特開 2023-179999 駆動回路

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023179999

(43)【公開日】2023-12-20

(54)【発明の名称】駆動回路

(51)【国際特許分類】

   H03K 17/78 20060101AFI20231213BHJP

   H03K 17/785 20060101ALI20231213BHJP

【ＦＩ】

H03K17/78 J

H03K17/785

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022093025

(22)【出願日】2022-06-08

(71)【出願人】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(71)【出願人】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】520124752

【氏名又は名称】株式会社ミライズテクノロジーズ

(74)【代理人】

【識別番号】110001128

【氏名又は名称】弁理士法人ゆうあい特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】倉田 和慶

(72)【発明者】

【氏名】仁野 新一

【テーマコード（参考）】

5J050

【Ｆターム（参考）】

5J050AA02

5J050AA03

5J050AA25

5J050BB21

5J050DD08

5J050EE17

5J050EE22

5J050FF04

5J050FF10

(57)【要約】

【課題】セルフターンオンを抑制することができる駆動回路を提供する。
【解決手段】ゲート電極を有するスイッチング素子３ａを駆動する駆動回路であって、光を発生させる発光部６と、発光部６から光が照射されることによって起電力を発生させ、ゲート電極に電圧を印加する受光部７と、起電力を用いてゲート電極に負のバイアス電圧を印加する負バイアス生成回路７２と、を備える。これによれば、ゲート電極に負のバイアス電圧が印加されるため、出力電圧の変化時にゲート電圧が閾値電圧を超えることを抑制し、セルフターンオンを抑制することができる。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ゲート電極を有するスイッチング素子（３ａ、３ｂ）を駆動する駆動回路であって、
光を発生させる発光部（６）と、
前記発光部から光が照射されることによって起電力を発生させ、前記ゲート電極に電圧を印加する受光部（７）と、
前記起電力を用いて前記ゲート電極に負のバイアス電圧を印加する負バイアス生成回路（７２）と、を備える駆動回路。

【請求項2】

前記受光部は、複数のフォトダイオードを備える請求項１に記載の駆動回路。

【請求項3】

前記受光部は、複数のフォトダイオードを備え、
前記負バイアス生成回路は、前記複数のフォトダイオードの一部で構成されている請求項１に記載の駆動回路。

【請求項4】

前記発光部を第１発光部として、
光を発生させる第２発光部（８）を備え、
前記第１発光部は、前記複数のフォトダイオードのうち、前記ゲート電極に正のバイアス電圧を印加する部分に光を照射し、
前記第２発光部は、前記複数のフォトダイオードのうち、前記負バイアス生成回路を構成する部分に光を照射し、
前記第１発光部および前記第２発光部は、個別に駆動可能とされている請求項３に記載の駆動回路。

【請求項5】

前記第２発光部は、前記第１発光部とは逆相で駆動される請求項４に記載の駆動回路。

【請求項6】

前記第２発光部は間欠駆動される請求項４に記載の駆動回路。

【請求項7】

前記負バイアス生成回路は、抵抗（７２１）と、前記抵抗に直列接続されたツェナーダイオード（７２２）またはダイオード（７２４）とで構成されている請求項１または２に記載の駆動回路。

【請求項8】

前記発光部は、
発光ダイオード（６３）と、
前記発光ダイオードの駆動を高速化する高速化回路（６４）と、を備える請求項１ないし６のいずれか１つに記載の駆動回路。

【請求項9】

前記受光部は、前記スイッチング素子のゲート容量の放電を高速化する放電回路（７５）を備える請求項８に記載の駆動回路。

【請求項10】

前記受光部は、前記スイッチング素子のゲート容量の充電および放電を高速化する充放電回路（７３）を備える請求項１ないし６のいずれか１つに記載の駆動回路。

【請求項11】

前記受光部は、フォトトランジスタ（７５１）によって前記スイッチング素子のゲート容量を放電する放電回路（７５）を備える請求項１０に記載の駆動回路。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ゲート電極を有するスイッチング素子を駆動する駆動回路に関するものである。

【背景技術】

【0002】

モータ等の駆動に用いられるパワースイッチング素子は、通常、素子を駆動する制御回路と基準電位が異なる。そのため、素子を駆動する際には、電源と素子の絶縁が重要になる。これについて、ＬＥＤ（発光ダイオード）等を有する発光部と、太陽電池等を有する受光部とで駆動回路を構成し、太陽電池等の起電力で素子を駆動する方法が提案されている。この方法では、簡素な構成で電源と素子とを絶縁させることができ、絶縁設計が容易になる。一方、素子駆動信号のオンとオフの切り替え速度が遅いため、素子のスイッチング損失が増加し、素子が発熱するおそれがある。

