JP3123882B2 - Switching circuit - Google Patents

Switching circuit

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JP3123882B2
JP3123882B2 JP06129270A JP12927094A JP3123882B2 JP 3123882 B2 JP3123882 B2 JP 3123882B2 JP 06129270 A JP06129270 A JP 06129270A JP 12927094 A JP12927094 A JP 12927094A JP 3123882 B2 JP3123882 B2 JP 3123882B2
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Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、負荷のスイッチングを
行うスイッチング回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a switching circuit for switching a load.

【0002】[0002]

【従来の技術】図2は、従来のスイッチング回路を示す
図である。尚、図2のスイッチング回路は集積化されて
おり、負荷のみが外付けされているものとする。図2に
おいて、(1)(2)は集積回路に設けられた端子であ
り、端子(1)には電源VCCが印加される。また、
(3)は負荷であり、端子(1)(2)の間に接続され
ている。(4)はスイッチングトランジスタであり、コ
レクタは負荷(3)の一端即ち端子(2)と接続され、
エミッタは接地されている。(5)は電流源であり、一
端が端子(1)と接続されると共に他端がスイッチング
トランジスタ(4)のベースと接続され、電流Iinを
発生するものである。(6)はスイッチングトランジス
タの動作を禁止する為のトランジスタであり、コレクタ
はスイッチングトランジスタ(4)のベースと接続さ
れ、エミッタは接地されている。
2. Description of the Related Art FIG. 2 shows a conventional switching circuit. It is assumed that the switching circuit of FIG. 2 is integrated and only the load is externally connected. In FIG. 2, (1) and (2) are terminals provided on the integrated circuit, and power supply VCC is applied to terminal (1). Also,
(3) is a load, which is connected between the terminals (1) and (2). (4) is a switching transistor, and the collector is connected to one end of the load (3), that is, the terminal (2),
The emitter is grounded. (5) is a current source, one end of which is connected to the terminal (1) and the other end of which is connected to the base of the switching transistor (4) to generate a current Iin. (6) is a transistor for inhibiting the operation of the switching transistor. The collector is connected to the base of the switching transistor (4), and the emitter is grounded.

【0003】以下、図2の動作について説明する。ま
ず、トランジスタ(6)のベースがハイレベル(0.7
ボルト以上)になると、トランジスタ(6)がオンし、
これによってスイッチングトランジスタ(4)のベース
が接地されて該スイッチングトランジスタ(4)はオフ
したままとなる。即ち、負荷(3)は駆動されない状態
となる。
Hereinafter, the operation of FIG. 2 will be described. First, the base of the transistor (6) is at a high level (0.7
Volts or more), the transistor (6) turns on,
As a result, the base of the switching transistor (4) is grounded, and the switching transistor (4) remains off. That is, the load (3) is not driven.

【0004】また、トランジスタ(6)のベースをロー
レベル(0ボルト)とすると、該トランジスタ(6)が
オフする為に、電流源(5)から発生する電流Iinが
スイッチングトランジスタ(4)のベースに供給され、
該スイッチングトランジスタ(4)がオンする。即ち、
負荷(3)に電流が流れ、負荷(3)が駆動されること
になる。
When the base of the transistor (6) is set to a low level (0 volt), the current (Iin) generated from the current source (5) is turned off by the transistor (6), so that the base of the switching transistor (4) is turned off. Supplied to
The switching transistor (4) turns on. That is,
A current flows through the load (3), and the load (3) is driven.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、負荷(3)
は集積回路の外部に設けられる構成の為、負荷を使用す
る者にとって、端子(1)(2)には用途に応じた種々
の負荷を接続できる様になっている。つまり、負荷
(3)の種類によっては、負荷(3)を流れる電流は変
わってしまうのである。ここで、インピーダンスの大き
い負荷(3)を使用する時は、該負荷(3)を流れる電
流が小さい為に、スイッチングトランジスタ(4)のベ
ース電流は小さくて済むが、反対に、インピーダンスの
小さい負荷(3)を使用する場合は、該負荷(3)を流
れる電流が大きくなる為に、スイッチングトランジスタ
(4)のベース電流を大きくし、該スイッチングトラン
ジスタ(4)のコレクタ電流が負荷(3)を流れる電流
(本来負荷(3)を流れるべき電流)より小さくならな
い様にしなければならない。
The load (3)
Since the device is provided outside the integrated circuit, various users can use the terminals (1) and (2) to connect various loads according to the application. That is, the current flowing through the load (3) changes depending on the type of the load (3). Here, when a load (3) having a large impedance is used, the base current of the switching transistor (4) can be small because the current flowing through the load (3) is small. When (3) is used, the base current of the switching transistor (4) is increased because the current flowing through the load (3) increases, and the collector current of the switching transistor (4) increases the load (3). The current must not be smaller than the flowing current (the current that should flow through the load (3)).

