M23、 M25、 M27在開關(guān)36、 38、 40接通時和 MOS晶體管M21構(gòu)成電流反射鏡電路。
MOS晶體管M22的柵極連接p溝道MOS晶體管M24、 M26、 M28的柵 極。MOS晶體管M23、 M25、 M27各自的漏極分別連接MOS晶體管M24、 M26、 M28的源極，MOS晶體管M22、 M24、 M26、 M28構(gòu)成電流反射鏡電 路。
MOS晶體管M21 M28，通過做成級聯(lián)電流反射鏡電路的結(jié)構(gòu)，MOS 晶體管M21、 M23、 M25、 M27的漏極電位大體相同，在柵極面積相同的場合， MOS晶體管M22、 M24、 M26、 M28的漏極電流大體相同。這里，為進行灰 度表現(xiàn)，例如相對于MOS晶體管M21、 M22的柵極面積，MOS晶體管M23、 M24的柵極面積為6倍，MOS晶體管M25、 M26的柵極面積為3倍，MOS 晶體管M27、 M28的柵極面積為2倍那樣，使柵極面積各異。
另外，在MOS晶體管M22、 M24、 M26、 M28的柵極上通過電壓源35 施加定電壓Vb,使MOS晶體管M22、 M24、 M26、 M28的源極電位為Vb十 Vgs2 ( Vgs2是p溝道MOS晶體管的柵極.漏極間電壓)。
開關(guān)36、 38、 40各自通過分別從端子37、 39、 41供給的n (這里n=3 ) 系統(tǒng)的開關(guān)控制信號來切換導通/關(guān)斷。另外，n不限于3。 MOS晶體管M24、M26、 M28的漏極連接LED45的陽極，LED45的陰極接地。
這里，開關(guān)36、 38、 40關(guān)斷時MOS晶體管M23、 M25、 M27關(guān)斷，LED45 不流過電流。當開關(guān)36接通時MOS晶體管M23的漏極電流流過LED45，當 開關(guān)36、 38接通時MOS晶體管M23、 M25的漏極電流的和流過LED45,當 開關(guān)36、 38、 40接通時MOS晶體管M23、 M25、 M27的漏極電流的和流過 LED45 ，流過LED45的電流越大，發(fā)光亮度越大。
上述的開關(guān)36、 38、 40、 MOS晶體管M16、 M18-M28,構(gòu)成1通道的 電流輸出部44， 48通道的同 一結(jié)構(gòu)的電流輸出部44被連4妻在基準電流部33 上。各通道的電流輸出部44驅(qū)動各自連接的LED45( LED陣列28的一部分)。 <發(fā)光二極管的溫度特性的補償>
這里，流過MOS晶體管M13的漏極的基準電流Iref用(1 )式表示。此 外，Vr是電阻R13的兩端電壓，V即是晶體管Ql的正向壓降。 Iref=(Vr-VFQ1)/R13 …(l)
這里，當把(1)式對于溫度t進行偏微分時，因為晶體管Q1的正向壓 降具有負的溫度特性a ( = _mV/°C)，所以得到(2)式。 ^e//& = (Fr + a)/7 13 …(2)
因此，當周圍溫度升高時基準電流Iref增加，與基準電流Iref成比例， MOS晶體管M23、 M25、 M27的漏極電流、即流過LED45的電流增加，LED45 的亮度增大。由此，因為周圍溫度升高、LED14的正向壓降降低而產(chǎn)生的 LED14的亮度降低被抵消，能夠把LED45的亮度保持大體恒定。
另外，代替晶體管Ql使用二極管，使電阻R13的另一端連接陰極、陽 極才妄地，也能得到相同的效果。
另外，晶體管Ql與權(quán)利要求所述的溫度特性元件相當，電阻R13、晶體 管Q1與電阻電路相當。
本發(fā)明不限于上述具體公開的實施例，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下 能夠形成各種變形例、改進例。 —
本申請基于2006年6月21日提交的要求優(yōu)先權(quán)的日本專利申請第2006 —171849號，這里引用其全部內(nèi)容。
本發(fā)明可以應用于驅(qū)動排列的多個發(fā)光二極管各個的發(fā)光二極管驅(qū)動電路。
權(quán)利要求
1. 一種發(fā)光二極管驅(qū)動電路，其由生成基準電流的基準電流部、和使用電流反射鏡電路生成根據(jù)所述基準電流的驅(qū)動電流來供給發(fā)光二極管的電流輸出部組成，其特征在于，所述基準電流部，備有具有負溫度特性的溫度特性元件。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管驅(qū)動電路，其特征在于， 所述基準電流部具有運算放大器，其控制所述基準電流，以使通過所述基準電流流過電阻電 路而發(fā)生的電壓與一定的基準電壓相同；和將溫度特性元件與電阻進行串聯(lián)連接的電阻電路。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)光二極管驅(qū)動電路，其特征在于， 所述溫度特性元件是將基極和集電極連接在一起的晶體管。
全文摘要
提供一種發(fā)光二極管驅(qū)動電路，其具有生成基準電流的基準電流部、和使用電流反射鏡電路生成根據(jù)基準電流的驅(qū)動電流來供給發(fā)光二極管的電流輸出部?；鶞孰娏鞑?，備有具有負溫度特性的溫度特性元件。
文檔編號H01L33/00GK101473455SQ200780022459
公開日2009年7月1日 申請日期2007年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月21日
發(fā)明者山口公一, 鈴木大介 申請人:三美電機株式會社