專利名稱：發(fā)光二極管的驅(qū)動(dòng)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電路，特別是一種用于以發(fā)光二極管為發(fā)射光源的光纖電路中的發(fā)光二極管的驅(qū)動(dòng)電路。
背景技術(shù)：
塑料光纖通信為一種利用光信號(hào)，以塑料為光傳播介質(zhì)的通信裝置，其主要將輸入的電壓信號(hào)，轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)，用以驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管(LED)而產(chǎn)生光信號(hào)，再由塑料介質(zhì)，將光信號(hào)傳送到接收端。光接收端為一個(gè)光電二極管，可將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)，經(jīng)由一個(gè)放大器將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，這樣可達(dá)到光通信的目的。如圖1A，其用以顯示一個(gè)現(xiàn)有的塑料光纖系統(tǒng)，圖1B標(biāo)示在圖1A中各點(diǎn)的信號(hào)示意圖。
在圖1A中，光發(fā)射控制集成電路及發(fā)光二極管的現(xiàn)有技術(shù)可以圖2A及圖2B表示，即經(jīng)由控制電流源的電流，控制發(fā)光二極管的驅(qū)動(dòng)電流；圖3A及圖3B為現(xiàn)有技術(shù)的一實(shí)施例，分別以NMOS及PMOS元件控制電流源，而達(dá)到圖2A及圖2B中的需求。
圖4A及圖4B為現(xiàn)有技術(shù)的另一個(gè)實(shí)施例，其中，圖4A的驅(qū)動(dòng)電流源電路包括第一晶體管1、第二晶體管2及第三晶體管3，這些晶體管都是NPN型晶體管；其中，晶體管1與晶體管2的發(fā)射極相互連接，且晶體管1的集電極連接外部電源，晶體管2的集電極連至發(fā)光二極管4的N極；第三晶體管3的集電極連接至晶體管1及晶體管2的發(fā)射極，而其發(fā)射極接地。如上述的電路，將電流源與控制信號(hào)分開(kāi)，以使發(fā)光二極管4驅(qū)動(dòng)狀態(tài)較為穩(wěn)定。
如圖4B，驅(qū)動(dòng)電流源電路也包括三個(gè)晶體管，即第四晶體管5、第五晶體管6及第六晶體管7，但這些晶體管都是PNP型晶體管；其中，第四晶體管5的集電極接地，第五晶體管6的集電極連接至發(fā)光二極管4的P極；第六晶體7的集電極連接至晶體管5及晶體管6的發(fā)射極，而其發(fā)射極連接外部電源。上述電路，亦可將電流源與控制信號(hào)分開(kāi)，故可使發(fā)光二極管4驅(qū)動(dòng)狀態(tài)較為穩(wěn)定。
然而，在上述現(xiàn)有技術(shù)中，因?yàn)閷?duì)信號(hào)反應(yīng)速度無(wú)特別處理，所以反應(yīng)速度完全由發(fā)光二極管4驅(qū)動(dòng)部分所引起的延遲時(shí)間所決定，而由圖5可知，該延遲時(shí)間可區(qū)分成兩部分，其一為從低變高轉(zhuǎn)態(tài)時(shí)的時(shí)間延遲TDLH，另一為從高變低的時(shí)間延遲TDHL。若TDLH等于TDHL時(shí)，則信號(hào)傳遞除了延遲時(shí)間的影響，工作頻率由TDLH或TDHL決定。但若TDLH不等于TDHL時(shí)，則當(dāng)頻率上升到某一頻率時(shí)，信號(hào)將受限于TDLH及TDHL中較大者，則信號(hào)將不再轉(zhuǎn)換，故無(wú)法正常傳輸。因此，縮短TDLH及TDHL，并使TDLH等于TDHL，可作為改善工作頻率的一種方法。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種具有較高工作頻率的發(fā)光二極管的驅(qū)動(dòng)電路，其可解決上述在高頻信號(hào)傳遞時(shí)出現(xiàn)的問(wèn)題，適用于以塑料光纖為介質(zhì)的光信號(hào)通信中，可有效地提高通信的工作頻率。