【0006】しかしながら、スイッチングトランジスタ
(4)及び電流源(5)は集積回路内部に設けられてい
る為、負荷(3)の種類に応じてスイッチングトランジ
スタ(4)のベース電流を変えることはできず、該スイ
ッチングトランジスタ(4)のベース電流は常に一定値
とならざるを得ない。その為、インピーダンスの小さい
負荷(3)を使用する条件に合わせて、スイッチングト
ランジスタ(4)及び電流源(5)をチップ上に作り込
んでいた。こうすることにより、スイッチングトランジ
スタ(4)のベース電流が大きくなり、インピーダンス
の大きい負荷(3)にも対応できる様にしていた。しか
しながら、スイッチングトランジスタ(4)のベース電
流が常に大きいことから、消費電流が増大してしまう問
題があった。
However, since the switching transistor (4) and the current source (5) are provided inside the integrated circuit, the base current of the switching transistor (4) cannot be changed according to the type of the load (3). , The base current of the switching transistor (4) must always be constant. Therefore, the switching transistor (4) and the current source (5) are formed on the chip according to the condition of using the load (3) having a small impedance. By doing so, the base current of the switching transistor (4) is increased, and it is possible to cope with the load (3) having a large impedance. However, since the base current of the switching transistor (4) is always large, there is a problem that current consumption increases.

【0007】例えば、負荷(3)の種類に応じて、1m
Aから1Aまでの範囲の電流が負荷(3)を流れると仮
定した場合、1Aのコレクタ電流が流れる様にスイッチ
ングトランジスタ(4)のベース電流を設定しなければ
ならない。具体的には、スイッチングトランジスタ
(4)の電流増幅率を20とした場合、該スイッチング
トランジスタ(4)のベース電流は50mAとなる。従
って、1mAの負荷電流が流れる負荷(3)を使用した
場合、51mAという、負荷電流よりもきわめて多い消
費電流を消費してしまい不経済となる問題があった。
For example, depending on the type of the load (3), 1 m
Assuming that a current ranging from A to 1A flows through the load (3), the base current of the switching transistor (4) must be set so that a collector current of 1A flows. Specifically, assuming that the current amplification factor of the switching transistor (4) is 20, the base current of the switching transistor (4) is 50 mA. Therefore, when the load (3) through which a load current of 1 mA flows is used, there is a problem that the consumed current of 51 mA, which is much larger than the load current, is uneconomical.

【0008】そこで、本発明は、負荷を流れる電流の大
きさに応じてスイッチングトランジスタの入力電流の大
きさを制御できるスイッチング回路を提供することを目
的とする。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a switching circuit capable of controlling the magnitude of the input current of the switching transistor according to the magnitude of the current flowing through the load.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明は、前記問題点を
解決する為に成されたものであり、その特徴とするとこ
ろは、負荷と直列接続されたスイッチングトランジスタ
を有し、該スイッチングトランジスタをオンすることに
より前記負荷を駆動するスイッチング回路において、一
方の入力端子が基準電圧源と接続されると共に他方の入
力端子が前記負荷及び前記スイッチングトランジスタの
接続点と接続され、双方の前記入力端子の電位差に応じ
た出力電流によって前記スイッチングトランジスタを制
御する比較制御回路を備え、前記負荷を流れる電流の大
きさに応じて前記スイッチングトランジスタの入力電流
の大きさを変える点である。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and is characterized by having a switching transistor connected in series with a load. In a switching circuit that drives the load by turning on, one input terminal is connected to a reference voltage source and the other input terminal is connected to a connection point between the load and the switching transistor, and both of the input terminals Is provided with a comparison control circuit for controlling the switching transistor with an output current corresponding to the potential difference of the switching transistor, and the magnitude of the input current of the switching transistor is changed according to the magnitude of the current flowing through the load.