【0003】

これに対して、例えば特許文献１では、素子を高速に駆動するための構成を駆動回路に追加することが提案されている。これにより、スイッチング損失を低減し、素子の発熱を低減できる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平５－３１５９２６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、スイッチング素子をインバータやコンバータのような高電圧のハーフブリッジ回路で用いる場合には、素子の高速駆動によって出力電圧が急峻に変化すると、セルフターンオンによる損失および発熱が増加し、素子が損傷するおそれがある。

【0006】

本発明は上記点に鑑みて、セルフターンオンを抑制することができる駆動回路を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、ゲート電極を有するスイッチング素子（３ａ、３ｂ）を駆動する駆動回路であって、光を発生させる発光部（６）と、発光部から光が照射されることによって起電力を発生させ、ゲート電極に電圧を印加する受光部（７）と、起電力を用いてゲート電極に負のバイアス電圧を印加する負バイアス生成回路（７２）と、を備える。

【0008】

これによれば、ゲート電極に負のバイアス電圧が印加されるため、出力電圧の変化時にゲート電圧が閾値電圧を超えることを抑制し、セルフターンオンを抑制することができる。

【0009】

なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】第１実施形態における負荷駆動装置の回路図である。

【図2】駆動回路の回路図である。

【図3】負バイアス生成回路の回路図である。

【図4】駆動回路のタイムチャートである。

【図5】セルフターンオンについて説明するための回路図である。

【図6】比較例のタイムチャートである。

【図7】第１実施形態における駆動回路のタイムチャートである。

【図8】第２実施形態における駆動回路の回路図である。

【図9】第３実施形態における駆動回路の回路図である。

【図10】第３実施形態における駆動回路のタイムチャートである。

【図11】第４実施形態における駆動回路の回路図である。

【図12】第４実施形態における駆動回路のタイムチャートである。

【図13】第５実施形態における発光部の回路図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。

【0012】

（第１実施形態）
第１実施形態について説明する。図１に示すように、負荷駆動装置は、制御回路１と、駆動回路２ａ、２ｂと、スイッチング素子３ａ、３ｂと、電源４とを備え、コンデンサで構成された負荷５を駆動するように設けられている。

【0013】

制御回路１は、駆動回路２ａ、２ｂを制御し、駆動回路２ａ、２ｂによって駆動されるスイッチング素子３ａ、３ｂのオンとオフとを切り替えて、電源４が出力する電力を負荷５に供給するものである。制御回路１は、駆動回路２ａ、２ｂに接続されており、後述する電源６１は、制御回路１からの信号によって出力電圧が設定される。

【0014】

駆動回路２ａ、２ｂは、スイッチング素子３ａ、３ｂに接続されている。スイッチング素子３ａ、３ｂはＭＯＳＦＥＴで構成されており、駆動回路２ａ、２ｂはそれぞれスイッチング素子３ａ、３ｂのゲート電圧を操作するように設けられている。スイッチング素子３ａのドレイン電極は電源４に接続されており、ソース電極はスイッチング素子３ｂのドレイン電極に接続されている。スイッチング素子３ｂのソース電極は接地されている。負荷５の一方の電極はスイッチング素子３ａのソース電極およびスイッチング素子３ｂのドレイン電極に接続されており、他方の電極は接地されている。

【0015】

制御回路１は、スイッチング素子３ａとスイッチング素子３ｂとが交互にオンされるように駆動回路２ａ、２ｂを制御する。すなわち、スイッチング素子３ａがオンされている間はスイッチング素子３ｂがオフされ、スイッチング素子３ｂがオンされている間はスイッチング素子３ａがオフされる。スイッチング素子３ａがオンされてスイッチング素子３ｂがオフされているときには、電源４からの電流がスイッチング素子３ａのドレイン－ソース間を流れて負荷５に供給される。一方、スイッチング素子３ａがオフされてスイッチング素子３ｂがオンされているときには、スイッチング素子３ｂのドレイン－ソース間に電流が流れて負荷５が放電される。

【0016】

駆動回路２ａ、２ｂの詳細な構成について説明する。図２はスイッチング素子３ａに接続された駆動回路２ａの詳細な構成を示しているが、駆動回路２ｂも駆動回路２ａと同様の構成とされている。図２に示すように、駆動回路２ａは、発光部６と、受光部７とを備えている。

