JP2010056910A - Current source control circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、信号出力回路等において用いられる電流源の動作制御回路に係り、特に、短絡保護機能の向上等を図ったものに関する。 The present invention relates to an operation control circuit for a current source used in a signal output circuit or the like, and more particularly to a circuit for improving a short circuit protection function.
所望する処理等が施された信号を出力する回路としては、従来から、例えば、図3に示されたような構成を有するものが知られている。
以下、同図を参照しつつ、この従来回路について説明すれば、この従来回路は、外部から印加された入力信号がコンダクタンスアンプgm AMPにより電流変換され、トランジスタQ1を介して、出力段に印加されてフルスイング出力可能となっているもので、出力段は、トランジスタQ8,Q9がプッシュプル接続されて構成されたものとなっている。
As a circuit for outputting a signal subjected to a desired process or the like, a circuit having a configuration as shown in FIG. 3 is conventionally known.
Hereinafter, this conventional circuit will be described with reference to the same figure. In this conventional circuit, an externally applied input signal is converted into a current by a conductance amplifier gm AMP and applied to an output stage via a transistor Q1. The output stage is configured by push-pull connection of transistors Q8 and Q9.
また、この出力回路には、出力段のトランジスタQ8、Q9のアイドリング電流供給のため、npn型の第5のトランジスタQ5、pnp型の第6のトランジスタQ6、定電流源I5及び定電流源I6を主たる構成要素として構成されたアイドリング電流供給部41Aが設けられている。
なお、図3において、電流源回路7Aは、出力回路の動作に必要な電流の供給を行う回路であって、具体的には、トランジスタQ1に接続された電流源I2、上述のアイドリング電流供給部41Aに設けられた電流源I5及び電流源I6を含むと共に、図示されない他の電流源、例えば、コンダクタンスアンプgm AMPへ電流を供給するための電流源(図示せず)などを総括的に現したものである。
なお、この種の出力回路としては、例えば、特許文献1等に開示されたものがある。
In FIG. 3, a
An example of this type of output circuit is disclosed in
ところで、かかる従来回路においては、出力トランジスタQ8とQ9の相互の接続点である信号出力端子5Aが何らかの原因によりグランドなどに短絡された場合、出力トランジスタQ8,Q9に大電流が継続的に流れる虞があるが、この従来回路においては、そのような場合に対応できる短絡保護回路が備えられていないため、最悪時には、出力トランジスタQ8,Q9の破壊等に至る可能性がある。
By the way, in such a conventional circuit, when the
本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、出力回路の出力端子短絡時に生ずる大電流からの回路素子の保護と共に回路動作の信頼性向上を図った電流源制御回路を提供するものである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a current source control circuit that improves circuit operation reliability while protecting circuit elements from a large current generated when an output terminal of an output circuit is short-circuited. .
上記本発明の目的を達成するため、本発明に係る電流源制御回路は、
プッシュプル接続されてなる出力段と、回路動作に必要な電流を供給する電流源回路とを具備してなる出力回路における前記出力段の異常電流を検出し、前記電流源回路を動作停止とする電流源制御回路であって、
前記出力段を構成する出力トランジスタのベース電流を検出するベース電流検出部と、
前記ベース電流検出部により検出されたベース電流が、所定時間以上に亘って所定以上である場合に、前記出力段に異常電流が生じたとする所定の判定信号を出力する判定部と、
前記判定部の出力に応じて、前記電流源回路の動作を停止せしめる所定の制御信号を出力する制御信号出力部と、を具備してなるものである。
かかる構成において、前記出力回路の前段には、信号処理回路が設けられ、当該信号処理回路は回路動作に必要な電流供給を行う電流源回路を有する一方、
前記制御信号出力部の制御信号を、前記出力回路に設けられた電流源回路と共に、前記信号処理回路に設けられた電流源回路に印加し、2つの電流源回路の停止を可能に構成しても好適である。
また、上記構成において、前記ベース電流検出部は、プッシュプル接続されて出力段を構成する2つの出力トランジスタのベース電流を検出する検出用トランジスタが、それぞれ設けられ、当該2つの検出用トランジスタは、対応する出力トランジスタのトランジスタサイズに対してそれぞれ所定の比の小さなトランジスタサイズに形成されると共に、対応する出力トランジスタとベースが相互に接続される一方、
前記2つの検出用トランジスタのコレクタ電流を前記判定部へカレントミラーするカレントミラー回路がそれぞれ設けられてなるものが好適である。
In order to achieve the above object of the present invention, a current source control circuit according to the present invention includes:
An abnormal current in the output stage is detected in an output circuit comprising an output stage that is push-pull connected and a current source circuit that supplies a current necessary for circuit operation, and the current source circuit is stopped. A current source control circuit comprising:
A base current detection unit for detecting a base current of an output transistor constituting the output stage;
A determination unit that outputs a predetermined determination signal that an abnormal current has occurred in the output stage when the base current detected by the base current detection unit is equal to or greater than a predetermined value over a predetermined time;
And a control signal output unit that outputs a predetermined control signal for stopping the operation of the current source circuit according to the output of the determination unit.
