JP5451430B2 - Light emitting element driving circuit and image forming apparatus - Google Patents
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本発明は発光素子の駆動回路に関し、複写機、レーザビームプリンタ(以下LBP)等において、画像形成のために用いられるCMOS半導体集積回路における発光素子の駆動回路に関し、定電流パルス出力を発生する方法に関する。 The present invention relates to a light emitting element driving circuit, and relates to a light emitting element driving circuit in a CMOS semiconductor integrated circuit used for image formation in a copying machine, a laser beam printer (hereinafter referred to as LBP), and the like, and a method for generating a constant current pulse output. About.
従来、半導体発光素子の駆動回路としては、例えば特許文献1に示されるような差動回路を用いたもの、或いは特許文献2に示されるカスコード回路を用いたもの等が知られている。
Conventionally, as a drive circuit for a semiconductor light emitting device, for example, a circuit using a differential circuit as shown in
図6は、半導体発光素子である半導体レーザーダイオード(以下LDと略す)の一般的な駆動電流と発光光量との光変換特性を示している。図6において、AはLDが使用初期の状態の特性であり、BはLDが使用により劣化した状態での特性である。また、同等の光量を得るために必要なLDの順方向電圧は、LDの劣化に従い増大する。LDの順方向電圧は、使用初期の状態では凡そ1.5〜1.6V程度でLDが発光し始めるが、劣化するに従い増大し2.4V程度となる。複写機やLBPでは、印刷枚数を保証するために、LDが劣化した状態であっても所望の光量とパルス幅を駆動回路により制御する必要がある。また、近年のLDの性能向上により、発光閾値は数mAとなり、従来より低い電流で所望の光量を得ることが可能になっている。 FIG. 6 shows light conversion characteristics between a general driving current and a light emission amount of a semiconductor laser diode (hereinafter abbreviated as LD) which is a semiconductor light emitting element. In FIG. 6, A is a characteristic when the LD is in an initial use state, and B is a characteristic when the LD is deteriorated by use. Further, the forward voltage of the LD necessary for obtaining an equivalent amount of light increases as the LD deteriorates. The forward voltage of the LD starts to emit light at about 1.5 to 1.6 V in the initial state of use, but increases as the deterioration progresses to about 2.4 V. In a copying machine or LBP, in order to guarantee the number of printed sheets, it is necessary to control a desired light amount and pulse width by a drive circuit even when the LD is deteriorated. Further, due to the recent improvement in LD performance, the light emission threshold value is several mA, and it is possible to obtain a desired light amount with a lower current than in the past.
しかしながら、LDが劣化した状態を考えると、従来の駆動回路では電源電圧としてLDの順方向電圧に加えてMOSトランジスタ2段分の動作電圧が必要となり、一般的な電源としては5V系が必要となる。このことは、例えば制御系に3V電源、パワー系に12V或いは24Vを用いているようなシステム(複写機やLBP機器など)では、LD駆動のために5V系電源が必要となる。そのため、システムコストを上昇させてしまうという課題が有る。また、LDは電流駆動デバイスであり、一定の光量を得るためには定電流駆動が必要であるが、発光閾値は順方向電圧同様、LDの劣化と共に徐々に増大する。このため、印刷枚数の保証という観点からは、やはり従来同様に数十mAまでの定電流駆動が必要となり、LDに定電流を供給するMOSトランジスタは充分な最大駆動電流が供給できる大きさに設計する必要がある。その結果、低電流領域においては、上記のように「必要な大きさに設計されたMOSトランジスタ」を少ない電流で駆動する必要が生じ、駆動回路の応答性が低下する。特に「必要な大きさに設計されたMOSトランジスタ」のゲート容量を含む寄生容量を充電するために、立ち上がり時間が遅くなって所望の光パルス幅が得られないという課題がある。また、カソードコモン型のLDを用いる際には、NMOSと比較して電流供給能力または電流駆動能力の劣るPMOSを用いることが必要になるという課題があった。 However, considering the state where the LD has deteriorated, in the conventional drive circuit, in addition to the forward voltage of the LD, an operation voltage for two stages of MOS transistors is required as a power supply voltage, and a 5V system is required as a general power supply. Become. This is because, for example, in a system using a 3V power supply for the control system and 12V or 24V for the power system (such as a copying machine or an LBP device), a 5V power supply is required for LD driving. Therefore, there is a problem that the system cost is increased. Further, the LD is a current drive device, and constant current drive is necessary to obtain a constant light amount, but the light emission threshold gradually increases with the deterioration of the LD as with the forward voltage. For this reason, from the viewpoint of guaranteeing the number of printed sheets, constant current drive up to several tens of mA is still required as in the past, and the MOS transistor that supplies constant current to the LD is designed to have a size that can supply a sufficient maximum drive current. There is a need to. As a result, in the low current region, it is necessary to drive the “MOS transistor designed to the required size” with a small current as described above, and the responsiveness of the drive circuit is lowered. In particular, in order to charge the parasitic capacitance including the gate capacitance of the “MOS transistor designed to have a required size”, there is a problem that a desired optical pulse width cannot be obtained due to a slow rise time. In addition, when a cathode common type LD is used, there is a problem that it is necessary to use a PMOS having a current supply capability or a current drive capability inferior to that of an NMOS.
