JP2002009603A - Driver circuit - Google Patents

Driver circuit

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JP2002009603A
JP2002009603A JP2000185199A JP2000185199A JP2002009603A JP 2002009603 A JP2002009603 A JP 2002009603A JP 2000185199 A JP2000185199 A JP 2000185199A JP 2000185199 A JP2000185199 A JP 2000185199A JP 2002009603 A JP2002009603 A JP 2002009603A
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Japan
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current
transistor
collector
output
voltage
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Application number
JP2000185199A
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Japanese (ja)
Inventor
Osamu Yoshioka
修 吉岡
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Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To realize a driver circuit that can be operated by a required minimum current and easily applied to an integrated circuit with less effect of fluctuations in parameters of elements by supplying a base current to an output transistor(TR) in a required amount and at a required time. SOLUTION: The driver circuit is provided with a current source, consisting of TRs P2, P3 for supplying a collector correction to a pre-drive stage TR P1 and of a resistor R1, with a collector current detecting means consisting of a TR Q1 for detecting a collector current of the pre-drive stage TR, and with a current control means consisting of TRs Q2-Q4 for controlling the current source so as to keep the detected collector current to be a fixed value.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ドライバ回路に関
し、特に出力段トランジスタのベース電流を補償した高
集積化に適したドライバ回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a driver circuit, and more particularly to a driver circuit suitable for high integration in which a base current of an output transistor is compensated.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のドライバ回路においては、負荷電
流を流す出力段のトランジスタのベース電流がhFEに
よって変化する。また、負荷の状況によって、ループの
位相特性が変動するため、出力段を駆動するプリドライ
バ段の電流を大きく設定しなければならない。出力トラ
ンジスタのhFEの低下を防ごうすると、出力トランジ
スタのサイズが大きくなり、コストに直接影響すること
になる。また、サイズが大きくなると寄生容量が増え、
プリドライブ段の電流を増やさないと周波数特性が悪化
する。ドライブ能力の不足を改善しようとすると、プリ
ドライブ段のトランジスタサイズの増大、プリドライブ
段の寄生容量増大、周波数特性の悪化という悪循環に陥
ってしまう。また、出力段のアイドリング電流を大きく
設定しないと、高負荷時や、高周波時の出力歪みが悪化
するが、ばらつきを考慮すると、必要な電流量より大き
いアイドリング電流が必要になる。これもまた、トラン
ジスタサイズの増大を招き、悪循環の一因となる。
2. Description of the Related Art In a conventional driver circuit, the base current of a transistor in an output stage through which a load current flows changes depending on hFE. Further, since the phase characteristics of the loop fluctuate depending on the load condition, the current of the pre-driver stage for driving the output stage must be set large. Preventing the hFE from decreasing in the output transistor increases the size of the output transistor, which directly affects the cost. Also, as the size increases, the parasitic capacitance increases,
Unless the current of the pre-drive stage is increased, the frequency characteristics deteriorate. When trying to improve the shortage of the driving capability, a vicious cycle of increasing the transistor size of the pre-drive stage, increasing the parasitic capacitance of the pre-drive stage, and deteriorating the frequency characteristics occurs. If the idling current of the output stage is not set large, the output distortion under a high load or at a high frequency is deteriorated. However, an idling current larger than a required current amount is necessary in consideration of variation. This also leads to an increase in transistor size, which contributes to a vicious cycle.

【0003】このように、従来のバイアス回路では、最
大負荷電流にあわせて、プリドライブ段の電流を設定し
なければならず、バイアス電流が大きくなってしまって
いた。また、素子パラメータの変動(特に、出力段トラ
ンジスタのhFE)への依存性が高く、hFEが低い状
態での負荷ドライブ能力を補償するため、さらに大きい
バイアス電流が必要となっていた。この点を改善し、抵
抗により負荷への電流量を検出し、電流源の電流を制御
した回路があるが、負荷電流の検出に低抵抗が必要であ
り、集積回路に応用するには難点があった。さらに、電
流検出用の抵抗で、出力段トランジスタのコレクタ電位
が下がってしまうので、電源電圧が低い場合は、特性が
劣化してしまうという欠点があった。
As described above, in the conventional bias circuit, the current of the pre-drive stage must be set in accordance with the maximum load current, and the bias current becomes large. In addition, a large bias current is required to compensate for the load drive ability in a state where the hFE is low, because the dependence on the variation of the element parameter (in particular, the hFE of the output stage transistor) is high. There is a circuit that improves this point and controls the current of the current source by detecting the amount of current to the load with a resistor.However, a low resistance is required to detect the load current, and it is difficult to apply it to an integrated circuit. there were. Furthermore, since the collector potential of the output stage transistor decreases due to the current detection resistor, there is a disadvantage that the characteristics are deteriorated when the power supply voltage is low.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上述のごとく、従来の
ドライバ回路では、あらかじめ最大負荷電流にあわせて
プリドライブ段の電流を設定して流していたため、大き
いバイアス電流が必要であり、回路サイズが大きくなる
という問題があった。これを避けるために、負荷電流を
検出してプリドライブ段の電流を制御する方法がある
が、負荷電流検出抵抗が低抵抗である必要があり、集積
回路に用いるのには問題が多く、回路特性が劣化すると
いう問題をも有していた。本発明は、比較的簡単な構成
でこの問題を解決して、出力トランジスタに供給するベ
ース電流を必要な時に必要な量だけ供給し、素子のパラ
メータの変動の影響が少なく、必要最小限の電流で動作
することが可能で、集積回路への適用が容易なドライバ
回路の実現を課題とする。
As described above, in the conventional driver circuit, since the current of the pre-drive stage is set in advance in accordance with the maximum load current and flows, a large bias current is required, and the circuit size is small. There was a problem of becoming larger. In order to avoid this, there is a method of detecting the load current and controlling the current of the pre-drive stage. However, the load current detection resistor needs to be low, and there are many problems in using it for an integrated circuit. There is also a problem that characteristics are deteriorated. The present invention solves this problem with a relatively simple configuration, supplies the required amount of base current to the output transistor when needed, minimizes the influence of variations in device parameters, and minimizes the required current. It is an object of the present invention to realize a driver circuit which can operate on an IC and can be easily applied to an integrated circuit.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するた
め、本発明は、負荷に電流を供給するエミッタフォロア
型の出力段トランジスタと、この出力段トランジスタの
ベース電流を供給するプリドライブ段トランジスタを具
備するドライバ回路において、前記プリドライブ段トラ
ンジスタにコレクタ(エミッタ)電流を供給する電流源
と、前記プリドライブ段トランジスタのコレクタ電流を
検出するコレクタ電流検出手段と、前記コレクタ電流検
出手段で検出される前記プリドライブ段トランジスタの
コレクタ電流を一定の値に保持するように前記電流源を
制御する電流制御手段とを具備することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides an emitter follower type output stage transistor for supplying a current to a load, and a pre-drive stage transistor for supplying a base current of the output stage transistor. In the driver circuit provided, a current source for supplying a collector (emitter) current to the predrive stage transistor, a collector current detection unit for detecting a collector current of the predrive stage transistor, and the collector current detection unit detect the current. Current control means for controlling the current source so as to maintain a collector current of the predrive stage transistor at a constant value.