In such a configuration, a signal processing circuit is provided in the preceding stage of the output circuit, and the signal processing circuit includes a current source circuit that supplies a current necessary for circuit operation.
The control signal of the control signal output unit is applied to the current source circuit provided in the signal processing circuit together with the current source circuit provided in the output circuit, so that the two current source circuits can be stopped. Is also suitable.
Further, in the above configuration, the base current detection unit is provided with detection transistors that detect base currents of two output transistors that are push-pull connected to form an output stage, and the two detection transistors are While each transistor is formed in a small transistor size with a predetermined ratio to the transistor size of the corresponding output transistor, the corresponding output transistor and base are connected to each other,
It is preferable that a current mirror circuit for current mirroring the collector currents of the two detection transistors to the determination unit is provided.
本発明によれば、信号出力端子が短絡されて出力トランジスタに大電流が一定時間以上流れたときに出力回路を動作停止状態にすることができるよう構成したので、半導体装置内のトランジスタ素子の破壊、又は、半導体装置の破壊を防ぐことができ、しかも、出力回路を動作停止状態とした場合における消費電流を小さくでき、省電力化に寄与するという効果を奏するものである。
特に、出力回路の前段の回路は動作状態にしつつ、出力回路の電流源回路だけを動作停止とする場合には、出力回路は、前段の回路に比して回路構成が簡素なため、動作復帰の際に要する時間が比較的短くて済み、円滑な動作復帰が実現できるという効果を奏するものである。
また、出力トランジスタのベース電流検出に比較的少数の素子で構成できるカレントミラー回路を用いることで、集積回路化の際のチップの小型化が容易となる。
According to the present invention, when the signal output terminal is short-circuited and a large current flows through the output transistor for a certain time or more, the output circuit can be brought into an operation stop state, so that the transistor element in the semiconductor device is destroyed. Alternatively, the semiconductor device can be prevented from being destroyed, and the current consumption can be reduced when the output circuit is in the operation stop state, thereby contributing to power saving.
In particular, when only the current source circuit of the output circuit is stopped while the previous circuit of the output circuit is in an operating state, the output circuit has a simpler circuit configuration than the previous circuit, so the operation is restored. The time required for this is relatively short, and smooth operation recovery can be realized.
In addition, by using a current mirror circuit that can be configured with a relatively small number of elements for detecting the base current of the output transistor, it is easy to reduce the size of the chip when forming an integrated circuit.
以下、本発明の実施の形態について、図1及び図2を参照しつつ説明する。
なお、以下に説明する部材、配置等は本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨の範囲内で種々改変することができるものである。
最初に、本発明の実施の形態における電流源制御回路の第1の構成例について、図1を参照しつつ説明する。
本発明の実施の形態における電流源制御回路3は、入力信号に対して所定の信号処理を施す信号処理回路2と、この信号処理回路2の出力をフルスイングで出力可能に構成された出力回路1とを具備してなる装置において、信号処理回路2に設けられた電流源回路(図1においては「I−SOURCE1」と表記)6及び出力回路1に設けられた電流源回路(図1においては「I−SOURCE2」と表記)7の動作制御に適するものである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
The members and arrangements described below do not limit the present invention and can be variously modified within the scope of the gist of the present invention.