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、データ信号に基づくLDの発光パルス幅の制御精度を向上させると共に、低電圧化を可能とし、出力電流のオーバーシュート及びアンダーシュートを抑制する発光素子駆動回路を提供する。 In view of the above-described problems of the prior art, the present invention improves the control accuracy of the light emission pulse width of an LD based on a data signal, enables a reduction in voltage, and suppresses overshoot and undershoot of output current. A drive circuit is provided.
以上述べた課題を解決するために、本発明の発光素子駆動回路は、発光素子を発光または消灯させるための差動データ信号にしたがって、前記発光素子を駆動する発光素子駆動回路であって、第1のトランジスタと、前記第1のトランジスタのドレイン及びゲートに接続され、前記第1のトランジスタのドレインとソースとの間に定電流を流す第1の定電流源と、前記定電流に対し所定のミラー比を有する電流を前記発光素子に流す第2のトランジスタと、前記差動データ信号の一方にしたがって、前記第1のトランジスタのゲートと前記第2のトランジスタのゲートとを第1の抵抗を介して接続または切断する制御回路とを有し、前記制御回路は、前記第1のトランジスタのゲートと前記第2のトランジスタのゲートとを切断している間、前記差動データ信号の他方に従って、前記第2のトランジスタのゲートに前記第2のトランジスタを完全にオンする電位と完全にオフする電位との中間電位を供給する電位供給手段を有することを特徴とする。 In order to solve the problems described above, a light-emitting element driving circuit according to the present invention is a light-emitting element driving circuit that drives a light-emitting element according to a differential data signal for causing the light-emitting element to emit light or extinguish. 1 transistor, a first constant current source connected to the drain and gate of the first transistor, and passing a constant current between the drain and source of the first transistor, and a predetermined current with respect to the constant current A second transistor for passing a current having a mirror ratio to the light emitting element, and a gate of the first transistor and a gate of the second transistor through a first resistor in accordance with one of the differential data signals. A control circuit for connecting or disconnecting, and the control circuit disconnects the gate of the first transistor and the gate of the second transistor, And a potential supply means for supplying an intermediate potential between a potential at which the second transistor is completely turned on and a potential at which the second transistor is completely turned off to the gate of the second transistor according to the other of the differential data signals. To do.