【0006】また、負荷に電流を供給するコレクタ出力
型の出力段トランジスタと、この出力段トランジスタの
バイアス電圧を制御しベース電流を供給するプリドライ
ブ段を具備するドライバ回路において、前記出力段トラ
ンジスタのバイアス電圧の設定とベース電流の供給を行
なうバイアス手段と、入力電圧と前記出力段トランジス
タのコレクタ電圧とを比較する電圧比較手段と、前記電
圧比較手段の出力に応じて前記バイアス手段の設定する
バイアス電圧値とベース電流値との制御を行なうバイア
ス制御手段とを具備することを特徴とする。
Also, in a driver circuit including a collector output type output stage transistor for supplying a current to a load and a pre-drive stage for controlling a bias voltage of the output stage transistor and supplying a base current, Bias means for setting a bias voltage and supplying a base current; voltage comparing means for comparing an input voltage with a collector voltage of the output stage transistor; and a bias set by the bias means according to an output of the voltage comparing means. And a bias control means for controlling a voltage value and a base current value.

【0007】さらにまた、そのコレクタが第1の電源に
接続されたエミッタフォロア型のトランジスタのエミッ
タと、そのエミッタが第2の電源に接続されたコレクタ
出力型のトランジスタのコレクタとを接合し、この接合
点を出力端とするトーテムポール型の出力段と、前記エ
ミッタフォロア型のトランジスタにベース電流を供給す
る第1のプリドライブ段と、前記コレクタ出力型のトラ
ンジスタのバイアス電圧を制御しベース電流を供給する
第2のプリドライブ段を具備するトーテムポール型のド
ライバ回路において、前記第1のプリドライブ段のトラ
ンジスタのコレクタ電流を検出するコレクタ電流検出手
段と、前記コレクタ電流検出手段で検出される前記第1
のプリドライブ段のトランジスタのコレクタ電流を一定
の値に保持するように前記電流源を制御する電流制御手
段と、前記第2のプリドライブ段に設けられ前記コレク
タ出力型の出力段トランジスタのバイアス電圧の設定と
ベース電流の供給を行なうバイアス手段と、入力電圧と
前記接合点の電圧を比較する電圧比較手段と、前記電圧
比較手段の出力に応じて前記バイアス手段の設定するバ
イアス電圧値とベース電流値との制御を行なうバイアス
制御手段とを具備し、前記電圧比較手段の出力を前記第
1のプリドライブ段のトランジスタの入力とすることを
特徴とする。
Furthermore, the emitter of an emitter follower type transistor whose collector is connected to a first power supply and the collector of a collector output type transistor whose emitter is connected to a second power supply are joined. A totem-pole output stage having a junction as an output terminal, a first pre-drive stage for supplying a base current to the emitter follower type transistor, and a base current by controlling a bias voltage of the collector output type transistor. In a totem-pole type driver circuit including a second pre-drive stage to be supplied, a collector current detection unit that detects a collector current of a transistor of the first pre-drive stage, and the collector current detection unit detects the collector current. First
Current control means for controlling the current source so as to maintain the collector current of the transistor of the predrive stage at a constant value; and a bias voltage of the collector output type output stage transistor provided in the second predrive stage. Biasing means for setting the voltage and supplying a base current; voltage comparing means for comparing an input voltage with the voltage at the junction; a bias voltage value and a base current set by the biasing means according to the output of the voltage comparing means Bias control means for controlling a value of the first pre-drive stage, wherein an output of the voltage comparison means is used as an input of a transistor of the first pre-drive stage.