【0010】[0010]

【作用】本発明によれば、負荷を流れる負荷電流の大き
さに応じて、負荷を駆動する為にオンオフするスイッチ
ングトランジスタの入力電流を制御でき、消費電流が無
駄に増加するのを防止できる。
According to the present invention, the input current of the switching transistor which is turned on and off to drive the load can be controlled in accordance with the magnitude of the load current flowing through the load, and the current consumption can be prevented from increasing unnecessarily.

【0011】[0011]

【実施例】本発明の詳細を図面に従って具体的に説明す
る。図1は本発明のスイッチング回路を示す図である。
尚、図1の構成も集積化されて負荷のみ外部接続される
ものとし、図1及び図2の間において同一素子について
は同一番号を記し、その説明は省略するものとする。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. FIG. 1 is a diagram showing a switching circuit of the present invention.
1 is also integrated and only the load is externally connected, and the same elements are denoted by the same reference numerals in FIGS. 1 and 2 and the description thereof is omitted.

【0012】図1において、(7)は電流源であり、一
端が端子(1)と接続され、他端が抵抗(8)を介して
接地されている。つまり、抵抗(8)の両端には、電流
源(7)から供給される定電流によって一定の基準電圧
Vrefが発生する。(9)は演算増幅器であり、−(反
転入力)端子は抵抗(8)の非接地側の一端と接続さ
れ、+(非反転入力)端子は端子(2)と接続されてい
る。演算増幅器(9)は、−端子及び+端子の電位差に
応じた出力電圧を発生するものである。ここで、スイッ
チングトランジスタ(4)は、ベース電流がある時点で
ある値になっている時、負荷(3)の負荷電流が増える
とコレクタエミッタ間電圧が大きくなり、反対に、負荷
(3)の負荷電流が減るとコレクタエミッタ間電圧が小
さくなる特性を有している。(10)はトランジスタで
あり、ベースは演算増幅器(9)の出力端子と接続さ
れ、コレクタは端子(1)と接続され、エミッタは抵抗
(11)を介して接地されている。つまり、トランジス
タ(10)のコレクタ電流は、演算増幅器(9)の出力
電流が増えることによって増え、演算増幅器(9)の出
力電流が減ることによって減る。尚、抵抗(11)には
比較的大きい値を選択し、トランジスタ(10)のエミ
ッタ電流がスイッチングトランジスタ(4)のベースに
流れ込むものとする。
In FIG. 1, reference numeral 7 denotes a current source, one end of which is connected to the terminal 1 and the other end of which is grounded via a resistor 8. That is, a constant reference voltage Vref is generated at both ends of the resistor (8) by the constant current supplied from the current source (7). An operational amplifier (9) has a-(inverting input) terminal connected to one end of the resistor (8) on the non-ground side, and a + (non-inverting input) terminal connected to the terminal (2). The operational amplifier (9) generates an output voltage according to the potential difference between the-terminal and the + terminal. Here, when the load current of the load (3) increases when the base current has a certain value at a certain time, the voltage between the collector and the emitter of the switching transistor (4) increases. When the load current decreases, the collector-emitter voltage decreases. (10) is a transistor, the base is connected to the output terminal of the operational amplifier (9), the collector is connected to the terminal (1), and the emitter is grounded via the resistor (11). That is, the collector current of the transistor (10) increases as the output current of the operational amplifier (9) increases, and decreases as the output current of the operational amplifier (9) decreases. It is assumed that a relatively large value is selected for the resistor (11) and that the emitter current of the transistor (10) flows into the base of the switching transistor (4).