本発明によれば、必要となる電源電圧はLDの順方向電圧とLDに定電流を供給する駆動用MOSトランジスタ1段分とであり、低電圧化が可能になる。かかる低電圧電源化により、電源に要するコストを低減することが可能となる。また、前記駆動用MOSトランジスタをオフさせるMOSトランジスタのドレイン電極が、抵抗(抵抗値R)を介して定電流源(定電流値I)に接続されている。そのため、前記駆動用MOSトランジスタのソース・ゲート間電圧Vgsはゼロではなく、Vgs=I×R(便宜上、以後プリバイアスと呼ぶ)により決まる電位に固定される。この電位を前記駆動用MOSトランジスタの閾値電圧以下に設定する。これにより、前記駆動用MOSトランジスタのゲートにオン信号が生じなければ駆動電流を出力することはない。そして、前記駆動用MOSトランジスタのゲートにオン信号が生じた際には、前記駆動用MOSトランジスタのソース・ゲート間電圧をプリバイアスVgsから必要な駆動電流を生じさせる電圧にまで上げれば良い。すなわち、電位を駆動初期のゼロからプリバイアスVgsへ上げるために前記駆動用MOSトランジスタのゲート容量を充電する時間が不必要となり、立ち上がり時間の高速化が図れる。 According to the present invention, the required power supply voltage is the forward voltage of the LD and one stage of the driving MOS transistor that supplies a constant current to the LD, and the voltage can be reduced. Such a low voltage power supply can reduce the cost required for the power supply. The drain electrode of the MOS transistor that turns off the driving MOS transistor is connected to a constant current source (constant current value I) via a resistor (resistance value R). Therefore, the source-gate voltage Vgs of the driving MOS transistor is not zero but is fixed at a potential determined by Vgs = I × R (hereinafter referred to as pre-bias for convenience). This potential is set below the threshold voltage of the driving MOS transistor. As a result, no drive current is output unless an ON signal is generated at the gate of the drive MOS transistor. When an ON signal is generated at the gate of the driving MOS transistor, the source-gate voltage of the driving MOS transistor may be increased from the pre-bias Vgs to a voltage that generates a required driving current. That is, it is not necessary to charge the gate capacitance of the driving MOS transistor in order to raise the potential from zero at the initial driving stage to the pre-bias Vgs, and the rise time can be increased.
以下、本発明の発光素子駆動回路の実施例について、添付図面を用いて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the light emitting element driving circuit of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[実施例1]
<実施例1の回路構成例> 図1において、所定のミラー比を有するカレントミラー回路は、第1のトランジスタと第2のトランジスタとして参照される、MOSトランジスタM1とM4とにより構成される。MOSトランジスタM1のゲート及びドレインは、一端がGND(接地)に接続された第1の定電流源I1の他端にそれぞれ接続され、MOSトランジスタM1のソースは電源電位Vccと接続される。第1のスイッチトランジスタとして参照される、MOSトランジスタM2のドレインは、MOSトランジスタM1のゲート及びドレインの双方と接続される。MOSトランジスタM2のソースは、一端がMOSトランジスタM4のゲートに接続される第1の抵抗R1の他端に接続される。また、MOSトランジスタM2のソースは、一端が第2のスイッチトランジスタとして参照されるMOSトランジスタM3のドレインに接続された第2の抵抗Rbias1の他端に接続される。更に、MOSトランジスタM2のソースは、一端がGND(接地)に接続された第2の定電流源Ibiasの他端に接続される。すなわち、第2の抵抗Rbias1と第2の定電流源Ibiasとは直列接続されている。MOSトランジスタM2のゲートは、差動データ信号の一方として参照される、差動出力信号発生回路DIFFの第1の出力Vonに接続される。MOSトランジスタM3のゲートは、差動データ信号の他方として参照される、差動出力信号発生回路DIFFの第2の出力Voffに接続される。MOSトランジスタM4は、MOSトランジスタM1のm(mは整数)倍の大きさを持つ。MOSトランジスタM4のドレインは、一端がGNDに接続された半導体発光素子LDの他端に接続され、m×I1の電流を半導体発光素子LDに供給する。なお、MOSトランジスタM1〜M4のバックゲートはソースへ接続され、自己バイアスMOSトランジスタとして動作する。なお、図1で、MOSトランジスタM2及びM3と、第2の抵抗Rbias1と第2の定電流源Ibiasとからなる構成を、制御回路として参照する。
[Example 1]
<Circuit Configuration Example of First Embodiment> In FIG. 1, a current mirror circuit having a predetermined mirror ratio is configured by MOS transistors M1 and M4 referred to as a first transistor and a second transistor. The gate and drain of the MOS transistor M1 are respectively connected to the other end of the first constant current source I1 whose one end is connected to GND (ground), and the source of the MOS transistor M1 is connected to the power supply potential Vcc. The drain of the MOS transistor M2, referred to as the first switch transistor, is connected to both the gate and drain of the MOS transistor M1. The source of the MOS transistor M2 is connected to the other end of the first resistor R1 whose one end is connected to the gate of the MOS transistor M4. The source of the MOS transistor M2 is connected to the other end of the second resistor Rbias1 having one end connected to the drain of the MOS transistor M3 referred to as the second switch transistor. Further, the source of the MOS transistor M2 is connected to the other end of the second constant current source Ibias whose one end is connected to GND (ground). That is, the second resistor Rbias1 and the second constant current source Ibias are connected in series. The gate of the MOS transistor M2 is connected to the first output Von of the differential output signal generation circuit DIFF, which is referred to as one of the differential data signals. The gate of the MOS transistor M3 is connected to the second output Voff of the differential output signal generation circuit DIFF, which is referred to as the other differential data signal. The MOS transistor M4 has a size m (m is an integer) times that of the MOS transistor M1. The drain of the MOS transistor M4 is connected to the other end of the semiconductor light emitting element LD whose one end is connected to GND, and supplies a current of m × I1 to the semiconductor light emitting element LD. The back gates of the MOS transistors M1 to M4 are connected to the source and operate as self-biased MOS transistors. In FIG. 1, a configuration including the MOS transistors M2 and M3, the second resistor Rbias1, and the second constant current source Ibias is referred to as a control circuit.