【0008】これらにより、出力トランジスタに供給す
るベース電流を必要な時に必要な量だけ供給することが
可能になり、素子のパラメータの変動の影響が少なくな
り、また必要最小限の電流で動作し、集積回路への応用
が容易なドライバ回路が得られる。
Accordingly, it becomes possible to supply a required amount of a base current to be supplied to the output transistor when necessary, to reduce the influence of fluctuations in device parameters and to operate with a minimum necessary current. A driver circuit that can be easily applied to an integrated circuit is obtained.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下、本発明にかかるドライバ回
路を添付図面を参照にして詳細に説明することにする。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a driver circuit according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

【0010】図2は、従来、通常使われているエミッタ
フォロア型の負荷ドライブ回路である。この回路構成に
よると、負荷R1が小さくなった場合、電流源12の電
流と、NPNトランジスタQ1のベース電流を増加させ
る必要がある。トランジスタQ1に必要なベース電流を
供給するためには、電流源I1の電流を増加させる必要
がある。トランジスタP1をNPNトランジスタに変更
すれば、この問題はなくなるが、出力電圧の振幅が小さ
くなるので、出力電圧振幅を少しでも大きくしたい場合
は、PNPトランジスタを使わなくてはならない。この
場合、電流I1は、少なくとも、抵抗R1を流れる最大
負荷電流と電流I2およびトランジスタQ1のhFEで
決まるトランジスタQ1のベース電流が必要となり、さ
らに、トランジスタQ1のhFEの変動、高電流域での
トランジスタQ1のhFEの低下を考慮したマージンを
含めて決定される電流となる。また、この回路が負帰還
増幅回路の一部だった場合は、トランジスタP1の動作
電流不足による信号の位相回転を避けるため、さらに電
流が必要になる。
FIG. 2 shows an emitter-follower type load drive circuit conventionally used in general. According to this circuit configuration, when the load R1 becomes smaller, it is necessary to increase the current of the current source 12 and the base current of the NPN transistor Q1. In order to supply a necessary base current to the transistor Q1, it is necessary to increase the current of the current source I1. If the transistor P1 is changed to an NPN transistor, this problem is eliminated. However, since the amplitude of the output voltage is reduced, the PNP transistor must be used if the output voltage amplitude is to be increased as much as possible. In this case, the current I1 requires at least the maximum load current flowing through the resistor R1, the current I2, and the base current of the transistor Q1 determined by the hFE of the transistor Q1, and furthermore, the fluctuation of the hFE of the transistor Q1 and the transistor in the high current region. The current is determined including a margin in consideration of the decrease in hFE of Q1. If this circuit is part of a negative feedback amplifier circuit, more current is required to avoid signal phase rotation due to insufficient operating current of the transistor P1.

【0011】図3は、この点を改善して、抵抗R1によ
り負荷への電流量を検出し、電流源I1の電流を制御す
るようにした回路である。この回路によれば、電流源I
1として過大な電流設定をすることなく高負荷に対応で
きるが、抵抗R1での電圧降下が、出力段の出力電圧に
影響を与えない程度に小さくしなければならないため、
低抵抗が必要となり、IC化には不都合であった。
FIG. 3 shows a circuit in which this point is improved and the amount of current to the load is detected by the resistor R1 to control the current of the current source I1. According to this circuit, the current source I
Although it is possible to cope with a high load without setting an excessive current as 1, the voltage drop in the resistor R1 must be small enough not to affect the output voltage of the output stage.
A low resistance is required, which is inconvenient for IC.

【0012】図4は、本発明の図3の回路の欠点である
低抵抗を使用しないエミッタフォロア型のドライバ回路
の構成の基本ブロック図である。ブロックの構成は、出
力トランジスタQ1、これを駆動するトランジスタP
1、トランジスタP1の動作電流を決定する電圧または
電流制御電流源I1、トランジスタP1のコレクタ電流
を検出するコレクタ電流検出回路11、設定値からのず
れを検出し電流源11を制御する電流源制御回路12と
からなっている。この回路は、トランジスタQ1のベー
ス電流の過不足を、トランジスタP1のコレクタ電流を
検出することによって間接的にベース電流の検出を行っ
ている。すなわち、トランジスタP1のコレクタ電流の
減少・増加をトランジスタQ1のベース電流の過不足と
みなし、電流I1を増加・減少させ、トランジスタQ1
のベース電流増加・減少分を補償するものである。
FIG. 4 is a basic block diagram of the configuration of an emitter follower type driver circuit which does not use a low resistance, which is a drawback of the circuit of FIG. 3 of the present invention. The block configuration includes an output transistor Q1 and a transistor P1 for driving the output transistor Q1.
1. A voltage or current control current source I1 for determining the operating current of the transistor P1, a collector current detection circuit 11 for detecting a collector current of the transistor P1, a current source control circuit for detecting a deviation from a set value and controlling the current source 11 It consists of 12. This circuit indirectly detects whether the base current of the transistor Q1 is excessive or insufficient by detecting the collector current of the transistor P1. That is, the decrease / increase of the collector current of the transistor P1 is regarded as an excess or deficiency of the base current of the transistor Q1, and the current I1 is increased / decreased.
To compensate for the increase / decrease of the base current.