【0017】

発光部６は、制御回路１からの信号に応じて光を発生させるものである。発光部６は、第１発光部に相当する。発光部６は、電源６１と、抵抗６２と、ＬＥＤ６３とを備えている。抵抗６２およびＬＥＤ６３は直列に接続されており、電源６１からの電流が抵抗６２を介してＬＥＤ６３に流れることにより、ＬＥＤ６３から光が発生する。ＬＥＤ６３が発生させた光は、受光部７に照射される。

【0018】

受光部７は、発光部６から光が照射されることによって起電力を発生させ、スイッチング素子３ａのゲート電極に電圧を印加するものであり、フォトダイオードアレイ７１と、負バイアス生成回路７２と、充放電回路７３とを備えている。

【0019】

フォトダイオードアレイ７１は、直列に接続された複数のフォトダイオードによって太陽電池を構成しており、ＬＥＤ６３が発生させた光がフォトダイオードアレイ７１に照射されることにより、フォトダイオードアレイ７１の両端に起電力が発生する。フォトダイオードアレイ７１の一端は充放電回路７３を介してスイッチング素子３ａのゲート電極に接続されており、フォトダイオードアレイ７１に光が照射されることにより、スイッチング素子３ａのゲート電極に正のバイアス電圧が印加される。

【0020】

負バイアス生成回路７２は、スイッチング素子３ａのゲート電極に負のバイアス電圧を印加するものである。負バイアス生成回路７２は、抵抗７２１と、抵抗７２１に直列接続されたツェナーダイオード７２２と、ツェナーダイオード７２２に並列接続されたコンデンサ７２３とを備えている。

【0021】

抵抗７２１はツェナーダイオード７２２等に流れる電流の大きさを調整するものである。抵抗７２１の一端はフォトダイオードアレイ７１を構成するフォトダイオードのアノード電極に接続されており、他端はツェナーダイオード７２２のカソード電極に接続されている。

【0022】

ツェナーダイオード７２２は、スイッチング素子３ａのゲート電極に印加する負のバイアス電圧の大きさを決めるものである。ツェナーダイオード７２２のアノード電極は、フォトダイオードアレイ７１を構成するフォトダイオードのカソード電極に接続されている。コンデンサ７２３は、負のバイアス電圧を維持するためのものである。

【0023】

フォトダイオードアレイ７１と、ツェナーダイオード７２２と、コンデンサ７２３との接続点は、充放電回路７３を介してスイッチング素子３ａのゲート電極に接続されている。抵抗７２１と、ツェナーダイオード７２２と、コンデンサ７２３との接続点は、スイッチング素子３ａのソース電極に接続されている。このような構成により、負バイアス生成回路７２は、フォトダイオードアレイ７１の起電力を用いてスイッチング素子３ａのソース電極の電位を上げ、ゲート電極の電位を相対的に下げることにより、ゲート電極に負のバイアス電圧を印加する。

【0024】

なお、図３に示すように、負バイアス生成回路７２がツェナーダイオード７２２の代わりにダイオード７２４を備えていてもよい。この場合、ダイオード７２４のアノード電極は抵抗７２１に接続され、カソード電極はフォトダイオードアレイ７１に接続される。このような構成の負バイアス生成回路７２においても、スイッチング素子３ａのゲート電極に負のバイアス電圧を印加することができる。

【0025】

充放電回路７３は、スイッチング素子３ａのゲート容量の充電および放電を高速化するものである。図２に示すように、充放電回路７３は、ツェナーダイオード７３１と、サイリスタ７３２と、抵抗７３３と、スイッチング素子７３４と、コンデンサ７３５とを備えている。

【0026】

ツェナーダイオード７３１のカソード電極は、フォトダイオードアレイ７１と抵抗７２１との接続点、および、サイリスタ７３２のアノード電極に接続されている。ツェナーダイオード７３１のアノード電極は、サイリスタ７３２のゲート電極に接続されている。サイリスタ７３２のカソード電極は、抵抗７３３の一端、および、スイッチング素子７３４のゲート電極に接続されている。抵抗７３３の他端は、スイッチング素子３ａのゲート電極、および、スイッチング素子７３４のソース電極に接続されている。スイッチング素子７３４のドレイン電極は、フォトダイオードアレイ７１と、ツェナーダイオード７２２と、コンデンサ７２３との接続点に接続されている。コンデンサ７３５の一方の電極は、ツェナーダイオード７３１のカソード電極に接続されており、他方の電極は、スイッチング素子７３４のドレイン電極に接続されている。