為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采取如下技術(shù)措施本實(shí)用新型的發(fā)光二極管的驅(qū)動(dòng)電路，其為一個(gè)驅(qū)動(dòng)電流源電路，驅(qū)動(dòng)電流源電路包括三個(gè)晶體管及一個(gè)發(fā)光二極管；二個(gè)晶體管的發(fā)射極相互連接，二個(gè)晶體管中的一個(gè)晶體管的集電極連接發(fā)光二極管的一極，發(fā)光二極管的另一極連接另一晶體管的集電極，第三晶體管的集電極連接第一及第二晶體管的發(fā)射極；還包括一個(gè)電阻元件，電阻元件與發(fā)光二極管并聯(lián)。
其中，所述三個(gè)晶體管都為NPN型晶體管，所述發(fā)光二極管與一晶體管的集電極的連接點(diǎn)連接一外部電源，所述第三晶體管的發(fā)射極接地。
其中，所述三個(gè)晶體管都為PNP型晶體管，所述第三晶體管的發(fā)射極連接一外部電源，所述發(fā)光二極管與一晶體管的集電極的連接點(diǎn)接地。
其中，所述驅(qū)動(dòng)電流源電路提供電流時(shí)，所述發(fā)光二極管發(fā)光，作為邏輯為1的邏輯信號(hào)。
其中，所述驅(qū)動(dòng)電流源電路控制電流不流通，所述發(fā)光二極管不發(fā)光，以作為邏輯為0的邏輯信號(hào)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下效果本實(shí)用新型由于在發(fā)光二極管上并聯(lián)一個(gè)電阻元件，可以加速解除發(fā)光二極管中的多數(shù)載子，使本驅(qū)動(dòng)電路可增加工作頻率及降低對(duì)發(fā)光二極管的選擇性；即可解決現(xiàn)有技術(shù)中，在高頻信號(hào)傳遞時(shí)出現(xiàn)的問(wèn)題，適用于以塑料光纖為介質(zhì)的光信號(hào)通信中，可有效地提高通信的工作頻率。


圖1A現(xiàn)有的塑料光纖發(fā)射及接收系統(tǒng)的電路示意圖；圖1B現(xiàn)有的塑料光纖發(fā)射及接收系統(tǒng)的各關(guān)鍵點(diǎn)的波形示意圖；圖2A、2B分別為現(xiàn)有發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路的示意圖；圖3A、3B分別為現(xiàn)有發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路一實(shí)施例的電路圖；圖4A、4B分別為現(xiàn)有發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路另一實(shí)施例的電路圖；圖5現(xiàn)有塑料光纖發(fā)射及接收的時(shí)間延遲狀態(tài)的示意圖；圖6A本實(shí)用新型第一實(shí)施例的電路圖；圖6B本實(shí)用新型第二實(shí)施例的電路圖；圖7A、7B分別為現(xiàn)有發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路組成的塑料光纖系統(tǒng)的輸入電壓及輸出電壓的量測(cè)結(jié)果；圖8A、8B分別為現(xiàn)有發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路組成的塑料光纖系統(tǒng)的輸入電壓及輸出電壓的量測(cè)結(jié)果；其中，圖8B顯示丟失數(shù)據(jù)的現(xiàn)象；圖9A、9B分別為本實(shí)用新型的發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路組成的塑料光纖系統(tǒng)，在電阻R＝1000Ω時(shí)輸入電壓及輸出電壓的量測(cè)結(jié)果；圖10A、10B分別為本實(shí)用新型的發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路組成的塑料光纖系統(tǒng)，在電阻R＝500Ω時(shí)輸入電壓及輸出電壓的量測(cè)結(jié)果；圖10B顯示丟失數(shù)據(jù)現(xiàn)象被克服的狀況。