First, a first configuration example of the current source control circuit according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
A current
まず、信号処理回路2は、その信号入力端子4に外部から印加される信号に対して、所定の信号処理を施して出力するよう構成されてなるもので、回路の必要な箇所へ必要な電流を供給する電流源回路6を有するものとなっている。
なお、かかる電流源回路6は、外部から所定の制御信号が印加されることで、その動作の開始、停止が制御できるようになっているものである。
出力回路1は、従来回路と基本的に同一の構成を有してなるもので、外部から印加された入力信号を電流変換して出力するコンダクタンスアンプ(図1においては「gm AMP」と表記)20と、このコンダクタンスアンプ20の出力を電流・電圧変換し、出力トランジスタである第8及び第9のトランジスタ((図1においては、それぞれ「Q8」、「Q9」と表記))により構成された最終出力段を駆動する第1のトランジスタ(図1においては「Q1」と表記)11と、最終出力段を構成する第8及び第9のトランジスタ18,19と、アイドリング電流供給部41とを主たる構成要素として構成されたものとなっている。
First, the
The
The
以下、具体的にその接続構成について説明する。
コンダクタンスアンプ20の出力端子は、pnp型の第1のトランジスタ11のベースに接続されており、この第1のトランジスタ11のエミッタは、定電流I2を出力する第1の定電流源21及び定電流I5を出力する第2の定電流源22に接続されている。さらに、第1のトランジスタ11のエミッタは、npn型の第5のトランジスタ(図1においては「Q5」と表記)15のコレクタ、及び、pnp型の第6のトランジスタ(図1においては「Q6」と表記)16のエミッタ、並びに、pnp型の第7及び第8のトランジスタ(図1においては、それぞれ「Q7」、「Q8」と表記)17,18のベースに接続されている。
The connection configuration will be specifically described below.
The output terminal of the
一方、第1のトランジスタ11のコレクタは、npn型の第2のトランジスタ
(図1においては「Q2」と表記)12のコレクタに接続されている。
第2のトランジスタ12は、npn型の第3のトランジスタ(図1においては「Q3」と表記)13と共にカレントミラー回路を構成するものとなっている。
すなわち、第2及び第3のトランジスタ12,13は、各々のベースと第2のトランジスタ12のコレクタが相互に接続されて、第2のトランジスタ12が、いわゆるダイオード接続された状態とされている一方、第2及び第3のトランジスタ12,13のエミッタは、共にグランドに接続されている。
On the other hand, the collector of the
The
That is, in the second and
そして、第3のトランジスタ13のコレクタは、後述する電流源制御回路3に設けられた第2のカレントミラー回路(図1においては「CUR2」と表記)32の入力段INに接続されたものとなっている。なお、この第2及び第3のトランジスタ12,13によるカレントミラー回路は、後述するように電流源制御回路3の第2のカレントミラー回路32と共に、副ベース電流検出部43を構成するものとなっているが、回路表記の便宜上、図1においては、出力回路1内に図示されている。
The collector of the
また一方、第5のトランジスタ15は、そのべースに所定の定電圧V1が印加されるようになっている一方、エミッタは、第9のトランジスタ19のベース及び第6のトランジスタ16のコレクタ、並びに、第4のトランジスタ14のベースに接続され、この接続点とグランドとの間には、定電流I6を出力する第3の定電流源23が接続されている。
そして、第4のトランジスタ14のコレクタは、後述する電流制御回路3に設けられた第1のカレントミラー回路(図1においては「CUR1」と表記)31の入力段INに接続され、エミッタはグランドに接続されたものとなっている。
On the other hand, a predetermined constant voltage V1 is applied to the base of the
The collector of the
また、第6のトランジスタ16は、そのベースに所定の定電圧V2が印加されるようになっている。そして、第7のトランジスタ17は、そのエミッタに電源電圧VCCが印加されるようになっている一方、コレクタは、後述する電流制御回路3に設けられた第3のカレントミラー回路(図1においては「CUR3」と表記)33の入力段INに接続されたものとなっている。
The