【0027】

充放電回路７３では、フォトダイオードアレイ７１で起電力が発生すると、コンデンサ７３５が充電された後、ツェナーダイオード７３１によってサイリスタ７３２に順バイアスがかけられ、サイリスタ７３２が導通する。これにより抵抗７３３に電流が流れ、スイッチング素子７３４のソース－ドレイン間に電流が流れて、スイッチング素子３ａがオンされる。抵抗７３３には、フォトダイオードアレイ７１から供給される電流と、コンデンサ７３５の放電電流の両方が流れるため、スイッチング素子７３４のソース－ドレイン間の電流が急峻に増加する。したがって、充放電回路７３を介してスイッチング素子３ａにゲート電極を印加することで、例えばフォトダイオードアレイ７１を直接スイッチング素子３ａに接続した場合に比べて、スイッチング素子３ａのオンとオフとを高速で切り替えることができる。なお、充放電回路７３が図２に示す構成とは異なる構成とされていてもよい。

【0028】

電源６１の出力電圧をＶｉｎ１とし、フォトダイオードアレイ７１の両端電圧をＶ１とし、コンデンサ７２３の両端電圧をＶ２とし、スイッチング素子３ａのゲート－ソース間の電圧をＶｇｓとすると、これらの電圧は図４に示すように変化する。

【0029】

すなわち、Ｖｉｎ１がハイレベルになると、ＬＥＤ６３からフォトダイオードアレイ７１に光が照射されて起電力が発生し、Ｖ１がハイレベルになる。また、コンデンサ７２３が充電されてＶ２がハイレベルになり、ツェナーダイオード７２２のツェナー電圧によって一定値に保持される。Ｖ２がハイレベルになる分、ＶｇｓはＶ１よりも小さくなるが、閾値電圧を超えるように設計することで、Ｖｇｓがハイレベルになる。これにより、スイッチング素子３ａがオンされてスイッチング素子３ａのドレイン－ソース間に電流が流れる。

【0030】

Ｖｉｎ１がローレベルになると、フォトダイオードアレイ７１への光の照射が止まり、Ｖ１がローレベルになる。一方、Ｖｉｎ１がハイレベルのときにコンデンサ７２３が充電されているため、Ｖ２は徐々に小さくなりながらも、ある程度の値を維持する。そのため、Ｖｇｓは負の値となり、スイッチング素子３ａがオフされる。

【0031】

前述したように、駆動回路２ｂは、駆動回路２ａと同様の構成とされている。すなわち、駆動回路２ｂは発光部６、および、スイッチング素子３ｂに接続された受光部７を備えている。そして、負バイアス生成回路７２によってスイッチング素子３ｂのゲート電極に負のバイアス電圧が印加され、スイッチング素子３ｂがオフされているときには、スイッチング素子３ｂのゲート電圧が負の値に維持される。

【0032】

図５は、スイッチング素子３ｂの詳細な回路図である。図５に示すように、ドレイン－ゲート間、ゲート－ソース間、ソース－ドレイン間にはそれぞれ寄生容量３１、３２、３３が存在し、ゲート－ソース間には内部抵抗３４が存在する。

【0033】

負荷駆動装置において、スイッチング素子３ａのオン・オフが高速で切り替えられ、負荷５への出力電圧が急峻に変化すると、図５に示すようにスイッチング素子３ｂのドレイン－ゲート間の寄生容量３１に電流が流れる。これによりゲート－ソース間の寄生容量３２および内部抵抗３４に電流が流れて、ゲート－ソース間に電位差が発生する。図６に示すように、この電位差が閾値を超えると、セルフターンオンが発生し、すなわち、スイッチング素子３ｂが意図せずオン状態になり、スイッチング素子３ａとスイッチング素子３ｂに貫通電流が流れ、損失の増加や素子の損傷のおそれがある。なお、図６において、ＶｇｓＨ、ＶｇｓＬはそれぞれスイッチング素子３ａ、３ｂのゲート－ソース間の電位差であり、Ｖｔｈはゲート閾値電圧である。

【0034】

これに対して、本実施形態では、駆動回路２ｂが備える負バイアス生成回路７２によって、スイッチング素子３ｂのゲート電極に負のバイアス電圧が印加される。そして、スイッチング素子３ｂがオフされているときには、スイッチング素子３ｂのゲート電圧が負の値に維持される。そのため、図７に示すように、出力電圧の急峻な変化によりゲート－ソース間に電位差が発生しても、ＶｇｓＬがＶｔｈを超えることが抑制され、貫通電流が抑制される。