<実施例1の回路動作例> V-及びV+は、差動出力信号発生回路DIFFへの相補的なデジタル信号の入力である。V->V+の状態の時には、Von=LowでMOSトランジスタM2のゲート電位=Lowとなり、Voff=HighでMOSトランジスタM3のゲート電位=Highとなる。従って、MOSトランジスタM2の切断により、MOSトランジスタM1及びM4により構成されるカレントミラーが非動作状態となる。一方、MOSトランジスタM3の導通により、第2の抵抗Rbiasに第2の定電流Ibiasが流れて、MOSトランジスタM4のゲートに電位供給する。しかし、MOSトランジスタM4のソース・ゲート間電圧Vgs4≒Rbias×Ibias(<MOSトランジスタM4の閾値電圧)となるように設計しているので、LDは消灯状態となる。すなわち、MOSトランジスタM4のゲートへ供給される電位は、MOSトランジスタM4を完全にオンする電位と完全にオフする電位との中間電位である。この中間電位は、MOSトランジスタM4を完全にオフする電位よりも完全にオンする電位に近いほうが望ましい。V‐<V+の状態においては、Von=HighでMOSトランジスタM2のゲート電位=Highとなり、Voff=LowでMOSトランジスタM3のゲート電位=Lowとなる。従って、導通したMOSトランジスタM2がMOSトランジスタM1とM4のゲートを接続する。そのため、MOSトランジスタM1及びM4により構成されるカレントミラーが動作状態となり、MOSトランジスタM4は第1の電流源I1のm倍の電流を発生し、LDは発光状態となる。
<Circuit Operation Example of
<実施例1の回路の特徴> ここで、LDの動作状態をデータ信号に基づき制御して高速に発光/消灯を行なう必要があるが、所望の電流値とパルス幅を得るためにはMOSトランジスタM4のゲート電位は速やかに所望の電位へ達する必要がある。例えば、第2の抵抗Rbiasと第2の定電流源Ibiasが無い場合を想定する。この場合に、MOSトランジスタM4のゲート電位が所望の電位に到達するまでの時間は、第1の定電流I1によりMOSトランジスタM4のゲート容量を所望の電位まで充電するのに必要な時間であり、第1の定電流I1の大きさに依存する。従って、低電流領域ではMOSトランジスタM4のゲート容量を充電する時間が長くなるため、MOSトランジスタM4のゲート電位が所望の電位に到達する時間が遅くなる。結果として、LDの発光開始時刻が遅れてLDの発光時間が短くなり正確な画像データが得られなくなる。図1において、MOSトランジスタM4のソース・ゲート間電圧Vgs4は、MOSトランジスタM4がオフでLDが消灯状態であっても、プリバイアス電位(Rbias×Ibias)に保たれている。そのため、MOSトランジスタM4がオンする時間を短縮できる。その結果、MOSトランジスタM4の出力ドレイン電流Ioutの立上り時間を早くすることが出来る。 <Characteristics of Circuit of First Embodiment> Here, it is necessary to control the operating state of the LD based on a data signal to perform light emission / extinguishing at high speed, but in order to obtain a desired current value and pulse width, a MOS transistor The gate potential of M4 needs to quickly reach a desired potential. For example, it is assumed that there is no second resistor Rbias and second constant current source Ibias. In this case, the time until the gate potential of the MOS transistor M4 reaches the desired potential is the time required to charge the gate capacitance of the MOS transistor M4 to the desired potential by the first constant current I1. It depends on the magnitude of the first constant current I1. Therefore, in the low current region, the time for charging the gate capacitance of the MOS transistor M4 becomes longer, and therefore the time for the gate potential of the MOS transistor M4 to reach a desired potential is delayed. As a result, the light emission start time of the LD is delayed and the light emission time of the LD is shortened, so that accurate image data cannot be obtained. In FIG. 1, the source-gate voltage Vgs4 of the MOS transistor M4 is kept at the pre-bias potential (Rbias × Ibias) even when the MOS transistor M4 is off and the LD is off. Therefore, the time for turning on the MOS transistor M4 can be shortened. As a result, the rise time of the output drain current Iout of the MOS transistor M4 can be shortened.