具體實(shí)施方式
結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)特征詳細(xì)說(shuō)明如下如圖6A及圖6B所示，其顯示本發(fā)明的第一及第二實(shí)施例。
在圖6A的第一實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)電流源電路包括三個(gè)晶體管，其中，第一、第二及第三晶體管1’、2’、3’都為NPN型晶體管，第一與第二晶體管1’、2’的發(fā)射極相互連接，且第一晶體管1’的集電極連接一外部電源，第二晶體管2’的集電極連接至所述發(fā)光二極管4’與電阻元件8’的連接處；第三晶體管3’的集電極連至第一晶體管1’及第二晶體管2’的發(fā)射極，第三晶體管3’的發(fā)射極接地。
在圖6B的第二實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)電流源電路包括第四、第五及第六晶體管5’、6’、7’，該三個(gè)晶體管都是PNP型晶體管，第四與第五晶體管5’、6’的發(fā)射極相互連接，第四晶體管5’的集電極接地，第五晶體管6’的集電極連接至所述發(fā)光二極管4’與所述電阻元件8’的連接處；第六晶體管7’的集電極連接至第四及第五晶體管5’、6’的發(fā)射極，第六晶體管7’的發(fā)射極連接一外部電源。
相較于圖4A及圖4B所示的現(xiàn)有技術(shù)，除了在發(fā)光二極管4’的兩端并聯(lián)一個(gè)電阻8’外，圖6A及圖6B分別采用如同圖4A及圖4B的驅(qū)動(dòng)電流源電路，即其中各分別設(shè)有NPN型的晶體管1’、2’、3’及PNP型的晶體管5’、6’、7’，而其各與外部電源連接，如圖6A及圖6B所示。
因此，圖6A及圖6B所示的電路，亦如同圖4A及圖4B，可將電流源與控制信號(hào)分開(kāi)，以使發(fā)光二極管4’驅(qū)動(dòng)較為穩(wěn)定。另一方面，如圖6A及圖6B所示，當(dāng)控制發(fā)光二極管4’從通過(guò)電流轉(zhuǎn)換成不通過(guò)電流狀態(tài)，電阻8’可加速解除發(fā)光二極管4’內(nèi)的多數(shù)載子，以減少發(fā)光二極管4’的反應(yīng)時(shí)間，而導(dǎo)通狀態(tài)轉(zhuǎn)換成不導(dǎo)通狀態(tài)的反應(yīng)時(shí)間是塑料光纖信號(hào)通信的速度瓶頸，故并聯(lián)電阻8’可大大改善工作頻率。
圖6A及圖6B中的電阻8’的阻值，可根據(jù)發(fā)光二極管4’的種類而異，以達(dá)到減少發(fā)光二極管4’反應(yīng)時(shí)間的效果。因此，如圖6A及圖6B所示的電路，可利用改變電阻8’的電阻值的方式，降低不同種類發(fā)光二極管4’所引起的速度限制。
以下，將就如圖4A或圖4B所示的現(xiàn)有發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路組成如圖1A所示的塑料光纖系統(tǒng)，與如圖6A或圖6B所示的本實(shí)用新型的發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路組成的塑料光纖系統(tǒng)，而分別輸入并量測(cè)一組電壓信號(hào)，并于該塑料光纖系統(tǒng)的接收端量測(cè)其輸出電壓信號(hào)，以比較兩者的效果。
如圖7A及圖7B所示，其分別是圖4A或圖4B所示的現(xiàn)有發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路組成如圖1A的塑料光纖系統(tǒng)的量測(cè)結(jié)果。其中圖7A及圖7B分別為“電壓輸入”及“電壓輸出”的量測(cè)結(jié)果，且TDLH約為100ns，TDHL約為230ns，“電壓輸入”的“高”電壓約為120ns。其中，TDHL＞TDLH，這將使得“低”狀態(tài)較不易反應(yīng)。