上述の第5及び第6のトランジスタ15,16と、第2及び第3の定電流源22,23で構成される部分は、この出力回路1のアイドリング電流、すなわち、出力段を構成する第8及び第9のトランジスタ18,19が信号出力を行っていない定常動作状態において、この第8及び第9のトランジスタ18,19に流れる電流を設定、供給する機能を果たすアイドリング電流供給部41となっている。
また、第4及び第7のトランジスタ14,17は、後述するように第1及び第3のカレントミラー回路31,33と共に、電流源制御回路3のベース電流検出部42を構成するものとなっており、第4のトランジスタ14及び第1のカレントミラー回路31により、第9のトランジスタ19のベース電流検出が、また、第7のトランジスタ17及び第3のカレントミラー回路33により、第8のトランジスタ18のベース電流検出が、それぞれ行われるようになっている。なお、第4及び第7のトランジスタ14,17は、電流源制御回路3におけるベース電流検出部42を構成するものであるが、図1においては、回路表記の便宜上、出力回路1内に図示してある。
The portion constituted by the fifth and
The fourth and
出力段を構成する第8及び第9のトランジスタ18,19は、第8のトランジスタ18のエミッタと第9のトランジスタ19のコレクタとが共に信号出力端子5に接続されている一方、第8のトランジスタ18のコレクタには、電源電圧VCCが印加されるようになっている。また、第9のトランジスタ19のエミッタは、グランドに接続されて、これら第8及び第9のトランジスタ18,19は、プッシュプル接続されたものとなっている。
なお、出力回路1には、その回路動作に必要な電流を供給する電流源回路7が設けられている。ここで、本発明の実施の形態における電流源回路7は、コンダクタンスアンプ20への電流を供給するための電流源(図示せず)などの他に、先に述べた第1乃至第3の定電流源21〜23をも含み、これらを総括的に現したものである。
また、かかる電流源回路7は、外部から所定の制御信号が印加されることで、その動作の開始、停止が制御できるようになっているものである。
In the eighth and
The
The
本発明の実施の形態における電流源制御回路3は、ベース電流検出部42と、副ベース電流検出部43と、判定部44と、制御信号出力部としての制御信号出力回路37とに大別されて構成されたものとなっている。
ベース電流検出部42は、第4のトランジスタ14と、この第4のトランジスタ14のコレクタに接続された第1のカレントミラー回路31と、第7のトランジスタ17と、この第7のトランジスタ17のコレクタが接続された第3のカレントミラー回路33とを具備して構成されたものとなっている。
The current
The base
副ベース電流検出部43は、カレントミラー回路を構成するよう設けられた第2及び第3のトランジスタ12,13と、第3のトランジスタ13のコレクタに入力段INが接続された第2のカレントミラー回路32とを具備して構成されたものとなっている。かかる副ベース電流検出部43は、後述するように、第8のトランジスタ18のベース電流が極端に大となった状態を検出し、電流源回路6,7の動作停止を行えるようにするためのものである。
The sub-base
判定部44は、電流・電圧変換回路(図1においては「I/V」と表記)34と、コンパレータ回路(図1においては「COMP」と表記)35と、タイミング信号発生回路(図1においては「TIME」と表記)36とを具備して構成されたものとなっている。かかる判定部44は、詳細は後述するように第8及び第9のトランジスタ18,19のベース電流が所定以上の大きな電流となった場合に、所定の信号(タイミング信号)を制御信号出力回路37へ出力するものとなっている。
電流・電圧変換回路34の入力段には、第1乃至第3のカレントミラー回路31〜33の各々の出力段OUTが接続されており、入力された電流が電圧信号として出力されるようになっている。
The
The output stage OUT of each of the first to third
コンパレータ回路35は、一方の入力端子に電流・電圧変換回路34の出力電圧が印加される一方、他方の入力端子には、所定の基準電圧V3が印加されるようになっており、電流・電圧変換回路34の出力電圧と基準電圧V3との比較を行い、その比較結果に応じた信号を出力するようになっているものである。
タイミング信号発生回路36は、コンパレータ回路35から所定の信号(詳細は後述)が出力されてから所定時間経過後に、コンパレータ回路35から所定の信号が出力されている間、対応して判定信号としての、タイミング信号を出力するよう構成されたものである。
In the
The timing
制御信号出力部としての制御信号出力回路(図1においては「CONT−SIG」と表記)37は、タイミング信号発生回路36からのタイミング信号に同期して、電流源回路6,7の動作を停止せしめるための所定の制御信号を出力するよう構成されてなるものである。
