JP2718856B2 - トランジスタスイッチング回路 - Google Patents

トランジスタスイッチング回路

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JP2718856B2
JP2718856B2 JP4165922A JP16592292A JP2718856B2 JP 2718856 B2 JP2718856 B2 JP 2718856B2 JP 4165922 A JP4165922 A JP 4165922A JP 16592292 A JP16592292 A JP 16592292A JP 2718856 B2 JP2718856 B2 JP 2718856B2
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switching
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は、トランジスタをスイッ
チング素子としたトランジスタスイッチング回路に関す
るものである。 【0002】 【従来の技術】従来のトランジスタスイッチング回路
は、図3に示すようにバイポーラトランジスタ、電界効
果トランジスタ(以下、FETと称する。)、静電誘導
形トランジスタ(以下、SITと称する。)等のスイッ
チングトランジスタ1の制御信号の入口,出口となる第
1の制御端子(バイポーラトランジスタ等ではベース、
FET及びSIT等ではゲートである。)及び第2の制
御端子(バイポーラトランジスタ等ではエミッタ、FE
T及びSIT等ではソースである。)のうち、第2の制
御端子に正バイアス電源2の負極と負バイアス電源3の
正極との接続点を接続し、正バイアス電源2の正極は第
1の制御端子入力抵抗4及びトランジスタによるバイア
ス電圧切替回路5を介してスイッチングトランジスタ1
の第1の制御端子に接続し、負バイアス電源3の負極は
バイアス電圧切替回路5を介してスイッチングトランジ
スタ1の第1の制御端子に接続した構造であった。 【0003】このようなトランジスタスイッチング回路
は、特にSIT及びバイポーラトランジスタの場合で説
明すると、バイアス電圧切替回路5の切替えによってス
イッチングトランジスタ1の第1の制御端子に正バイア
ス電源2から正の制御信号電圧を印加すると、I1 =V
2 /R4 (ここで、V2 は正のバイアス電圧、R4 は第
1の制御端子入力抵抗4の抵抗値)なる正方向制御信号
電流I1 が流れてスイッチングトランジスタ1はオンと
なる。次に、バイアス電圧切替回路5が切替わって、負
バイアス電源3から負の制御信号電圧がスイッチングト
ランジスタ1に印加されると、該スイッチングトランジ
スタ1の第1,第2の制御端子間の蓄積電荷が放電さ
れ、瞬時にパルス電流が流れるが、それ以後は第1,第
2の制御端子間のダイオード特性により直流的な逆方向
制御信号電流I2 はほとんど零であり、スイッチングト
ランジスタ1はオフとなる。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】ところが、何らかの原
因でスイッチングトランジスタ1の第1,第2の制御端
子間がショートモードで故障を起こすと、過大な逆方向
異常制御信号電流I2 ´が連続して流れてバイアス電圧
切替回路5を構成しているトランジスタや負バイアス電
源3が誘発故障を引き起こす危険がある 【0005】発明の目的は、スイッチングトランジス
タの正常時の順方向制御信号電流は制限せず、ショート
モードでの異常時に負バイアス電源から連続して流れよ
うとする過大な逆方向異常制御信号電流だけを制限でき
るトランジスタスイッチング回路を提供することにあ
る。 【0006】 【課題を解決するための手段】上記の目的を達成する本
発明の構成を説明すると、本発明は制御信号の入口,出
口となる第1,第2の制御端子を有するスイッチングト
ランジスタの前記第1の制御端子に正バイアス電源と負
バイアス電源からバイアス電圧切替回路を介して前記制
御信号を供給してスイッチング駆動するトランジスタス
イッチング回路において、前記負バイアス電源の負極か
ら前記バイアス電圧切替回路及び前記スイッチングトラ
ンジスタの第1,第2の制御端子を経て前記負バイアス
電源の正極に至る負バイアス回路における前記負バイア
ス電源の正極と前記スイッチングトランジスタの第2
制御端子との間に、ショートモードでの異常時に前記負
バイアス電源から連続して流れようとする過大な逆方向
異常制御信号電流を防止する過大逆方向異常制御信号電
流防止回路が設けられ、該過大逆方向異常制御信号電流
防止回路は負バイアス電流を阻止する向きで前記負バイ
アス電源の正極と前記スイッチングトランジスタの第2
の制御端子との間に直列接続された過大逆方向異常制御
信号電流防止用ダイオードと、該ダイオードに並列接続