如圖8A及圖8B所示，其表示舉例說(shuō)明上述的“低”狀態(tài)不易反應(yīng)的情況。即在圖8A的“電壓輸入”波形中，兩個(gè)“高”關(guān)態(tài)之間夾一個(gè)“低”狀態(tài)，“低”狀態(tài)時(shí)間為120ns，則在圖8B“電壓輸出”此一“低”狀態(tài)時(shí)，已出現(xiàn)“丟失”現(xiàn)象，故無(wú)法正確地反應(yīng)輸入的電壓信號(hào)。
如圖9A及圖9B，其是圖6A或圖6B使用1000Ω的電阻8’后，而組成上述的塑料光纖系統(tǒng)，并輸入如圖7A所示的電壓信號(hào)后的量測(cè)結(jié)果。其中，TDLH約為100ns，TDHL約為200ns。故相較于圖7A及圖7B，TDHL下降30ns，所以，已改善了圖7A及圖7B中的TDLH及TDHL的差距。
如圖10A及圖10B所示，其是圖6A或圖6B中使用500Ω的電阻8’后而組成上述的塑料光纖系統(tǒng)，并輸入類似于圖8A的電壓信號(hào)后的量測(cè)結(jié)果。其中TDLH可保持在100ns，且TDHL更進(jìn)一步縮小到190ns，所以TDLH及TDHL的差距更進(jìn)一步被改善。同時(shí)在圖10B中，并沒(méi)有如圖8B中所示的數(shù)據(jù)丟失的情形。
而TDHL被改善的原因是原先導(dǎo)通的發(fā)光二極管4’，在并聯(lián)電阻8’后，發(fā)光二極管4’的N極電壓更易提高，故易于克服發(fā)光二極管4’內(nèi)的電容。
權(quán)利要求1.一種發(fā)光二極管的驅(qū)動(dòng)電路，其為一個(gè)驅(qū)動(dòng)電流源電路，驅(qū)動(dòng)電流源電路包括三個(gè)晶體管及一個(gè)發(fā)光二極管；二個(gè)晶體管的發(fā)射極相互連接，二個(gè)晶體管中的一個(gè)晶體管的集電極連接發(fā)光二極管的一極，發(fā)光二極管的另一極連接另一晶體管的集電極，第三晶體管的集電極連接第一及第二晶體管的發(fā)射極；其特征在于，還包括一個(gè)電阻元件，電阻元件與發(fā)光二極管并聯(lián)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述三個(gè)晶體管都為NPN型晶體管，所述發(fā)光二極管與一晶體管的集電極的連接點(diǎn)連接一外部電源，所述第三晶體管的發(fā)射極接地。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述三個(gè)晶體管都為PNP型晶體管，所述第三晶體管的發(fā)射極連接一外部電源，所述發(fā)光二極管與一晶體管的集電極的連接點(diǎn)接地。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)電流源電路提供電流時(shí)，所述發(fā)光二極管發(fā)光，作為邏輯為1的邏輯信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)電流源電路控制電流不流通，所述發(fā)光二極管不發(fā)光，以作為邏輯為0的邏輯信號(hào)。
專利摘要一種發(fā)光二極管的驅(qū)動(dòng)電路,其為驅(qū)動(dòng)電流源電路,包括:三個(gè)晶體管及一發(fā)光二極管;二個(gè)晶體管的發(fā)射極相互連接,二個(gè)晶體管之一的集電極連接發(fā)光二極管的一極,發(fā)光二極管的另一極連接另一晶體管的集電極,第三晶體管的集電極連接第一及第二晶體管的發(fā)射極;還包括一個(gè)與發(fā)光二極管并聯(lián)的電阻元件;電阻元件可降低發(fā)光二極管的反應(yīng)時(shí)間。本實(shí)用新型適用于以塑料光纖為介質(zhì)的光信號(hào)通信電路中,可有效提高工作頻率。
文檔編號(hào)H03K17/78GK2508461SQ0123199
公開(kāi)日2002年8月28日 申請(qǐng)日期2001年8月15日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月15日
發(fā)明者夏建國(guó), 林逸彬 申請(qǐng)人:安普生科技股份有限公司