【0035】

以上説明したように、本実施形態では、スイッチング素子のゲート電極に負のバイアス電圧が印加されるため、出力電圧の変化時にゲート電圧が閾値電圧を超えることを抑制し、セルフターンオンを抑制することができる。

【0036】

また、上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。

【0037】

（１）受光部７は、スイッチング素子３ａのゲート容量の充電および放電を高速化する充放電回路７３を備える。このような構成では、スイッチング素子３ａの駆動が高速化されるが、負のバイアス電圧の印加によって、セルフターンオンを抑制することができる。

【0038】

（第２実施形態）
第２実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対して負バイアス生成回路７２の構成を変更したものであり、その他については第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

【0039】

本実施形態の負バイアス生成回路７２は、フォトダイオードアレイ７１から直接負のバイアス電圧を生成するように構成されている。具体的には、図８に示すように、フォトダイオードアレイ７１が備える複数のフォトダイオードは、スイッチング素子３ａのゲート電極に正のバイアス電圧を印加するフォトダイオード７１ａと、負のバイアス電圧を印加するフォトダイオード７１ｂとに分かれている。負バイアス生成回路７２は、フォトダイオード７１ｂと、フォトダイオード７１ｂに並列に接続されたコンデンサ７２５とで構成されており、スイッチング素子３ａのソース電極はフォトダイオード７１ｂのアノード電極に接続されている。また、フォトダイオード７１ａに並列にコンデンサ７４が接続されている。

【0040】

このような構成では、フォトダイオードアレイ７１に光が照射されて起電力が発生すると、フォトダイオード７１ａの起電力によってコンデンサ７４が充電され、充放電回路７３を介してスイッチング素子３ａのゲート電極に正のバイアス電圧が印加される。また、フォトダイオード７１ｂの起電力によってコンデンサ７２５が充電され、スイッチング素子３ａのオフ時にゲート電極に負のバイアス電圧が印加される。

【0041】

正のバイアス電圧と負のバイアス電圧の大きさは、フォトダイオード７１ａとフォトダイオード７１ｂの直列数によって調整される。フォトダイオード７１ａの直列数を、バイアス電圧がスイッチング素子３ａの閾値電圧を超えるように設計することで、スイッチング素子３ａをオンする機能が保持される。フォトダイオード７１ｂの直列数は、スイッチング素子３ａの閾値電圧に対しセルフターンオンの抑制に有効な負のバイアス電圧を生成するために必要な数とされる。

【0042】

本実施形態は、第１実施形態と同様の構成および作動からは第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

【0043】

（第３実施形態）
第３実施形態について説明する。本実施形態は、第２実施形態に対して発光部を追加したものであり、その他については第２実施形態と同様であるため、第２実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

【0044】

図９に示すように、駆動回路２ａは、発光部８を備えている。発光部８は、電源８１と、抵抗８２と、ＬＥＤ８３とを備えており、電源８１～ＬＥＤ８３は、発光部６の電源６１～ＬＥＤ６３と同様の構成とされている。発光部８は、第２発光部に相当する。

【0045】

発光部６および発光部８は、個別に駆動可能とされている。そして、発光部６は、フォトダイオードアレイ７１を構成する複数のフォトダイオードのうちフォトダイオード７１ａのみに光を照射するようになっており、発光部８は、フォトダイオード７１ｂのみに光を照射するようになっている。

【0046】

電源８１の出力電圧をＶｉｎ２とする。図１０に示すように、Ｖｉｎ２は、Ｖｉｎ１とは逆相で駆動される。すなわち、Ｖｉｎ１がハイレベルになると、フォトダイオード７１ａの起電力によってＶ１がハイレベルになる。一方、Ｖｉｎ２はローレベルになって、Ｖ２がローレベルになる。したがって、Ｖｇｓはハイレベルになり、スイッチング素子３ａがオンされる。

【0047】

Ｖｉｎ１がローレベルになると、Ｖ１はローレベルになる。一方、Ｖｉｎ２はハイレベルになり、フォトダイオード７１ｂの起電力によってＶ２がハイレベルになる。したがって、Ｖｇｓは負の値になる。このように、スイッチング素子３ａがオフされているときにのみ、ゲート電極に負のバイアス電圧が印加されるようになっている。

【0048】

なお、電源８１の代わりに、Ｖｉｎ１の反転信号でＬＥＤ８３を駆動してもよい。これによれば、電源８１が不要となり、回路を簡素化することができる。また、ＬＥＤ８３を間欠駆動してもよい。