【0013】図4の動作を説明すると、入力電圧VIN
が高くなると、トランジスタP1、トランジスタQ1の
エミッタ電位がそれぞれ上昇する。トランジスタQ1の
エミッタ電流は、電圧増加分を負荷抵抗R1で割った分
増加する。トランジスタQ1のベース電流は、エミッタ
電流の増加にあわせて増加し、本来、トランジスタP1
のエミッタ電流になる分を吸い込む。これにより、トラ
ンジスタP1のコレクタ電流は減少し、電流検出回路1
1で減少分が検出される。この信号を入力とし、電流源
制御回路12は、トランジスタP1のコレクタ電流が設
定された値に戻るように制御信号を発生し、電流源I1
の電流を増加させ、結果として、トランジスタQ1のベ
ース電流増加分が供給され、トランジスタP1のコレク
タ電流は設定値に戻る。入力電圧が減少した場合は、逆
のことが起こり、電流I1が減少し余剰電流を吸収する
が、電流I1がゼロになると、それ以降はトランジスタ
P1が余剰電流を吸収する。この方式によれば、電流検
出回路11に比較的大きい抵抗値を使用できることか
ら、図3の回路よりIC化に都合が良く、無信号また
は、負荷が軽い時の消費電流が少ないという特徴は残っ
ている。
The operation of FIG. 4 will now be described.
Increases, the emitter potentials of the transistor P1 and the transistor Q1 increase. The emitter current of the transistor Q1 increases by an amount obtained by dividing the voltage increase by the load resistance R1. The base current of the transistor Q1 increases with an increase in the emitter current.
The part that becomes the emitter current is sucked. As a result, the collector current of the transistor P1 decreases, and the current detection circuit 1
At 1, a decrease is detected. With this signal as an input, the current source control circuit 12 generates a control signal so that the collector current of the transistor P1 returns to the set value, and the current source I1
As a result, the base current increase of the transistor Q1 is supplied, and the collector current of the transistor P1 returns to the set value. If the input voltage decreases, the opposite occurs, with the current I1 decreasing and absorbing the surplus current, but once the current I1 becomes zero, the transistor P1 thereafter absorbs the surplus current. According to this method, a relatively large resistance value can be used for the current detection circuit 11, so that it is more convenient to integrate the circuit than the circuit of FIG. 3, and the feature that the current consumption is small when there is no signal or the load is light remains. ing.

【0014】図1は、図4に示した回路の具体的な構成
の一例である。この図でトランジスタQ1が図4の電流
検出回路11を、トランジスタQ2、Q3、Q4で図4
の電流源制御回路12を、トランジスタP2、P3およ
び抵抗R1で図4の電流源I1をそれぞれ構成してい
る。プリドライバ段の動作電流は、電流源I1とトラン
ジスタP2、P3のカレントミラー回路の電流増倍率で
決まる。トランジスタP2は、(出力段のトランジスタ
Q5のベース電流+トランジスタP1のエミッタ電流)
の電流を供給するが、電流検出回路と電流源制御回路が
トランジスタP1のコレクタ電流を一定に保つように働
くので、結果的に出力段トランジスタQ5のベース電流
が補償されることになる。
FIG. 1 shows an example of a specific configuration of the circuit shown in FIG. In this figure, transistor Q1 replaces current detection circuit 11 of FIG. 4 with transistors Q2, Q3 and Q4.
The current source control circuit 12 of FIG. 4 constitutes the current source I1 of FIG. 4 by the transistors P2 and P3 and the resistor R1. The operating current of the pre-driver stage is determined by the current multiplication factor of the current source I1 and the current mirror circuit of the transistors P2 and P3. The transistor P2 is (base current of the transistor Q5 in the output stage + emitter current of the transistor P1)
However, since the current detection circuit and the current source control circuit work to keep the collector current of the transistor P1 constant, the base current of the output stage transistor Q5 is compensated as a result.

【0015】次に、コレクタ出力型の回路について説明
する。図5は、一般的なコレクタ出力型回路である。電
圧制御電流源I1は、入力信号を電流に変換し、駆動用
トランジスタQ1を介して、出力トランジスタQ2を駆
動する。トランジスタQ2のコレクタからの電圧信号
は、出力信号を入力信号と一定比率の電圧になるように
するための帰還信号として使われている。この回路構成
では、エミッタフォロア型と同様に、トランジスタQ2
のhFEの変化および、抵抗R2の変化の影響を考慮し
て、電圧制御電流源I1の電圧−電流変換ゲインを高く
して、駆動電流の変動に対処できるような、大きい電流
を流せるようにしておかなければならない。すなわち実
際の回路では、余分な電流を流せるように、電流設定が
なされている。
Next, a collector output type circuit will be described. FIG. 5 shows a general collector output type circuit. The voltage control current source I1 converts an input signal into a current, and drives the output transistor Q2 via the driving transistor Q1. The voltage signal from the collector of the transistor Q2 is used as a feedback signal for making the output signal a voltage having a fixed ratio to the input signal. In this circuit configuration, like the emitter follower type, the transistor Q2
In consideration of the influence of the change in hFE and the change in the resistance R2, the voltage-current conversion gain of the voltage control current source I1 is increased to allow a large current to flow to cope with the fluctuation of the drive current. I have to put it. That is, in an actual circuit, the current is set so that an extra current can flow.

【0016】図6のブロック図は、通常の回路に、出力
段バイアス回路21からの信号と、電圧制御電流源I1
からの信号を入力として、出力段バイアス回路21を制
御するバイアス制御回路22が付加されている。このバ
イアス制御回路22が、hFEおよび抵抗の変動を吸収
するように、出力段バイアス回路21を制御する。これ
により、回路電流が最適化され、各回路部の動作が、必
要最小限の電流で済むようになり、必要な時に必要なだ
けの電流が出力段に供給される。
FIG. 6 is a block diagram showing a conventional circuit in which a signal from an output stage bias circuit 21 and a voltage control current source I1
And a bias control circuit 22 for controlling the output stage bias circuit 21 by using the signal from the input terminal as an input. The bias control circuit 22 controls the output stage bias circuit 21 so as to absorb fluctuations in hFE and resistance. As a result, the circuit current is optimized, the operation of each circuit section can be performed with the minimum necessary current, and the necessary current is supplied to the output stage when needed.