【0013】以下、図1の動作を説明する。図1におい
て、端子(2)は演算増幅器(9)の+端子と接続され
ている為、端子(2)に生じる電圧即ちスイッチングト
ランジスタ(4)のコレクタエミッタ間電圧は、演算増
幅器(9)が両入力端子電圧を等しくする様に動作する
為、通常は抵抗(8)の端子電圧Vrefと等しい状態と
なっている。ここで、インピーダンスの小さい負荷
(3)を選択し、端子(1)(2)の間に接続した場
合、負荷(3)を流れる負過電流は増大する。すると、
スイッチングトランジスタ(4)の特性上、該スイッチ
ングトランジスタ(4)のコレクタエミッタ間電圧が上
昇してしまい、即ち、演算増幅器(9)の+端子電圧が
上昇する。これより、演算増幅器の出力電流が増大し、
スイッチングトランジスタ(4)のベース電流が増大
し、該スイッチングトランジスタ(4)のコレクタエミ
ッタ間電圧は再び基準電圧Vrefに落ち着く。以上の説
明から明らかな様に、負過電流が増えると、これに応じ
てスイッチングトランジスタ(4)のベース電流を増や
すことができる。反対に、インピーダンスの大きい負荷
(3)を選択し、端子(1)(2)の間に接続した場
合、負荷(3)を流れる負過電流は減少する。すると、
スイッチングトランジスタ(4)の特性上、該スイッチ
ングトランジスタ(4)のコレクタエミッタ間電圧が下
降してしまい、即ち、演算増幅器(9)の+端子電圧が
下降する。これより、演算増幅器(9)の出力電流が減
少し、スイッチングトランジスタ(4)のベース電流が
減少し、該スイッチングトランジスタ(4)のコレクタ
エミッタ間電圧は再び基準電圧Vrefに落ち着く。以上
の説明から明らかな様に、負過電流が減少すると、これ
に応じてスイッチングトランジスタ(4)のベース電流
も減少させることができる。
The operation of FIG. 1 will be described below. In FIG. 1, since the terminal (2) is connected to the + terminal of the operational amplifier (9), the voltage generated at the terminal (2), that is, the voltage between the collector and the emitter of the switching transistor (4) is determined by the operational amplifier (9). Since the operation is performed so that both input terminal voltages are equalized, the state is usually equal to the terminal voltage Vref of the resistor (8). Here, when the load (3) having a small impedance is selected and connected between the terminals (1) and (2), the overload current flowing through the load (3) increases. Then
Due to the characteristics of the switching transistor (4), the collector-emitter voltage of the switching transistor (4) increases, that is, the + terminal voltage of the operational amplifier (9) increases. As a result, the output current of the operational amplifier increases,
The base current of the switching transistor (4) increases, and the collector-emitter voltage of the switching transistor (4) returns to the reference voltage Vref. As is clear from the above description, when the load current increases, the base current of the switching transistor (4) can be increased accordingly. Conversely, when the load (3) having a large impedance is selected and connected between the terminals (1) and (2), the load current flowing through the load (3) decreases. Then
Due to the characteristics of the switching transistor (4), the collector-emitter voltage of the switching transistor (4) decreases, that is, the + terminal voltage of the operational amplifier (9) decreases. As a result, the output current of the operational amplifier (9) decreases, the base current of the switching transistor (4) decreases, and the collector-emitter voltage of the switching transistor (4) returns to the reference voltage Vref. As is clear from the above description, when the load current is reduced, the base current of the switching transistor (4) can be reduced accordingly.

【0014】以上の構成により、負荷(3)を流れる電
流に応じてスイッチングトランジスタ(4)のベース電
流を可変できる為、消費電流の増大を防止できる。具体
的には、スイッチングトランジスタ(4)のコレクタエ
ミッタ間電圧を0.3ボルト、抵抗(8)の抵抗値を1
00KΩとすると、電流源(7)を流れる電流Irefは
0.03mAとなる。従来との比較を容易とする為に、
負荷(3)を流れる電流Ioutを従来と同様に1mAと
し、スイッチングトランジスタ(4)の電流増幅率も2
0とすると、トランジスタ(10)のコレクタ電流Iin
は0.05mAとなる。演算増幅器(9)を流れる電流
Iddは通常0.3mA程度である。すると、消費電流
は、Iref,Idd,Iin,Ioutを加えて1.38mAで
あり、従来の51mAに比べて消費電流を大幅に抑える
ことが可能となる。
With the above configuration, the base current of the switching transistor (4) can be varied according to the current flowing through the load (3), so that an increase in current consumption can be prevented. Specifically, the collector-emitter voltage of the switching transistor (4) is 0.3 volt, and the resistance of the resistor (8) is 1
Assuming 00 KΩ, the current Iref flowing through the current source (7) is 0.03 mA. To facilitate comparison with the conventional
The current Iout flowing through the load (3) is set to 1 mA as in the conventional case, and the current amplification factor of the switching transistor (4) is also set to 2 mA.
If 0, the collector current Iin of the transistor (10)
Is 0.05 mA. The current Idd flowing through the operational amplifier (9) is usually about 0.3 mA. Then, the current consumption is 1.38 mA including Iref, Idd, Iin, and Iout, which makes it possible to significantly reduce the current consumption as compared with the conventional 51 mA.

