JP2576460Y2 - 電圧制御回路 - Google Patents

電圧制御回路

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JP2576460Y2
JP2576460Y2 JP1992064498U JP6449892U JP2576460Y2 JP 2576460 Y2 JP2576460 Y2 JP 2576460Y2 JP 1992064498 U JP1992064498 U JP 1992064498U JP 6449892 U JP6449892 U JP 6449892U JP 2576460 Y2 JP2576460 Y2 JP 2576460Y2
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gain transistor
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剛彦 小森
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Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本考案は、高電流利得トランジス
タのコレクタ・エミッタ間電圧を制限し、高電流利得ト
ランジスタを保護する電圧制限回路に関し、特に高速・
大振幅入力に対しても高電流利得トランジスタを保護し
うる電圧制限回路に関する。
【0002】
【従来の技術】高電流利得トランジスタは通常のトラン
ジスタと比較して電流利得が10倍程度ある反面、通常
のトランジスタのコレクタ・エミッタ間耐圧が”14
V”程度なのに対し、高電流利得トランジスタのコレク
タ・エミッタ間耐圧は”6V”程度と非常に小さい。従
って、高電流利得トランジスタを用いるに際してはコレ
クタ・エミッタ間電圧が耐圧を越えないように電圧制限
回路を付加する必要がある。
【0003】図5は従来の電圧制限回路を用いたバッフ
ァアンプの一例を示す回路図である。図5において1は
高電流利得トランジスタ、2は定電流源、3は負荷容
量、4は従来の電圧制限回路である定電圧回路、5はト
ランジスタ、6は高電流利得トランジスタのコレクタに
生じる寄生容量及び配線容量等の容量、100はバッフ
ァアンプの入力電圧、101は出力電圧である。
【0004】入力電圧100は高電流利得トランジスタ
1のベースに入力され、高電流利得トランジスタ1のエ
ミッタは定電流源2、負荷容量3及び定電圧回路4の一
端に接続されると共に出力電圧101として出力され
る。定電圧回路4の他端はトランジスタ5のベースに接
続され、トランジスタ5のエミッタは容量6の一端及び
高電流利得トランジスタ1のコレクタに接続される。ま
た、トランジスタ5のコレクタは正電圧源”VCC”に接
続され、定電流源2、負荷容量3の他端、容量6の他端
は接地される。
【0005】図5において、電圧制御回路である定電圧
回路4は高電流利得トランジスタ1のエミッタ電圧を検
出して、このエミッタ電圧に一定電圧を加算した電圧を
発生させる。また、トランジスタ5は電圧制御回路であ
る定電圧回路4の出力電圧を高電流利得トランジスタの
コレクタに供給する。この結果、高電流利得トランジス
タ1のコレクタ・エミッタ間に定電圧回路4及びトラン
ジスタ5を接続することにより、高電流利得トランジス
タのコレクタ・エミッタ間電圧が一定に保たれ、高電流
利得トランジスタ1のコレクタ・エミッタ間耐圧を越え
ない。
【0006】
【考案が解決しようとする課題】しかし、図5に示す従
来のバッファアンプでは、定電流源2の出力電流を”I
2 ”、負荷容量3の容量を”CL ”とした場合、高速の
立ち下がり、即ち、”I2/CL”の速度以上の立ち下が
り入力があると、定電流源2の出力電流”I2 ”は全て
負荷容量3の放電電流となってしまう。
【0007】従って、高電流利得トランジスタ1のコレ
クタ電流”IC1”は”0”となり、容量6に充電されて
いる電荷の放電は行われず、高電流利得トランジスタ1
のコレクタの電位は図6中”イ”に示すように変化しな
い。一方、高電流利得トランジスタ1のエミッタの電位
は、図6中”ロ”に示す高電流利得トランジスタ1のベ
ースの電位、即ち、入力電圧100に従って図6中”
ハ”に示すように電位が減少して行く。この結果、高電
流利得トランジスタ1のコレクタ・エミッタ間電圧が大
きくなり、特に高速及び大振幅入力等に対しては高電流