【0017】図7がこの基本回路である。単純化のた
め、回路動作は、hFE=∞として扱う。入力電圧が低
くなると、トランジスタP3のコレクタ電流が増加し、
トランジスタQ3のベース電位が上昇する。すると、ト
ランジスタQ2が導通し、トランジスタP1、トランジ
スタP2からなるカレントミラー回路を通じてトランジ
スタQ1への電流が増加して、トランジスタQ1および
トランジスタQ2のエミッタ電位がトランジスタQ1ベ
ース電位にほぼ等しくなるまで上昇する。これにより、
出力トランジスタQ4のベースバイアス電圧が増加し、
最終的にトランジスタQ4のコレクタ電流が増加する。
この際P3、P4の差動アンプに必要とされる電流は、
P1,P2のカレントミラー回路の電流増幅率が充分高
ければ、必要最小限の電流で済ませることができる。
FIG. 7 shows this basic circuit. For simplicity, the circuit operation is treated as hFE = ∞. When the input voltage decreases, the collector current of the transistor P3 increases,
The base potential of transistor Q3 rises. Then, the transistor Q2 conducts, and the current to the transistor Q1 increases through the current mirror circuit including the transistor P1 and the transistor P2, and increases until the emitter potentials of the transistor Q1 and the transistor Q2 become substantially equal to the base potential of the transistor Q1. This allows
The base bias voltage of the output transistor Q4 increases,
Eventually, the collector current of transistor Q4 increases.
At this time, the current required for the P3 and P4 differential amplifiers is
If the current amplification factors of the P1 and P2 current mirror circuits are sufficiently high, it is possible to use only the minimum necessary current.

【0018】図8は、上記のエミッタフォロア型と、コ
レクタ出力型を組み合わせた卜ーテムポール型プッシュ
プル出力回路である。この回路の組み合わせであれば、
アイドリング電流を減らしつつ、出力電流を大きくする
ことができ、出力電圧範囲も大きくできる。出力電圧範
囲を最大化するためには、PNP、NPNトランジスタ
ともにコレクタ出力型にすればよいが、一般的に、モノ
リシックIC上では、PNPトランジスタの電流容量が
低いため、NPNトランジスタを使うほうが面積的に有
利である。
FIG. 8 shows a totem-pole push-pull output circuit in which the emitter follower type and the collector output type are combined. If this circuit combination,
The output current can be increased while the idling current is reduced, and the output voltage range can be increased. To maximize the output voltage range, both the PNP and the NPN transistor may be of a collector output type. However, in general, on a monolithic IC, the current capacity of the PNP transistor is low. Is advantageous.

【0019】この回路において、電流源I1、抵抗R
1、トランジスタP1〜P3、トランジスタQ1〜Q4
およびQ11で構成されるエミッタフォロア型の出力回
路は、図1と同じ回路構成であるが、コレクタ出力型
は、図7における電流源I1を、電流源I2、トランジ
スタQ5、Q8、Q9、Q10、抵抗R2、R4とで構
成されたNPNトランジスタを使用した可変電流源回路
に置き換えている。この回路の追加により、出力回路に
電流が必要になった時に、動作電流を増加させ、また、
無信号時の電流を減少させる事を可能にし、基本回路よ
りさらに、最適化を行っている。
In this circuit, a current source I1 and a resistor R
1, transistors P1 to P3, transistors Q1 to Q4
The output circuit of emitter-follower type composed of Q11 and Q11 has the same circuit configuration as that of FIG. 1, but the collector output type is such that the current source I1 in FIG. 7 is replaced by a current source I2, transistors Q5, Q8, Q9, Q10, It is replaced with a variable current source circuit using an NPN transistor composed of resistors R2 and R4. The addition of this circuit increases the operating current when the output circuit needs current,
It is possible to reduce the current when there is no signal, and to optimize it further than the basic circuit.

【0020】なお、この回路には、安定点が2つあるた
め、確実に動作するようにトランジスタQ8を追加して
いる。この部分の回路動作を中心に説明すると、電源投
入時は、トランジスタQ10にはトランジスタQ8、Q
9から電流が供給されないため、トランジスタQ12の
ベースバイアス電圧はゼロになっている。電流源I2が
動作すると、このI2からの電流で、トランジスタQ5
のベースに発生した電圧が、トランジスタQ8と抵抗R
4によって電流に変換され、トランジスタQ6とトラン
ジスタQ7からなる差動アンプに供給され、トランジス
タQ10のベースに電圧が発生し、トランジスタQ12
がバイアスされ、Q12に電流が流れる。
Since this circuit has two stable points, a transistor Q8 is added so as to operate reliably. Explaining mainly the circuit operation of this portion, when the power is turned on, the transistors Q8 and Q
Since no current is supplied from the transistor 9, the base bias voltage of the transistor Q12 is zero. When the current source I2 operates, the current from the I2 causes the transistor Q5
Generated at the base of the transistor Q8 and the resistor R
4 and is supplied to a differential amplifier composed of a transistor Q6 and a transistor Q7, a voltage is generated at the base of the transistor Q10,
Is biased, and a current flows through Q12.

【0021】入力電圧が下がった場合は、トランジスタ
Q7のベース電圧が高くなるので、Q7のコレクタ電流
が増加し、トランジスタP4、P5および抵抗R3で構
成されたカレントミラー回路により、電流が増幅され、
トランジスタQ10と抵抗R4のバイアス回路への電流
が増加し、トランジスタQ12のベース電圧が増加す
る。このバイアス電圧の増加により、トランジスタQ1
2のコレクタ電流が増加し、Q12のコレクタ電圧は、
平衡状態になるまで低下する。この時、トランジスタQ
11のベース電圧は低下し、エミッタ電流が減少するた
め、トランジスタQ12に余分な電流を流し込むことは
ない。
When the input voltage decreases, the base voltage of the transistor Q7 increases, so that the collector current of the transistor Q7 increases, and the current is amplified by the current mirror circuit composed of the transistors P4 and P5 and the resistor R3.
The current to the bias circuit of the transistor Q10 and the resistor R4 increases, and the base voltage of the transistor Q12 increases. This increase in bias voltage causes the transistor Q1
2, the collector current of Q12 increases,
Lowers until equilibrium is reached. At this time, the transistor Q
Since the base voltage of the transistor 11 decreases and the emitter current decreases, no extra current flows into the transistor Q12.