A control signal output circuit (noted as “CONT-SIG” in FIG. 1) 37 serving as a control signal output unit stops the operation of the
次に、上記構成における動作について説明する。
信号入力端子4に信号が入力されると、信号処理回路2により所定の信号処理が施され、その出力信号は、出力回路1の入力段を構成するコンダクタンスアンプ20に印加され、電流出力に変換されて第1のトランジスタ11のベースへ入力されることとなる。
第1のトランジスタ11のベースに入力された信号は、そのエミッタから出力され、第5、第6、第8及び第9のトランジスタ15、16、18、19を介して信号出力端子5から出力される。
Next, the operation in the above configuration will be described.
When a signal is input to the signal input terminal 4, predetermined signal processing is performed by the
The signal input to the base of the
ここで、第2の定電流源22が出力する定電流I5と第3の定電流源23が出力する定電流I6とをほぼ同一電流に設定すると、第1の定電流源21が出力する定電流I2と第1のトランジスタ11に流れる電流I1とが等しくなる。
Here, when the constant current I5 output from the second constant
また、第8のトランジスタ18に流れる電流I9は、第8のトランジスタ18のベース・エミッタ間電圧Vbe8の大きさに応じた値となり、かかるVbe8は以下の式で決定できる。
Vbe8=Vcc−(所望する定電圧V2)−Vbe6
なお、ここで、Vbe6は、第6のトランジスタ16のベース・エミッタ間電圧である。
The current I9 flowing through the
Vbe8 = Vcc- (desired constant voltage V2) -Vbe6
Here, Vbe6 is the base-emitter voltage of the
同様に、第9のトランジスタ19に流れる電流I10は、第9のトランジスタ19のベース・エミッタ間電圧Vbe9の大きさに応じた値となり、かかるVbe9は以下の式で決定できる。
Vbe9=(所望する定電圧V1)−Vbe5
なお、ここで、Vbe5は、第5のトランジスタ15のベース・エミッタ間電圧である。
Similarly, the current I10 flowing through the
Vbe9 = (desired constant voltage V1) −Vbe5
Here, Vbe5 is the base-emitter voltage of the
また、第4のトランジスタ14に流れる電流をI3、第5のトランジスタ15に流れる電流をI4、第6のトランジスタ16に流れる電流をI7、第7のトランジスタ17に流れる電流をI8、第3のトランジスタ13に流れる電流をI11とすると、これらの間には、下記する式で表される関係が成立する。
Further, the current flowing through the
I5=I4+I7 I5 = I4 + I7
I6=I4+I7 I6 = I4 + I7
I2=I1=I11 I2 = I1 = I11
そして、第4及び第9のトランジスタ14,19と、第7及び第8のトランジスタ17,18のトランジスタサイズは、下記する関係となるように設定するのが好適である。
The transistor sizes of the fourth and
Q4:Q9=1:m Q4: Q9 = 1: m
Q7:Q8=1:n Q7: Q8 = 1: n
かかる設定においては、第4のトランジスタ14の電流I3と第7のトランジスタ17の電流I8は、下記する大きさとなる。
In such a setting, the current I3 of the
I3=I10/m I3 = I10 / m
I8=I9/n I8 = I9 / n
すなわち、第4のトランジスタ14の電流I3は、第9のトランジスタ19の電流I10の1/mとして取り出したものとなり、第7のトランジスタ17の電流I8は、第8のトランジスタ18の電流I9の1/nとして取り出したものとなる。
That is, the current I3 of the
また、第4のトランジスタ14を流れる電流I3、第3のトランジスタ13を流れる電流I11、第7のトランジスタ17を流れる電流I8は、第1乃至第3のカレントミラー回路31〜33へそれぞれ入力される電流であり、それぞれカレントミラーされて、同一、又は、N倍の電流としてそれぞれの出力段OUTから出力されて電流・電圧変換回路34に入力される。そして、電流・電圧変換回路34に入力された第1乃至第3のカレントミラー回路31〜33の電流は、電流・電圧変換回路34により電圧信号に変換されて、コンパレータ回路35に入力され、基準電圧V3と比較される。