された過大逆方向異常制御信号電流制限用抵抗とで構成
されていることを特徴とする。 【0007】 【作用】このように、負バイアス電源の正極と前記スイ
ッチングトランジスタの第2の制御端子との間に、過大
逆方向異常制御信号電流防止用ダイオードと過大逆方向
異常制御信号電流制限用抵抗との並列回路を接続し、且
つ該ダイオードはそのアノードをスイッチングトランジ
スタの第2の制御端子に向けて接続すると、順方向制御
信号電流は該ダイオードを通して制限を受けずに流れ、
ショートモードでの異常時に負バイアス電源から連続し
て流れようとする過大な逆方向異常制御信号電流は該抵
抗を通して制限されて流れる。 【0008】 【実施例】図1は、本発明は、本発明に係るトランジス
タスイッチング回路の一実施例を示したものである。な
お、前述した図3と対応する部分には、同一符号を付し
て示している。 【0009】本実施例のトランジスタスイッチング回路
では、負バイアス電源3の正極からスイッチングトラン
ジスタ1の第2の制御端子に至る回路に逆方向異常制御
信号電流検出回路6が接続されている。 【0010】スイッチングトランジスタ1としては、S
IT,FET,バイポーラトランジスタ等が用いられて
いる。 【0011】逆方向異常制御信号電流検出回路6は、負
バイアス電源3の正極からスイッチングトランジスタ1
の第2の制御端子に至る回路にアノードを第2の制御端
子に向けて直列接続された過大逆方向異常制御信号電流
防止用ダイオード11と、このダイオード11に個々に
並列接続されたコンデンサ12及び過大逆方向異常制御
信号電流制限用抵抗13と、該ダイオード11のカソー
ドと負バイアス電源3の負極との間に接続された故障信
号出力子としてのリレー10と故障信号出力子駆動素子
としてのリレー駆動用トランジスタ14との直列回路
と、このリレー駆動用トランジスタ14の第1,第2の
制御端子間に接続された制御端子バイアス抵抗15と、
リレー駆動用トランジスタ14の第1の制御端子とダイ
オード11のアノードとの間に接続された故障検出用抵
抗16とで構成されている。 【0012】この場合、過大逆方向異常制御信号電流防
止用ダイオード11と、コンデンサ12と、過大逆方向
異常制御信号電流制限用抵抗13とで、負バイアス電源
3の負極からバイアス電圧切替回路5及びスイッチング
トランジスタ1の第1,第2の制御端子を経て負バイア
ス電源3の正極に至る負バイアス回路NBに、ショート
モードでの異常時に負バイアス電源3から連続して流れ
ようとする過大な逆方向異常制御信号電流I2 ´を防止
する過大逆方向異常制御信号電流防止回路6Aが構成さ
れている。 【0013】かかる過大逆方向異常制御信号電流防止回
路6Aにおいて、過大逆方向異常制御信号電流制限用抵
抗13の抵抗値は、故障検出用抵抗16の抵抗値より十
大きく定められている。 【0014】このようなトランジスタスイッチング回路
においては、スイッチングトランジスタ1がオンのとき
順方向制御信号電流I1 はダイオード11を通して流
れ、スイッチングトランジスタ1がオフのときにはコン
デンサ12と抵抗13(抵抗16より十分に大きい。)
により負バイアス電源3の負バイアス電圧V3 がスイッ
チングトランジスタ1の第1,第2の制御端子間に印加
される。スイッチングトランジスタ1が正常に動作して
いる場合には、ダイオード11の存在により抵抗13の
両端はほとんど零電圧であり、スイッチングトランジス
タ1はオン状態で、リレー10もオンしている。 【0015】スイッチングトランジスタ1が正常の場合
には、該スイッチングトランジスタ1の第1,第2の制
御端子間はダイオード特性となっているため、第1の制
御端子電位が第2の制御端子電位に比べて負の場合、逆
方向制御信号電流I2 はほとんど流れない。 【0016】かかる状態で、何らかの原因でスイッチン
グトランジスタ1の第1,第2の制御端子間がショート
モードで故障した場合には、スイッチングトランジスタ
1に逆方向異常制御信号電流I2 ´が連続して流れ、抵
抗13の両端に負バイアス電圧V3 が発生し、リレー駆
動用トランジスタ14の第1の制御端子電位が下げられ
て該トランジスタ14はオフとなり、リレー10もオフ
となる。リレー10のオフにより故障発生が検出され
る。このときの逆方向異常制御信号電流I2 ´は、I2
´=V3 /R13(但し、R13は抵抗13の抵抗値)とな
り、抵抗値R13は大きいので過大な逆方向異常制御信号
電流I2 ´が流れるのを防止できる。 【0017】図2は、図1のトランジスタスイッチング
回路で用いるベース電流切替回路5の具体例を示したも
のである。該ベース電流切替回路5は、2個のドライブ
用トランジスタ5A,5Bを図示のように接続して構成
されている。 【0018】このようなベース電流切替回路5において
は、スイッチング信号が入力されると、ドライブ用トラ