【0022】入力電圧が増加した場合は、トランジスタ
Q11のベース電位が上がり、トランジスタQ7のベー
ス電位のほうが低くなるので、トランジスタQ10に供
給される電流が減少し、トランジスタQ12のコレクタ
電流が減少するので、トランジスタQ11から、余分な
電流を吸い込むことはない。
When the input voltage increases, the base potential of the transistor Q11 rises and the base potential of the transistor Q7 drops, so that the current supplied to the transistor Q10 decreases and the collector current of the transistor Q12 decreases. No extra current is drawn from the transistor Q11.

【0023】このように、必要量のベース電流を供給す
ることから、同面積の出力トランジスタサイズで、より
高い負荷を駆動することが可能になり、チップ面積を増
やすこと無く、ドライブ能力を向上させることができ
る。逆に、電流駆動能力を同等とすれば、出力トランジ
スタの占める面積を小さくすることができるので、チッ
プ面積を縮小することができる。プリドライバのトラン
ジスタに流れる電流が一定になるため、フィードバック
増幅器のループ内に、この出力段を含めた場合にも、負
荷変動による位相シフト量を少なくでき、位相補償用の
コンデンサが小さくできるメリットがある。
As described above, since a required amount of base current is supplied, it is possible to drive a higher load with an output transistor size of the same area, and to improve the drive capability without increasing the chip area. be able to. Conversely, if the current driving capabilities are made equal, the area occupied by the output transistors can be reduced, so that the chip area can be reduced. Since the current flowing through the transistor of the pre-driver becomes constant, even when this output stage is included in the loop of the feedback amplifier, the amount of phase shift due to load fluctuation can be reduced and the capacitor for phase compensation can be reduced. is there.

【0024】[0024]

【発明の効果】以上説明したように本発明の請求項1の
発明は、負荷に電流を供給するエミッタフォロア型の出
力段トランジスタと、この出力段トランジスタのベース
電流を供給するプリドライブ段トランジスタを具備する
ドライバ回路において、プリドライブ段トランジスタに
コレクタ(エミッタ)電流を供給する電流源と、プリド
ライブ段トランジスタのコレクタ電流を検出するコレク
タ電流検出手段と、コレクタ電流検出手段で検出される
前記プリドライブ段トランジスタのコレクタ電流を一定
の値に保持するように前記電流源を制御する電流制御手
段とを具備することを特徴とする。これにより、プリド
ライブ段のコレクタ電流を検出し、これを一定に保つよ
う制御することで、負荷電流の増減にあわせて出力段へ
のベース電流を増減し、低バイアス電流と、高い負荷ド
ライブ能力が実現できるドライバ回路を簡単な構成で実
現することができる。プリドライバ段の電流を検出する
ことにより、従来、負荷電流の検出に必要であった低抵
抗が不要となり、集積回路への応用を容易にし、さら
に、低電源電圧でも性能劣化が起こりにくい。
As described above, according to the first aspect of the present invention, an emitter-follower type output stage transistor for supplying a current to a load and a pre-drive stage transistor for supplying a base current of the output stage transistor are provided. In the driver circuit provided, a current source for supplying a collector (emitter) current to a pre-drive stage transistor, a collector current detection unit for detecting a collector current of the pre-drive stage transistor, and the pre-drive detected by the collector current detection unit Current control means for controlling the current source so as to maintain the collector current of the stage transistor at a constant value. By detecting the collector current of the pre-drive stage and controlling it to keep it constant, the base current to the output stage is increased or decreased according to the increase or decrease of the load current. Can be realized with a simple configuration. By detecting the current of the pre-driver stage, a low resistance conventionally required for detecting a load current is not required, which facilitates application to an integrated circuit, and furthermore, performance degradation hardly occurs even at a low power supply voltage.

【0025】本発明の請求項2の発明は、負荷に電流を
供給するコレクタ出力型の出力段トランジスタと、この
出力段トランジスタのバイアス電圧を制御しベース電流
を供給するプリドライブ段を具備するドライバ回路にお
いて、出力段トランジスタのバイアス電圧の設定とベー
ス電流の供給を行なうバイアス手段と、入力電圧と出力
段トランジスタのコレクタ電圧とを比較する電圧比較手
段と、電圧比較手段の出力に応じてバイアス手段の設定
するバイアス電圧値とベース電流値との制御を行なうバ
イアス制御手段とを具備することを特徴とする。これに
より、出力段トランジスタのコレクタ電圧を入力電圧と
比較することによって、負荷電流の増減にあわせて出力
段へのベース電流を増減することができ、低バイアス電
流と、高い負荷ドライブ能力が実現できるドライバ回路
を簡単な構成で実現することができる。さらに、従来、
負荷電流の検出に必要であった低抵抗が不要となり、集
積回路への応用を容易にし、さらに、低電源電圧でも性
能劣化が起こりにくい。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a driver having a collector output type output stage transistor for supplying a current to a load, and a predrive stage for controlling a bias voltage of the output stage transistor and supplying a base current. In a circuit, a bias means for setting a bias voltage of an output stage transistor and supplying a base current, a voltage comparison means for comparing an input voltage with a collector voltage of the output stage transistor, and a bias means according to an output of the voltage comparison means And a bias control means for controlling the set bias voltage value and base current value. Thus, by comparing the collector voltage of the output stage transistor with the input voltage, the base current to the output stage can be increased or decreased in accordance with the increase or decrease of the load current, and a low bias current and a high load drive capability can be realized. The driver circuit can be realized with a simple configuration. In addition,
The low resistance required for the detection of the load current is not required, which facilitates application to an integrated circuit, and furthermore, performance degradation hardly occurs even at a low power supply voltage.