【0015】[0015]

【発明の効果】本発明のスイッチング回路は一方の入力
端子が基準電圧電源に接続されると共に他方の入力端子
が前記負荷に接続された演算増幅器の出力端子に制御用
のトランジスタのベースを接続し、該トランジスタのエ
ミッタを前記スイッチングトランジスタのベースに接続
したので、前記演算増幅器より負荷を流れる電流の大き
さに応じた出力電流を取出され、さらに取出された前記
出力電流で前記制御用のトランジスタのエミッタよりス
イッチングトランジスタのベースに流れるベース電流を
制御したため、スイッチングトランジスタのベースには
負荷に流れる電流の大きさに応じたベース電流を流すこ
とができ、消費電流を従来にくらべて大幅に押さえるこ
とが可能となった。
According to the switching circuit of the present invention, one input terminal is connected to a reference voltage power supply, and the other input terminal is connected to the output terminal of an operational amplifier connected to the load, to the base of a control transistor. Since the emitter of the transistor is connected to the base of the switching transistor, an output current corresponding to the magnitude of the current flowing through the load is taken out from the operational amplifier, and the output current of the control transistor is used as the output current. Since the base current that flows from the emitter to the base of the switching transistor is controlled, the base current of the switching transistor can flow according to the magnitude of the current that flows to the load.This greatly reduces the current consumption compared to the past. It has become possible.

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

【図1】本発明のスイッチング回路を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a switching circuit of the present invention.

【図2】従来のスイッチング回路を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a conventional switching circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

(3) 負荷 (4) スイッチングトランジスタ (9) 演算増幅器 (3) Load (4) Switching transistor (9) Operational amplifier

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】一方の端子が電源に接続された負荷の他方
の端子にコレクタ・エミッタ路が接続されたスイッチン
グトランジスタと、一方の入力端子が基準電圧源に接続
されると共に他方の入力端子が前記負荷及び前記スイッ
チングトランジスタのコレクタとの接続点に接続された
演算増幅器と、前記基準電圧源間にエミッタ・コレクタ
路が接続されたスイッチングトランジスタの動作禁止用
のトランジスタと、前記演算増幅器の出力端子にベース
が接続されコレクタが負荷の電源側にそしてエミッタが
前記スイッチングトランジスタのベースに夫々接続され
た制御用のトランジスタとよりなり、前記演算増幅器よ
り負荷を流れる電流の大きさに応じた出力電流を取出し
制御用のトランジスタのエミッタよりスイッチングトラ
ンジスタのベースに流れるベース電流を負荷に流れる電
流の大きさに応じて制御することを特徴とするスイッチ
ング回路。
1. A load having one terminal connected to a power supply and the other terminal connected to a power supply.
Switch with collector-emitter path connected to the terminal of
Transistor and one input terminal connected to reference voltage source
And the other input terminal is connected to the load and the switch.
Connected to the collector of the switching transistor
An emitter-collector between the operational amplifier and the reference voltage source
For prohibiting the operation of the switching transistor connected to the circuit
And the output terminal of the operational amplifier
Is connected, the collector is on the power supply side of the load, and the emitter is
Respectively connected to the base of the switching transistor
Control transistor, which is
Output current according to the current flowing through the load
Switching transistor from the emitter of the control transistor
The base current flowing to the base of the transistor
A switch characterized in that it is controlled according to the size of the flow
Circuit.
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