<実施例1の回路での波形と効果> 図2は、実施例1で第2の抵抗Rbias=1.5kΩとし、MOSトランジスタM4のソース・ゲート間電圧Vgs4のプリバイアス=0.3Vとしたときのシミュレーション波形である。プリバイアスを与えない従来例の場合に比較して、本発明の立上り時間が約0.6ns早くなっている。このことは、例えば200Mbpsのデータを考えるとパルス幅は5nsなので、10%以上パルス幅の精度向上に相当する。 <Waveforms and Effects in the Circuit of the First Embodiment> FIG. 2 shows the second resistor Rbias = 1.5 kΩ in the first embodiment and the pre-bias of the source-gate voltage Vgs4 of the MOS transistor M4 = 0.3V. It is a simulation waveform at the time. The rise time of the present invention is about 0.6 ns faster than in the case of the conventional example in which no pre-bias is applied. This is equivalent to an improvement in the accuracy of the pulse width of 10% or more since the pulse width is 5 ns considering, for example, 200 Mbps data.
[実施例2]
<実施例2の回路構成例> 図3の実施例2では、MOSトランジスタM4のゲートに与える電位を以下のような抵抗回路により得ている。かかる抵抗回路は、ダイオードDと、直列接続された2つの抵抗Rbias1とRbias2とを並列に接続して構成される。第2の定電流Ibiasから生じるダイオードDの順方向電圧を、直列接続された2つの抵抗Rbias1とRbias2とで分圧することで、2つの抵抗Rbias1とRbias2の接続点からMOSトランジスタM4のゲートに与える電位を得ている。その他の構成は実施例1と同様であるため、ここでは繰り返さない。実施例2の場合、2つの抵抗Rbias1とRbias2の接続点のプリバイアス電圧はVbias=VF×{Rbias2/(Rbias1+Rbias2)}により与えられる。実施例2のシミュレーションでは、Rbias1=1kΩ、Rbias2=2kΩとしており、実施例1の第2の抵抗Rbias=1.5kΩより高く設定している。これは、実施例1では、実際の半導体集積回路(以下IC)とした場合、Ibias、Rbias、PMOSの閾値等のバラツキなどにより出力PMOSトランジスタM4がオフ時に電流を生じないようにする必要があるためである。そのためには、プリバイアス電圧をPMOSの閾値電圧よりかなり低めに設定する必要がある。実施例2では、プリバイアス電圧が閾値に近いほど高速化の効果が高いため、電流依存の低いダイオードの順方向電圧を抵抗のバラツキを相殺するために抵抗分圧で取り出している。
[Example 2]
<Circuit Configuration Example of Example 2> In Example 2 of FIG. 3, the potential applied to the gate of the MOS transistor M4 is obtained by the following resistor circuit. Such a resistor circuit is configured by connecting a diode D and two resistors Rbias1 and Rbias2 connected in series in parallel. The forward voltage of the diode D generated from the second constant current Ibias is divided by the two resistors Rbias1 and Rbias2 connected in series, and given to the gate of the MOS transistor M4 from the connection point of the two resistors Rbias1 and Rbias2. Getting potential. Since other configurations are the same as those of the first embodiment, they are not repeated here. In the second embodiment, the pre-bias voltage at the connection point of the two resistors Rbias1 and Rbias2 is given by Vbias = VF × {Rbias2 / (Rbias1 + Rbias2)}. In the simulation of the second embodiment, Rbias1 = 1 kΩ and Rbias2 = 2 kΩ are set higher than the second resistance Rbias of the first embodiment = 1.5 kΩ. In the first embodiment, when an actual semiconductor integrated circuit (hereinafter referred to as an IC) is used, it is necessary to prevent the output PMOS transistor M4 from generating a current when the output PMOS transistor M4 is off due to variations in Ibias, Rbias, and PMOS thresholds. Because. For this purpose, the pre-bias voltage needs to be set much lower than the PMOS threshold voltage. In Example 2, since the effect of speeding up is higher as the pre-bias voltage is closer to the threshold value, the forward voltage of the diode with low current dependence is extracted by resistance voltage division to cancel the resistance variation.