【0026】本発明の請求項3の発明は、そのコレクタ
が第1の電源に接続されたエミッタフォロア型のトラン
ジスタのエミッタと、そのエミッタが第2の電源に接続
されたコレクタ出力型のトランジスタのコレクタとを接
合し、この接合点を出力端とするトーテムポール型の出
力段と、前記エミッタフォロア型のトランジスタにベー
ス電流を供給する第1のプリドライブ段と、コレクタ出
力型のトランジスタのバイアス電圧を制御しベース電流
を供給する第2のプリドライブ段を具備するトーテムポ
ール型のドライバ回路において、記第1のプリドライブ
段のトランジスタのコレクタ電流を検出するコレクタ電
流検出手段と、コレクタ電流検出手段で検出される第1
のプリドライブ段のトランジスタのコレクタ電流を一定
の値に保持するように電流源を制御する電流制御手段
と、第2のプリドライブ段に設けられコレクタ出力型の
出力段トランジスタのバイアス電圧の設定とベース電流
の供給を行なうバイアス手段と、入力電圧と接合点の電
圧を比較する電圧比較手段と、電圧比較手段の出力に応
じてバイアス手段の設定するバイアス電圧値とベース電
流値との制御を行なうバイアス制御手段とを具備し、電
圧比較手段の出力を第1のプリドライブ段のトランジス
タの入力とすることを特徴とする。これにより、負荷電
流の増減にあわせて出力段へのベース電流を増減するこ
とができ、出力トランジスタヘ供給するベース電流を、
必要な時に必要な量だけ供給できるため、回路を構成す
る素子のパラメータ変動の影響が少なくなり、必要最小
限の電流で回路が動作し、かつ大きな出力電圧範囲が得
られるドライバ回路を実現することができる。
According to a third aspect of the present invention, there is provided an emitter-follower-type transistor whose collector is connected to a first power supply and a collector-output-type transistor whose emitter is connected to a second power supply. A totem-pole type output stage in which a collector is connected to the collector, and the junction is used as an output terminal; a first pre-drive stage for supplying a base current to the emitter follower type transistor; and a bias voltage of the collector output type transistor Current detection means for detecting the collector current of the transistor of the first predrive stage in a totem-pole type driver circuit having a second predrive stage for controlling the power supply and supplying a base current; First detected by
Current control means for controlling the current source so as to maintain the collector current of the transistor in the pre-drive stage at a constant value, setting of the bias voltage of the collector output type output stage transistor provided in the second pre-drive stage, and Bias means for supplying a base current, voltage comparison means for comparing an input voltage with a voltage at a junction, and control of a bias voltage value and a base current value set by the bias means according to an output of the voltage comparison means. Bias control means, wherein the output of the voltage comparison means is used as the input of the transistor of the first pre-drive stage. Thereby, the base current to the output stage can be increased or decreased according to the increase or decrease of the load current, and the base current supplied to the output transistor is
Since it can supply only the required amount at the required time, the effect of parameter fluctuations of the elements that make up the circuit is reduced, and the driver circuit can operate with the minimum required current and achieve a large output voltage range. Can be.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施の形態であるエミッタフォロア
型のドライバ回路の回路図。
FIG. 1 is a circuit diagram of an emitter-follower type driver circuit according to an embodiment of the present invention.

【図2】従来のエミッタフォロア型のドライバ回路の回
路図。
FIG. 2 is a circuit diagram of a conventional emitter follower type driver circuit.

【図3】従来のエミッタフォロア型のドライバ回路の回
路図。
FIG. 3 is a circuit diagram of a conventional emitter follower type driver circuit.

【図4】本発明のエミッタフォロア型のドライバ回路の
回路ブロック図。
FIG. 4 is a circuit block diagram of an emitter follower type driver circuit of the present invention.

【図5】従来のコレクタ出力型のドライバ回路の回路
図。
FIG. 5 is a circuit diagram of a conventional collector output type driver circuit.

【図6】本発明のコレクタ出力型のドライバ回路の回路
ブロック図。
FIG. 6 is a circuit block diagram of a collector output type driver circuit of the present invention.

【図7】本発明の他の実施の形態であるコレクタ出力型
のドライバ回路の回路図。
FIG. 7 is a circuit diagram of a collector output type driver circuit according to another embodiment of the present invention.

【図8】本発明のさらに他の実施の形態であるトーテム
ポール型のドライバ回路の回路図。
FIG. 8 is a circuit diagram of a totem-pole type driver circuit according to still another embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…コレクタ電流検出回路、12…電流源制御回路、
21…出力段バイアス回路、22…バイアス制御回路、
C1…コンデンサ、I1、I2…電流源、P1〜P5…
PNPトランジスタ、Q1〜Q12…NPNトランジス
タ、R1〜R5…抵抗、VIN…入力信号。
11: collector current detection circuit, 12: current source control circuit,
21: output stage bias circuit, 22: bias control circuit,
C1 ... capacitors, I1, I2 ... current sources, P1 to P5 ...
PNP transistors, Q1 to Q12 ... NPN transistors, R1 to R5 ... resistors, VIN ... input signals.