すなわち、例えば、電流・電圧変換回路34の出力が、第8及び第9のトランジスタ18,19の電流I9,I10の異常時に対応する電圧となると、コンパレータ回路35の基準電圧V3との比較結果は、電流I9,I10の異常時に対応する所定の論理状態(論理値High又は論理値Low)となる。
The current I3 flowing through the
That is, for example, when the output of the current /
タイミング信号発生回路36においては、上述のように電流I9,I10の異常時に対応してコンパレータ回路35から所定の論理値が所定時間以上出力されると、論理値High又は論理値Lowに相当する所定レベルの信号が、コンパレータ回路35から所定の論理値が出力されている間、出力されるようになっている。それによって、制御信号出力回路37からは、電流源回路6,7の動作を停止状態とする所定の制御信号が出力され、電流源回路6,7によるそれぞれの電流供給動作が停止されるため、出力段の第8及び第9のトランジスタ18,19における異常電流の流れが遮断されることとなる。
In the timing
ここで、信号出力端子5が、何らかの原因により短絡され、あるいは、特定の電圧が印加されたと仮定し、その場合の回路動作についてさらに説明することとする。
信号出力端子5の短絡や、特定電圧の印加などにより、第8のトランジスタ18に流れる電流I9が大電流となると、第6のトランジスタ16の電流I7が減少する一方、第5のトランジスタ15の電流I4、及び、第7のトランジスタ17の電流I8が増加する。
Here, it is assumed that the
When the current I9 flowing through the
電流I8の増加は、第3のカレントミラー回路33において、その設定された増幅度で増幅、出力されて電流・電圧変換回路34へ入力され、電流・電圧変換回路34からは、出力電流I9の異常時に対応した所定の論理値(論理値High又は論理値Low)に相当した電圧信号が出力されることとなる。
かかる電流・電圧変換回路34の出力信号は、コンパレータ回路35において、基準電圧V3と比較され、例えば、電流・電圧変換回路34の出力信号が基準電圧V3を越えることで、出力電流I9の異常であるとして、コンパレータ回路35の出力は、所定の論理値、すなわち、例えば、論理値Highの状態となる。なお、電流・電圧変換回路34の出力信号と基準電圧V3との比較により、出力電流I9の異常であるとして、コンパレータ回路35から出力する信号の論理値としては、上述のように論理値Highに限定される必要はなく、論理値Lowとしても勿論良いものである。
The increase in the current I8 is amplified and output by the third
The output signal of the current /
タイミング信号発生回路36は、上述のようにコンパレータ回路35において、出力電流I9の異常との判定に対応する信号が所定時間以上出力された場合に、論理値High又は論理値Lowに相当するレベルの信号を出力し、その信号は、制御信号出力回路37に入力されることとなる。
その結果、制御信号出力回路37からは、電流源回路6,7を動作停止とするための所定の制御信号が出力されることとなる。それによって、電流源回路6,7の動作が停止されるため、信号処理回路2、及び、出力回路1の動作が停止状態とされることとなる。
なお、タイミング信号発生回路36において、コンパレータ回路35から出力電流I9の異常との判定に対応する信号が所定時間以上出力された後に、タイミング信号を出力するようにしたのは、ノイズ等によって誤ってタイミング信号を出力しないようにするためである。
As described above, the timing
As a result, the control
In the timing
次に、第9のトランジスタ19の電流I10が、上述のI9の場合同様に、信号出力端子5の短絡や、特定電圧の印加などにより、大電流となった場合には、第5のトランジスタ15の電流I4が減少する一方、第6のトランジスタ16の電流I7、及び、第4のトランジスタ14の電流I3が増加する。
この電流I3の増加は、第1のカレントミラー回路31において、その設定された増幅度で増幅、出力されて電流・電圧変換回路34へ入力され、電流・電圧変換回路34からは、出力電流I10の異常時に対応した所定の論理値(論理値High又は論理値Low)に相当した電圧信号が出力されることとなる。
その結果、電流I8の増加の場合と同様に、制御信号出力回路37から、電流源回路6,7を動作停止とするための所定の制御信号が出力され、電流源回路6,7の動作が停止されることとなる。
Next, as in the case of I9 described above, when the current I10 of the