<実施例2の回路の特徴> このことは、以下の式から説明できる。 <Characteristics of Circuit of Second Embodiment> This can be explained by the following equation.
より、電流が2倍となっても順方向電圧は18mVしか変化せず、また、 Therefore, even if the current is doubled, the forward voltage changes only 18 mV,
より、抵抗のバラツキは分母・分子の関係から相殺される。実際にICで想定されるIbiasのバラツキは±30%程度であり、さらに抵抗分圧の効果によりVbiasの変化は僅かなものとなり、出力電流Ioutの変動は無視できる。このように、ダイオードを用いたプリバイアスをMOSトランジスタM4のゲート電極に与えることにより、より閾値近傍のプリバイアスをバラツキにより閾値を超えることなく与えることが出来る。 Therefore, the resistance variation is offset by the denominator / numerator relationship. In fact, the variation of Ibias assumed in the IC is about ± 30%, and the change of Vbias becomes slight due to the effect of the resistance voltage division, and the fluctuation of the output current Iout can be ignored. Thus, by applying a pre-bias using a diode to the gate electrode of the MOS transistor M4, a pre-bias near the threshold can be applied without variation and exceeding the threshold.
<実施例2の回路での波形と効果> 図4は、実施例2のシミュレーション波形である。従来例に対してMOSトランジスタM4の出力ドレイン電流Ioutの立上り時間が高速化している。 <Waveforms and Effects in Circuit of Second Embodiment> FIG. 4 shows simulation waveforms of the second embodiment. Compared to the conventional example, the rise time of the output drain current Iout of the MOS transistor M4 is increased.
<本実施例によるLD発光効果> 図5は、実施例1及び2による効果を模式的に表わしたものであり、実線が従来例の場合、点線がMOSトランジスタM4ゲート電位の立上り時間が改善された場合を示している。図5のように、LDの発光パルス幅がMOSトランジスタM4ゲートへ与えられるパルス幅に近くなり、精度向上が得られる。 <LD Light Emission Effect According to this Example> FIG. 5 schematically shows the effect obtained according to Examples 1 and 2. When the solid line is the conventional example, the dotted line indicates the rise time of the gate potential of the MOS transistor M4. Shows the case. As shown in FIG. 5, the light emission pulse width of the LD is close to the pulse width given to the gate of the MOS transistor M4, and the accuracy is improved.
以上述べたように、本発明によればレーザダイオードを用いて画像を出力するLBPや複写機等において、3V系電源において、画像を形成する際の光パルス幅を所望のパルス幅に精度良く合わせることが可能な定電流回路を提供できる。かかる定電流回路でレーザダイオードを駆動することにより、システムの性能向上に寄与する。さらに、従来例のように5V以上の電源系統を無くすことが出来る。尚、従来例では3V系電源での比較を行なうため、3V系で動作可能な回路へ変更している。 As described above, according to the present invention, in an LBP that outputs an image using a laser diode, a copying machine, or the like, the optical pulse width at the time of forming an image is accurately matched to a desired pulse width in a 3V system power supply. It is possible to provide a constant current circuit that can be used. Driving the laser diode with such a constant current circuit contributes to improving the performance of the system. Furthermore, a power supply system of 5 V or more can be eliminated as in the conventional example. In the conventional example, in order to perform comparison with a 3V system power supply, the circuit is changed to a circuit operable with a 3V system.
[他の実施例]
なお、上記実施例1及び2ではカソードコモン型レーザ・ダイオードを駆動する回路に関して説明したが、アノード・コモン型であっても、PMOS構成をNMOS構成とし、電源、GNDに対して対象の回路を用いることで、同様の効果が得られる。
[Other embodiments]
In the first and second embodiments, the circuit for driving the cathode common type laser diode has been described. Even in the anode common type, the PMOS configuration is the NMOS configuration, and the target circuit is connected to the power supply and GND. By using this, the same effect can be obtained.