【0049】

本実施形態は、第１、第２実施形態と同様の構成および作動からは第１、第２実施形態と同様の効果を得ることができる。

【0050】

また、上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。

【0051】

（１）フォトダイオード７１ｂに光を照射する発光部８を備え、発光部６と発光部８とは、個別に駆動可能とされている。これによれば、負のバイアス電圧を安定して維持することができる。

【0052】

（２）発光部８は、発光部６とは逆相で駆動される。これによれば、発光部６が備える電源６１の反転信号で発光部８のＬＥＤ８３を駆動し、回路を簡素化することが可能である。

【0053】

（３）ＬＥＤ８３は、間欠駆動される。これによれば、ＬＥＤ８３の駆動を、負のバイアス電圧を維持するために必要な最小限の駆動とすることにより、消費電力を低減することができる。

【0054】

（第４実施形態）
第４実施形態について説明する。本実施形態は、第３実施形態に対して受光部７の構成を変更したものであり、その他については第３実施形態と同様であるため、第３実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

【0055】

図１１に示すように、受光部７は、充放電回路７３を備えず、フォトダイオード７１ａのアノード電極とコンデンサ７４の一方の電極は、スイッチング素子３ａのゲート電極に直接接続されている。そして、受光部７は、放電回路７５を備えている。放電回路７５は、スイッチング素子３ａのゲート容量を放電するものである。放電回路７５は、フォトトランジスタ７５１を備えている。フォトトランジスタ７５１は、コレクタ電極がスイッチング素子３ａのゲート電極に接続されており、エミッタ電極がフォトダイオード７１ｂのカソード電極に接続されている。

【0056】

駆動回路２ａは、発光部９を備えている。発光部９は、電源９１と、抵抗９２と、ＬＥＤ９３とを備えており、電源９１～ＬＥＤ９３は、発光部６の電源６１～ＬＥＤ６３と同様の構成とされている。発光部９は、フォトトランジスタ７５１に光を照射するように設けられている。電源９１の出力電圧をＶｉｎ３とする。

【0057】

図１２に示すように、Ｖｉｎ３はＶｉｎ１と逆相で駆動される。これにより、Ｖｉｎ１がローレベルになったとき、すなわち、スイッチング素子３ａがオフされているときにのみフォトトランジスタ７５１がオンされ、スイッチング素子３ａのゲート容量が放電される。

【0058】

なお、図１２に示すように、Ｖｉｎ２とＶｉｎ３とは同相で駆動される。したがって、発光部９を設けず、発光部８によってフォトダイオード７１ｂとフォトトランジスタ７５１の両方に光を照射するようにしてもよい。これによれば、発光部９が不要であるため、部品を削減することができる。

【0059】

本実施形態は、第１～第３実施形態と同様の構成および作動からは第１～第３実施形態と同様の効果を得ることができる。

【0060】

（第５実施形態）
第５実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対して発光部６の構成を変更したものであり、その他については第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

【0061】

図１３に示すように、発光部６は高速化回路６４を備えている。高速化回路６４は、ＬＥＤ６３の駆動を高速化するものである。高速化回路６４は、コンデンサ６４１と、コンデンサ６４１に対して並列に接続された抵抗６４２とを備えている。これによれば、定常時のＬＥＤ６３の駆動電流は抵抗６４２によって制限されるが、Ｖｉｎ１がローレベルからハイレベルになるときの急峻に変化する電流はコンデンサ６４１を介してＬＥＤ６３に流れる。したがって、ＬＥＤ６３を高速にオンすることができる。

【0062】

本実施形態は、第１実施形態と同様の構成および作動からは第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

【0063】

また、上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。

【0064】

（１）発光部６は、ＬＥＤ６３の駆動を高速化する高速化回路６４を備える。このような構成では、スイッチング素子３ａの駆動が高速化されるが、負のバイアス電圧の印加によって、セルフターンオンを抑制することができる。

【0065】

（他の実施形態）
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。

【0066】

例えば、第１～第３、第５実施形態において、駆動回路２ａ、２ｂが充放電回路７３を備えていなくてもよい。また、第２～第４実施形態において、発光部６が高速化回路６４を備えていてもよい。また、第５実施形態において、負バイアス生成回路７２がツェナーダイオード７２２の代わりにダイオード７２４を備えていてもよい。

【符号の説明】

【0067】

６ 発光部
７ 受光部
７２ 負バイアス生成回路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】