The increase in the current I3 is amplified and output in the first
As a result, as in the case of the increase in the current I8, the control
ここで、例えば、第8のトランジスタ18のベース電流が極端に大きくなるようなことが無い場合には、通常は、第3のカレントミラー回路33により上述のように電流I8の変化を検出することで、電流源回路6,7の動作停止が可能である。
しかし、第8のトランジスタ18のベース電流が、アイドリング状態から一気に極端に大きな電流となるような場合、例えば、何らかの原因により電流I9がアイドリング状態から一気に異常な大電流となり、そのため、第8のトランジスタ18の電流増幅率hfeが極端に低下し、その結果、ベース電流の異常な増大が生ずる場合などにおいて、そのベース電流は、上述のように第5及び第6のトランジスタ15,16における電流I4、I7のバランスを崩して第5のトランジスタ15へ流れ込むには大きすぎるために、第1のトランジスタ11に流れ込むこととなる。
Here, for example, when the base current of the
However, when the base current of the
そのため、この第1のトランジスタ11の電流I11の増加を検出し、それによって、上述したように電流源回路7を動作停止とするために、第2のカレントミラ回路32が設けられている。したがって、かかる第2のカレントミラー回路32の動作も、基本的には、第1のカレントミラー回路31や第3のカレントミラー回路33と同様であり、そのため、ここでの再度の詳細な説明は省略することとする。
Therefore, the second
次に、出力トランジスタである第8及び第9のトランジスタ18,19のトランジスタサイズについて説明する。
一般的には、出力に重負荷が接続される用途にあっては、駆動能力の向上のため、出力トランジスタサイズは大きくなる。そのため、出力トランジスタをレイアウトする際、回路内で標準的に使用されているトランジスタセルを、必要な出力トランジスタサイズとなるように並べることはせず、出力トランジスタサイズが可能な限り小さくなるように独自の形状でレイアウトすることが多い。
このように出力トランジスタサイズが小さくなるように独自の形状でレイアウトした場合、正確なトランジスタ比を確保するため、検出用のトランジスタ(図1においては、第4のトランジスタ14、第7のトランジスタ17が相当)を、回路内で標準に使用されているトランジスタセルを用いるのではなく、出力トランジスタと同様の形状とすることで、所望の電流を正確に検出できるようにすることが可能となる。
Next, transistor sizes of the eighth and
In general, in applications where a heavy load is connected to the output, the output transistor size is increased in order to improve the driving capability. For this reason, when laying out the output transistors, transistor cells that are normally used in the circuit are not arranged so as to have the required output transistor size, but are unique so that the output transistor size is as small as possible. Often laid out in the shape of.
When the layout is made in a unique shape so as to reduce the output transistor size in this way, in order to ensure an accurate transistor ratio, the detection transistors (in FIG. 1, the
次に、第2の構成例について、図2を参照しつつ説明する。
なお、図1に示された第1の構成例における構成要素と同一の構成要素には、同一の符号を付して、その詳細な説明を省略し、以下、異なる点を中心に説明することとする。
この第2の構成例は、電流源制御回路3の制御対象を、出力回路1の電流源回路7に限定した点が、先の図1に示された構成例と異なるもので、他の構成部分は、図1に示された構成例と同一のものである。
したがって、その動作は、図1に示された構成例と基本的に同一であるので、ここでの再度の詳細な説明は省略する。
Next, a second configuration example will be described with reference to FIG.