Vcc:3V系電源電位、GND:接地電位、DIFF:差動信号データ発生器、V+,V−:相補差動信号、I1:第1の定電流源、Ibias:第2の定電流源、LD:レーザダイオード、M1〜M4:PMOSトランジスタ、R1,Rbias1,Rbias2:抵抗、OUT:出力端子 Vcc: 3V system power supply potential, GND: ground potential, DIFF: differential signal data generator, V +, V-: complementary differential signal, I1: first constant current source, Ibias: second constant current source, LD : Laser diode, M1 to M4: PMOS transistor, R1, Rbias1, Rbias2: Resistor, OUT: Output terminal
Claims (8)
第1のトランジスタと、
前記第1のトランジスタのドレイン及びゲートに接続され、前記第1のトランジスタのドレインとソースとの間に定電流を流す第1の定電流源と、
前記定電流に対し所定のミラー比を有する電流を前記発光素子に流す第2のトランジスタと、
前記差動データ信号の一方にしたがって、前記第1のトランジスタのゲートと前記第2のトランジスタのゲートとを第1の抵抗を介して接続または切断する制御回路とを有し、
前記制御回路は、前記第1のトランジスタのゲートと前記第2のトランジスタのゲートとを切断している間、前記差動データ信号の他方に従って、前記第2のトランジスタのゲートに前記第2のトランジスタを完全にオンする電位と完全にオフする電位との中間電位を供給する電位供給手段を有することを特徴とする発光素子駆動回路。 A light emitting element driving circuit for driving the light emitting element according to a differential data signal for causing the light emitting element to emit light or extinguish,
A first transistor;
A first constant current source connected to a drain and a gate of the first transistor and configured to pass a constant current between the drain and the source of the first transistor;
A second transistor for causing a current having a predetermined mirror ratio to the constant current to flow through the light emitting element;
A control circuit for connecting or disconnecting the gate of the first transistor and the gate of the second transistor via a first resistor according to one of the differential data signals;
The control circuit connects the second transistor to the gate of the second transistor according to the other of the differential data signals while disconnecting the gate of the first transistor and the gate of the second transistor. A light-emitting element driving circuit comprising: potential supply means for supplying an intermediate potential between a potential at which the light is completely turned on and a potential at which the light is completely turned off
前記中間電位を前記第2のトランジスタのゲートに供給する接続点を有する、直列接続された第2の抵抗および第2の定電流源と、
前記差動データ信号の前記他方がゲートに入力される第2のスイッチトランジスタであって、前記直列接続された第2の抵抗および第2の定電流源の一端へ電源を接続または切断する前記第2のスイッチトランジスタとを有することを特徴とする請求項3に記載の発光素子駆動回路。 The potential supply means includes
A second resistor and a second constant current source connected in series having a connection point for supplying the intermediate potential to the gate of the second transistor;
A second switching transistor having the other of the differential data signal is inputted to the gate, the series connected second resistor and a second said connecting or disconnecting the one end to the supply of the constant current source The light emitting element drive circuit according to claim 3, further comprising a second switch transistor.
前記中間電位を前記第2のトランジスタのゲートに供給するための、直列接続された抵抗回路および第2の定電流源と、
前記差動データ信号の前記他方がゲートに入力される第2のスイッチトランジスタであって、前記直列接続された抵抗回路および第2の定電流源の一端へ電源を接続または切断する前記第2のスイッチトランジスタとを有し、
前記抵抗回路は、ダイオードと、直列接続された2つの抵抗とが並列に接続された回路であって、前記直列接続された2つの抵抗の接続点から前記中間電位を供給することを特徴とする請求項3に記載の発光素子駆動回路。 The potential supply means includes
A series-connected resistor circuit and a second constant current source for supplying the intermediate potential to the gate of the second transistor;
The differential said data signal and a second switching transistor and the other is input to the gate, the series connected resistor circuit and the second the second connect or disconnect one end to the supply of the constant current source Switch transistors,
The resistor circuit is a circuit in which a diode and two resistors connected in series are connected in parallel, and the intermediate potential is supplied from a connection point of the two resistors connected in series. The light emitting element drive circuit according to claim 3.