利得トランジスタ1のコレクタ・エミッタ間耐圧を越え
てしまう場合もある。従って本考案の目的は、高速及び
大振幅入力等に対しても、高電流利得トランジスタのコ
レクタ・エミッタ間電圧が耐圧を越えない電圧制御回路
を実現することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本考案では、高電流利得トランジスタのエミ
ッタ電圧を検出して、このエミッタ電圧に一定電圧を加
算した電圧を前記高電流利得トランジスタのコレクタに
供給することにより、前記高電流利得トランジスタのコ
レクタ・エミッタ間電圧を制限する電圧制限回路におい
て、前記高電流利得トランジスタのコレクタに接続さ
れ、前記コレクタに生じる容量に充電された電荷を放電
するバイアス電流回路を備えたことを特徴とするもので
ある。
【0009】
【作用】高電流利得トランジスタのコレクタにバイアス
電流回路を付加することにより、高電流利得トランジス
タのコレクタに生じる容量に充電された電荷が放電され
る。
【0010】
【実施例】以下本考案を図面を用いて詳細に説明する。
図1は本考案に係る電圧制御回路を用いたバッファアン
プの一例を示す構成回路図である。ここで、1〜6,1
00,101は図5と同一符号を付してある。図1にお
いて7はバイアス電流回路50である定電流源である。
また、定電圧回路4、トランジスタ5及び定電流源7は
本考案に係る電圧制御回路51を構成している。
【0011】図1における各構成要素の接続関係につい
ても図5とほぼ同様であり、異なる点は定電流源7の一
端が高電流利得トランジスタ1のコレクタに接続され、
定電流源7の他端が接地されていることである。
【0012】図1に示す実施例の動作を説明する。高速
・大振幅の入力があると、前述のように定電流源2の出
力電流は全て負荷容量3の放電電流となり、高電流利得
トランジスタ1のコレクタ電流は”0”となり、定電流
源2によっては容量6に充電されている電荷の放電が行
われない。しかし、高電流利得トランジスタ1のコレク
タには定電流源7が接続されているため、容量6に充電
されている電荷は定電流源7によって放電されることに
なる。この結果、高電流利得トランジスタ1のコレクタ
・エミッタ間電圧が耐圧を越えるのを防ぐことができ
る。
【0013】ここで、図2は図1に示す回路をシミュレ
ーションした結果を示す特性曲線図である。図2(A)
において”イ”は入力電圧100、”ロ”は出力電圧1
01をそれぞれ示している。また、図2(B)におい
て”ハ”は定電流源7を除いた場合、”ニ”は定電流源
7を接続した場合の高電流利得トランジスタ1のコレク
タ・エミッタ間電圧をそれぞれ示している。
【0014】図2(A)及び(B)からも分かるように
定電流源7によって容量6に充電されている電荷を放電
させることにより、入力電圧100及び出力電圧101
の立ち下がり部分の高電流利得トランジスタ1のコレク
タ・エミッタ間電圧の増加を除去することができる。
【0015】なお、図1に示す実施例では電圧制御回路
を定電圧回路4として取り扱っており、出力電圧101
の変化に対して理想的に追従するとしているため、図2
(B)の”ニ”では特性がほぼ平坦になっている。しか
し、実際の電圧制御回路は理想的ではないので特性が異
なる。
【0016】従って、図3は図1の電圧制御回路等を具
体的に示した構成回路図である。ここで、1,3,5,
6,100,101は図5と同一符号を付してある。図
3において8は定電圧源、9,11,13,14,2
2,24,25及び28はトランジスタ、10,12,
15,20,21,23,26及び29は抵抗、16,
17,18,19及び27は容量である。また、抵抗9
及びトランジスタ10はバイアス電流回路50aを、
5,9,10,13〜29は電圧制御回路51aをそれ
ぞれ構成している。
【0017】入力電圧100は高電流利得トランジスタ
1のベースに入力され、高電流利得トランジスタ1のエ
ミッタは負荷容量3の一端、トランジスタ11のコレク
タ、トランジスタ13のベースにそれぞれ接続されると
共に出力電圧101として出力される。トランジスタ1
3のエミッタはトランジスタ14のコレクタ、容量16
の一端及びトランジスタ24のベースに接続される。
【0018】トランジスタ24のエミッタは容量18及
び19の一端、抵抗23の一端に接続され、抵抗23の
他端はトランジスタ22のエミッタに、トランジスタ2
2のベースは抵抗26の一端、容量27の一端及びトラ