ンジスタ5A,5Bの切替駆動により正バイアス電源2
と負バイアス電源3からスイッチングトランジスタ1の
第1の制御端子に制御信号電流が供給される。 【0019】なお、前述したように本発明でスイッチン
グトランジスタの第1の制御端子とは、バイポーラトラ
ンジスタ等ではベース、FET,SIT等ではゲートで
ある。また、第2の制御端子とは、バイポーラトランジ
スタ等ではエミッタ、FET,SIT等ではソースであ
る。そして、これら第1,第2の制御端子とは、スイッ
チングトランジスタで制御信号の入口,出口となる端子
をいう。 【0020】本発明で用いるスイッチングトランジスタ
は、上述したバイポーラトランジスタ,FET,SIT
に限定されるものではなく、制御信号の入口,出口とな
る第1,第2の制御端子を有するスイッチングトランジ
スタであれば、同様に使用できるものである。 【0021】 【発明の効果】以上説明したように本発明に係るトラン
ジスタスイッチング回路では、負バイアス回路における
前記負バイアス電源の正極と前記スイッチングトランジ
スタの第2の制御端子との間に、過大逆方向異常制御信
号電流防止用ダイオードと過大逆方向異常制御信号電流
制限用抵抗との並列回路を接続し、且つこのダイオード
は負バイアス電流を阻止する向きに接続しているので、
順方向制御信号電流は制限せずにショートモードでの異
常時に負バイアス電源から連続して流れようとする過大
な逆方向異常制御信号電流だけを制限でき、2次的故障
の誘発を防止することができる。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明に係るトランジスタスイッチング回路の
一実施例の回路図である。 【図2】図1で用いているベース電流切替回路の一例を
示す回路図である。 【図3】従来のトランジスタスイッチング回路の回路図
である。 【符号の説明】 1 スイッチングトランジスタ 2 正バイアス電源 3 負バイアス電源 4 第1の制御端子入力抵抗 5 バイアス電圧切替回路 5A,5B ドライブ用トランジスタ 6 逆方向異常制御信号電流検出回路 6A 過大逆方向異常制御信号電流防止回路 10 リレー(故障信号出力子) 11 過大逆方向異常制御信号電流防止用ダイオード 12 コンデンサ 13 過大逆方向異常制御信号電流制限用抵抗 14 リレー駆動用トランジスタ(故障信号出力子駆動
素子) 15 制御端子バイアス抵抗 16 故障検出用抵抗

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 1.制御信号の入口,出口となる第1,第2の制御端子
    を有するスイッチングトランジスタの前記第1の制御端
    子に正バイアス電源と負バイアス電源からトランジスタ
    によるバイアス電圧切替回路を介して前記制御信号を供
    給してスイッチング駆動するトランジスタスイッチング
    回路において、 前記負バイアス電源の負極から前記バイアス電圧切替回
    路及び前記スイッチングトランジスタの第1,第2の制
    御端子を経て前記負バイアス電源の正極に至る負バイア
    ス回路における前記負バイアス電源の正極と前記スイッ
    チングトランジスタの第2の制御端子との間に、ショー
    トモードでの異常時に前記負バイアス電源から連続して
    流れようとする過大な逆方向異常制御信号電流を防止す
    る過大逆方向異常制御信号電流防止回路が設けられ、 該過大逆方向異常制御信号電流防止回路は負バイアス電
    流を阻止する向きで前記負バイアス電源の正極と前記ス
    イッチングトランジスタの第2の制御端子との間に直列
    接続された過大逆方向異常制御信号電流防止用ダイオー
    ドと、該ダイオードに並列接続された過大逆方向異常制
    御信号電流制限用抵抗とで構成されていることを特徴と
    するトランジスタスイッチング回路。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS54158850A (en) * 1978-06-05 1979-12-15 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Driver circuit of field effect transistor
JPS618651Y2 (ja) * 1978-09-14 1986-03-18
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JPH0624316B2 (ja) * 1984-10-12 1994-03-30 島田理化工業株式会社 トランジスタスイッチング回路

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