前記第1の定電流源の一端が接地され、前記第1の定電流源の他端が前記第1のトランジスタのドレイン及びゲートと接続され、
前記第2の定電流源の一端が接地され、前記第2の定電流源の他端が前記第2の抵抗の一端と接続され、
前記第1のトランジスタのソースおよびバックゲートが電源電位と接続され、
前記第1のスイッチトランジスタのゲートが前記差動データ信号の前記一方と接続され、前記第1のスイッチトランジスタのドレインが前記第1のトランジスタのゲートおよびドレインと接続され、前記第1のスイッチトランジスタのソースが前記第1の抵抗の一端および前記第2の抵抗の一端と接続され、
前記第2のトランジスタのゲートが前記第1の抵抗の他端と接続され、前記第2のトランジスタのソースおよびバックゲートが電源電位と接続され、前記第2のトランジスタのドレインが前記発光素子の一端と接続され、
前記第2のスイッチトランジスタのゲートが前記差動データ信号の前記他方と接続され、前記第2のスイッチトランジスタのドレインが前記第2の抵抗の他端と接続され、前記第2のスイッチトランジスタのソース及びバックゲートが電源電位に接続されることを特徴とする請求項4に記載の発光素子駆動回路。 The first transistor, the second transistor, the first switch transistor, and the second switch transistor are all PMOS transistors,
One end of the first constant current source is grounded, and the other end of the first constant current source is connected to a drain and a gate of the first transistor;
The second end of the constant current source is grounded, the other end of said second constant current source is connected to one end of said second resistor,
A source and a back gate of the first transistor are connected to a power supply potential;
The gate of the first switching transistor is connected to said one of said differential data signal, the drain of the first switching transistor is connected to the gate and drain of said first transistor, said first switching transistor source connected to one end and the second one terminal of the resistor of the first resistor,
The gate of the second transistor is connected to the other end of the first resistor, the source and back gate of the second transistor are connected to a power supply potential, and the drain of the second transistor is one end of the light emitting element. Connected with
The gate of the second switching transistor is connected to the other of the differential data signal, the drain of the second switching transistor is connected to the other end of said second resistor, the source of the second switch transistor The light emitting element drive circuit according to claim 4 , wherein the back gate is connected to a power supply potential.
前記第1の定電流源の一端が接地され、前記第1の定電流源の他端が前記第1のトランジスタのドレイン及びゲートと接続され、 One end of the first constant current source is grounded, and the other end of the first constant current source is connected to a drain and a gate of the first transistor;
前記第2の定電流源の一端が接地され、前記第2の定電流源の他端が前記抵抗回路の一端と接続され、 One end of the second constant current source is grounded, and the other end of the second constant current source is connected to one end of the resistor circuit;
前記第1のトランジスタのソースおよびバックゲートが電源電位と接続され、 A source and a back gate of the first transistor are connected to a power supply potential;
前記第1のスイッチトランジスタのゲートが前記差動データ信号の前記一方と接続され、前記第1のスイッチトランジスタのドレインが前記第1のトランジスタのゲートおよびドレインと接続され、前記第1のスイッチトランジスタのソースが前記第1の抵抗の一端および前記抵抗回路内の2つの抵抗の接続点と接続され、 A gate of the first switch transistor is connected to the one of the differential data signals; a drain of the first switch transistor is connected to a gate and a drain of the first transistor; A source is connected to one end of the first resistor and a connection point of two resistors in the resistor circuit;
前記第2のトランジスタのゲートが前記第1の抵抗の他端と接続され、前記第2のトランジスタのソースおよびバックゲートが電源電位と接続され、前記第2のトランジスタのドレインが前記発光素子の一端と接続され、 The gate of the second transistor is connected to the other end of the first resistor, the source and back gate of the second transistor are connected to a power supply potential, and the drain of the second transistor is one end of the light emitting element. Connected with
前記第2のスイッチトランジスタのゲートが前記差動データ信号の前記他方と接続され、前記第2のスイッチトランジスタのドレインが前記抵抗回路の他端と接続され、前記第2のスイッチトランジスタのソース及びバックゲートが電源電位に接続されることを特徴とする請求項5に記載の発光素子駆動回路。 The gate of the second switch transistor is connected to the other of the differential data signals, the drain of the second switch transistor is connected to the other end of the resistor circuit, and the source and back of the second switch transistor 6. The light emitting element driving circuit according to claim 5, wherein the gate is connected to a power supply potential.
前記発光素子駆動回路によって駆動される発光素子とを備えることを特徴とする画像形成装置。 An image forming apparatus comprising: a light emitting element driven by the light emitting element driving circuit.
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