ンジスタ28のコレクタに接続される。また、トランジ
スタ22のコレクタは抵抗21の一端、容量18の他
端、トランジスタ5のベースにそれぞれ接続される。
【0019】抵抗21の他端は容量17の一端、抵抗2
0の一端及びトランジスタ25のベースに接続される。
また、トランジスタ25のエミッタは抵抗26の他端に
接続される。さらに、トランジスタ5のエミッタは高電
流利得トランジスタ1及びトランジスタ9のコレクタ、
容量6に一端に接続される。
【0020】また、定電圧源8の一端はトランジスタ
9,11,14及び28のベースに接続され、トランジ
スタ9,11,14及び28のエミッタは抵抗10,1
2,15及び29の一端にそれぞれ接続される。
【0021】トランジスタ5,13及び25のコレク
タ、抵抗20の他端は正電圧源”VCC”に、定電圧源8
の他端、トランジスタ24のコレクタ、抵抗10,1
2,15及び29の他端は負電圧源”VEE”にそれぞれ
接続され、負荷容量3、容量6,16,17,19及び
27の他端は接地される。
【0022】ここで、図4は図3に示す回路をシミュレ
ーションした結果を示す特性曲線図である。図4(A)
において”イ”は入力電圧100、”ロ”は出力電圧1
01をそれぞれ示している。また、図4(B)におい
て”ハ”はバイアス電流回路50aを除いた場合、”
ニ”はバイアス電流回路50aを接続した場合の高電流
利得トランジスタ1のコレクタ・エミッタ間電圧をそれ
ぞれ示している。
【0023】電圧制御回路51aは出力電圧101に対
して応答の遅れが生じるので、図4(B)に示す特性は
図2(B)のように平坦にはならない。しかし、バイア
ス電流回路50aを接続することにより、図4中”ホ”
の部分に示すように高電流利得トランジスタ1のコレク
タ・エミッタ間電圧の増加を除去することができる。ま
た、コレクタ・エミッタ間電圧は図4中”ヘ”に示す高
電流利得トランジスタ1のコレクタ・エミッタ間耐圧を
越えることを防ぐことができる。
【0024】
【考案の効果】以上説明したことから明らかなように、
本考案によれば次のような効果がある。高電流利得トラ
ンジスタのコレクタにバイアス電流回路を付加し、高電
流利得トランジスタのコレクタに生じる容量に充電され
た電荷を放電することにより、特に高速及び大振幅入力
等に対しても、高電流利得トランジスタのコレクタ・エ
ミッタ間電圧が耐圧を越えない電圧制御回路が実現でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本考案に係る電圧制御回路を用いたバッファア
ンプの一例を示す構成回路図である。
【図2】図1に示す回路をシミュレーションした結果を
示す特性曲線図である。
【図3】図1の電圧制御回路等を具体的に示した構成回
路図である。
【図4】図3に示す回路をシミュレーションした結果を
示す特性曲線図である。
【図5】従来の電圧制限回路を用いたバッファアンプの
一例を示す回路図である。
【図6】図5に示す回路の高電流利得トランジスタの各
端子の電位を示す特性曲線図である。
【符号の説明】
1 高電流利得トランジスタ 2 定電流源 3 負荷容量 4 定電圧回路 5,9,11,13,14,22,24,25,28
トランジスタ 6,16,17,18,19,27 容量 7 定電流源 8 定電圧源 10,12,15,20,21,23,26,29 抵
抗 50,50a バイアス電流回路 51,51a 電圧制御回路 100 入力電圧 101 出力電圧
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H03F 1/52 H03F 3/50

Claims (1)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】高電流利得トランジスタのエミッタ電圧を
    検出して、このエミッタ電圧に一定電圧を加算した電圧
    を前記高電流利得トランジスタのコレクタに供給するこ
    とにより、前記高電流利得トランジスタのコレクタ・エ
    ミッタ間電圧を制限する電圧制限回路において、 前記高電流利得トランジスタのコレクタに接続され、前
    記コレクタに生じる容量に充電された電荷を放電するバ
    イアス電流回路を備えたことを特徴とする電圧制御回
    路。
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