The same components as those in the first configuration example shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, detailed description thereof is omitted, and different points are mainly described below. And
This second configuration example is different from the configuration example shown in FIG. 1 above in that the controlled object of the current
Therefore, the operation is basically the same as that of the configuration example shown in FIG. 1, and detailed description thereof is omitted here.
この第2の構成例の場合、図1に示された第1の構成例と異なり、電流源回路7のみを動作制御し、短絡等により出力段の電流I9が異常な大きさとなった場合に、信号処理回路2は常時動作状態としたままで、出力回路1のみを動作停止させるので、動作復帰の場合に要する時間が図1に示された第1の構成例の場合に比して比較的短くて済み、全体としての回路動作の復帰が速やかに行えるという利点を有するものである。これは、出力回路1は、信号処理回路2と比較して比較的構成要素が少ないため、その動作復帰に要する時間が信号処理回路2の動作復帰に要する時間に比して短く済むためである。
In the case of this second configuration example, unlike the first configuration example shown in FIG. 1, only the
1…出力回路
2…信号処理回路
3…電流源制御回路
4…信号入力端子
5…信号出力端子
6…電流源回路
7…電流源回路
31…第1のカレントミラー回路
32…第2のカレントミラー回路
33…第3のカレントミラー回路
34…電流・電圧変換回路
35…コンパレータ回路
36…タイミング信号発生回路
37…制御信号出力回路
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記出力段を構成する出力トランジスタのベース電流を検出するベース電流検出部と、
前記ベース電流検出部により検出されたベース電流が、所定時間以上に亘って所定以上である場合に、前記出力段に異常電流が生じたとする所定の判定信号を出力する判定部と、
前記判定部の出力に応じて、前記電流源回路の動作を停止せしめる所定の制御信号を出力する制御信号出力部と、
を具備してなることを特徴とする電流源制御回路。 An abnormal current in the output stage is detected in an output circuit comprising an output stage that is push-pull connected and a current source circuit that supplies a current necessary for circuit operation, and the current source circuit is stopped. A current source control circuit comprising:
A base current detection unit for detecting a base current of an output transistor constituting the output stage;
A determination unit that outputs a predetermined determination signal that an abnormal current has occurred in the output stage when the base current detected by the base current detection unit is equal to or greater than a predetermined value over a predetermined time;
A control signal output unit that outputs a predetermined control signal for stopping the operation of the current source circuit according to the output of the determination unit;
A current source control circuit comprising:
前記制御信号出力部の制御信号を、前記出力回路に設けられた電流源回路と共に、前記信号処理回路に設けられた電流源回路に印加し、2つの電流源回路の停止を可能としたことを特徴とする請求項1記載の電流源制御回路。 A signal processing circuit is provided in the preceding stage of the output circuit, and the signal processing circuit has a current source circuit that supplies a current necessary for circuit operation.
The control signal of the control signal output unit is applied to the current source circuit provided in the signal processing circuit together with the current source circuit provided in the output circuit, so that the two current source circuits can be stopped. The current source control circuit according to claim 1, wherein:
前記2つの検出用トランジスタのコレクタ電流を前記判定部へカレントミラーするカレントミラー回路がそれぞれ設けられてなることを特徴とする請求項1又は請求項2記載の電流源制御回路。 The base current detection unit is provided with detection transistors that detect base currents of two output transistors that are push-pull connected and constitute an output stage, and the two detection transistors are transistors of the corresponding output transistors. Each transistor is formed in a small transistor size with a predetermined ratio to the size, and the corresponding output transistor and base are connected to each other,
3. The current source control circuit according to claim 1, further comprising a current mirror circuit that current mirrors the collector currents of the two detection transistors to the determination unit.
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