フロントページの続き Fターム(参考) 5H420 NA32 NA36 NB24 NB26 NC02 5J055 AX48 AX53 AX64 BX16 CX20 DX03 DX53 EX06 EX22 EY17 EZ03 EZ08 FX12 FX17 FX36 GX01 5J091 AA03 CA14 CA36 CA91 HA08 HA25 HA29 KA09 MA01 MA21 TA01 5J092 AA03 CA14 CA36 CA91 GR03 HA08 HA25 HA29 KA09 MA01 MA21 TA01 Continued on the front page F-term (reference) 5H420 NA32 NA36 NB24 NB26 NC02 5J055 AX48 AX53 AX64 BX16 CX20 DX03 DX53 EX06 EX22 EY17 EZ03 EZ08 FX12 FX17 FX36 GX01 5J091 AA03 CA14 CA36 CA91 HA08 HA25 HA29 KA09 MA01 HA08 HA25 HA29 KA09 MA01 MA21 TA01

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 負荷に電流を供給するエミッタフォロア
型の出力段トランジスタと、この出力段トランジスタの
ベース電流を供給するプリドライブ段トランジスタを具
備するドライバ回路において、 前記プリドライブ段トランジスタにコレクタ(エミッ
タ)電流を供給する電流源と、 前記プリドライブ段トランジスタのコレクタ電流を検出
するコレクタ電流検出手段と、 前記コレクタ電流検出手段で検出される前記プリドライ
ブ段トランジスタのコレクタ電流を一定の値に保持する
ように前記電流源を制御する電流制御手段とを具備する
ことを特徴とするドライバ回路。
1. A driver circuit comprising: an emitter follower type output stage transistor for supplying a current to a load; and a predrive stage transistor for supplying a base current of the output stage transistor. A) a current source for supplying a current; a collector current detecting means for detecting a collector current of the pre-drive stage transistor; and a collector current of the pre-drive stage transistor detected by the collector current detecting means being held at a constant value. And a current control means for controlling the current source.
【請求項2】 負荷に電流を供給するコレクタ出力型の
出力段トランジスタと、この出力段トランジスタのバイ
アス電圧を制御しベース電流を供給するプリドライブ段
を具備するドライバ回路において、 前記出力段トランジスタのバイアス電圧の設定とベース
電流の供給を行なうバイアス手段と、 入力電圧と前記出力段トランジスタのコレクタ電圧とを
比較する電圧比較手段と、 前記電圧比較手段の出力に応じて前記バイアス手段の設
定するバイアス電圧値とベース電流値との制御を行なう
バイアス制御手段とを具備することを特徴とするドライ
バ回路。
2. A driver circuit comprising: a collector output type output stage transistor for supplying a current to a load; and a pre-drive stage for controlling a bias voltage of the output stage transistor and supplying a base current. Bias means for setting a bias voltage and supplying a base current; voltage comparing means for comparing an input voltage with a collector voltage of the output stage transistor; and a bias set by the bias means according to an output of the voltage comparing means. A driver circuit comprising: bias control means for controlling a voltage value and a base current value.
【請求項3】 そのコレクタが第1の電源に接続された
エミッタフォロア型のトランジスタのエミッタと、その
エミッタが第2の電源に接続されたコレクタ出力型のト
ランジスタのコレクタとを接合し、この接合点を出力端
とするトーテムポール型の出力段と、前記エミッタフォ
ロア型のトランジスタにベース電流を供給する第1のプ
リドライブ段と、前記コレクタ出力型のトランジスタの
バイアス電圧を制御しベース電流を供給する第2のプリ
ドライブ段を具備するトーテムポール型のドライバ回路
において、 前記第1のプリドライブ段のトランジスタのコレクタ電
流を検出するコレクタ電流検出手段と、 前記コレクタ電流検出手段で検出される前記第1のプリ
ドライブ段のトランジスタのコレクタ電流を一定の値に
保持するように前記電流源を制御する電流制御手段と、 前記第2のプリドライブ段に設けられ前記コレクタ出力
型の出力段トランジスタのバイアス電圧の設定とベース
電流の供給を行なうバイアス手段と、 入力電圧と前記接合点の電圧を比較する電圧比較手段
と、 前記電圧比較手段の出力に応じて前記バイアス手段の設
定するバイアス電圧値とベース電流値との制御を行なう
バイアス制御手段とを具備し、 前記電圧比較手段の出力を前記第1のプリドライブ段の
トランジスタの入力とすることを特徴とするドライバ回
路。
3. An emitter-follower-type transistor whose collector is connected to a first power supply and an emitter-collector-type transistor whose emitter is connected to a second power supply are connected to each other. A totem pole type output stage having a point as an output terminal, a first pre-drive stage for supplying a base current to the emitter follower type transistor, and a base current supplied by controlling a bias voltage of the collector output type transistor A totem-pole type driver circuit including a second pre-drive stage, wherein: a collector current detection unit for detecting a collector current of the transistor of the first pre-drive stage; 1 so that the collector current of the transistor in the pre-drive stage is maintained at a constant value. Current control means for controlling a source; bias means for setting a bias voltage of the collector output type output stage transistor provided in the second pre-drive stage and supplying a base current; Voltage comparison means for comparing voltages; and bias control means for controlling a bias voltage value set by the bias means and a base current value in accordance with an output of the voltage comparison means, wherein an output of the voltage comparison means is provided. Is an input of the transistor of the first pre-drive stage.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2010016708A (en) * 2008-07-04 2010-01-21 New Japan Radio Co Ltd Operational amplifier

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