JP3281852B2 - 増幅回路の保護回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、音声信号などの増
幅回路の負荷が天絡又は短絡した際の保護回路に関する
もので、特に誤動作が少ない増幅回路の保護回路に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】液晶画面付きのビデオカメラやコンパク
トデイスクなどの携帯用音声再生機器には小さなスピー
カーやヘッドフォンを駆動するために負荷を駆動する増
幅回路が備えられている。このような増幅器は一般にＩ
Ｃ内部に配置されＩＣのピンを介してＩＣ外部の負荷に
接続されている。前記増幅器は抵抗値の小さい負荷を駆
動できるように十分大きな電流を発生できる能力を有す
る。このため、何らかの理由で負荷が短絡したり、天絡
したりすると、過大電流がＩＣ内部の増幅回路にながれ
てしまう。すると、集積回路外部の負荷に電流を吐き出
す吐き出し用トランジスタや電流を吸い込む吸い込み用
トランジスタが大電流により破壊されたり、ＩＣの発熱
によりパッケージにクラックが起こる恐れがある。

【０００３】そこで、図２に示すような増幅回路の保護
回路が提案されている。ＩＣ１のピン２には負荷３が接
続されている。ＩＣ内部の増幅回路４にはＩＣ１外部の
負荷３に電流を吐き出す吐き出し用トランジスタ５や電
流を吸い込む吸い込み用トランジスタ６が内蔵されてい
る。図２において、負荷３が短絡すると、過大電流が吐
き出し用トランジスタ５のエミッタからピン２に流れ
る。すると、吐き出し用トランジスタ５のベース・エミ
ッタ間電圧ＶBEが正常時に比べ大きくなる。すると、抵
抗７の電圧降下が大きくなり、今までオフしていた保護
用トランジスタ８がオンする。

【０００４】保護用トランジスタ８がオンすると、吐き
出し用トランジスタ５のベース電流が側路されてしま
い、吐き出し用トランジスタ５がオフ傾向となる。この
ため、吐き出し用トランジスタ５のエミッタに流れる電
流が制限され保護機能が働く。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図２の
装置では保護動作が安定せず、すぐに保護動作が働いて
しまったり、なかなか保護動作が働かない場合があり、
誤動作がある。これは、吐き出し用トランジスタ５や保
護用トランジスタ８の温度変化によるＶBEの値の変動
や、もともとのＶBEの値の変動が原因となる。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述の課題を
解決するために成されたもので、入力信号に応じて集積
回路外部の負荷に電流を吐き出す吐き出し用トランジス
タと前記入力信号に応じて前記集積回路外部の前記負荷
から電流を吸い込む吸い込み用トランジスタとを含む増
幅回路と、前記吐き出し用トランジスタ及び又は吸い込
み用トランジスタに加わる電圧と基準電圧とを比較する
コンパレータと、該コンパレータの出力信号に応じて前
記吐き出し用トランジスタ及び又は吸い込み用トランジ
スタのオフさせる保護スイッチとを備えることを特徴と
する。

【０００７】

【発明の実施の形態】図１に、本発明の増幅回路の保護
回路の全体構成を示す。図１において、１０は入力信号
に応じて集積回路外部の負荷１１に電流を吐き出す吐き
出し用トランジスタ１２と前記入力信号に応じて前記集
積回路外部の前記負荷１１から電流を吸い込む吸い込み
用トランジスタ１３とを含む増幅回路、１４は前記負荷
１１に発生する電圧と第１基準電圧とを比較する第１コ
ンパレータ、１５は前記負荷１１に発生する電圧と第２
基準電圧とを比較する第２コンパレータ、１６は第１コ
ンパレータ１４の出力信号に応じて前記吐き出し用トラ
ンジスタ１２をオフさせる保護スイッチとして動作する
トランジスタ、１７は第２コンパレータ１５の出力信号
に応じて前記吸い込み用トランジスタ１３をオフさせる
保護スイッチとして動作するトランジスタである。

【０００８】まず、増幅回路１０の正常動作について説
明する。入力端子１８からの信号は、差動増幅器１９に
印加され増幅される。差動増幅器１９で増幅された信号
は、点Ａ及び点Ｂに互いに逆位相で発生する。点Ａの信
号はトランジスタ２０を介して吐き出し用トランジスタ
１２を駆動する。点Ｂの信号はトランジスタ２１を介し
て吸い込み用トランジスタ１３を駆動する。

【０００９】今、入力端子１８の信号が「Ｈ」となる
と、点Ａは「Ｌ」となり、点Ｂは「Ｈ」となる。する
と、トランジスタ２０がオンし、トランジスタ２１がオ
フする。トランジスタ２０がオンすると、吐き出し用ト
ランジスタ１２がオンし、吐き出し用トランジスタ１２
のエミッタから電流を負荷１１に供給する。逆に、入力
端子１８の信号が「Ｌ」となると、点Ａは「Ｈ」とな
り、点Ｂは「Ｌ」となる。すると、トランジスタ２０が
オフし、トランジスタ２１がオンする。トランジスタ２
１がオンすると、吸い込み用トランジスタ１３がオン
し、吸い込み用トランジスタ１３のコレクタに負荷１１
からの電流を流す。

【００１０】このため、ピン２２には負荷１１に流れる
電流が発生する。このような増幅回路において、今何ら
かの原因により、ピン２２が短絡しグランドレベルにな
ったとする。すると、吐き出し用トランジスタ１２に過
大電流が流れる。すると、第１コンパレータ１４のトラ
ンジスタ２３がオンし、トランジスタ２４、１６がオン
する。トランジスタ１６がオンすると、トランジスタ２
０がオフするので、吐き出し用トランジスタ１２へのベ
ース電流供給が遮断される。

【００１１】従って、吐き出し用トランジスタ１２に過
大電流が流れるのが防止される。尚、この時、第２コン
パレータ１５は、増幅回路１０に影響を与えない。次
に、何らかの原因により、ピン２２が天絡し電源電圧レ
ベルになったとする。すると、吸い込み用トランジスタ
１３に過大電流が流れる。すると、第２コンパレータ１
５のトランジスタ２５がオンし、トランジスタ１７がオ
ンする。トランジスタ１７がオンすると、トランジスタ
２１がオフするので、吸い込み用トランジスタ１３への
ベース電流供給が遮断される。

【００１２】従って、吸い込み用トランジスタ１３に過
大電流が流れるのが防止される。このときは、第１コン
パレータ１４は、増幅回路１０に影響を与えない。上記
説明では、ピン２２が短絡・天絡の場合を説明したが、
第１及び第２コンパレータ１４、１５の基準電圧第１Ｖ
ref,第２Ｖrefの値の設定によりグランドから電源の値
の間で自由に選べる。

【００１３】

【発明の効果】本発明によれば、増幅回路において、吐
き出し用トランジスタと吸い込み用トランジスタに加わ
る電圧と基準電圧とを比較するコンパレータと、コンパ
レータの出力信号に応じて吐き出し用トランジスタ及び
又は吸い込み用トランジスタのオフさせる保護スイッチ
とを設けているので、増幅回路の負荷が天絡又は短絡し
た際の保護を行うことができる。

【００１４】特に、本発明によれば、コンパレータによ
り保護機能をトリガーしているので保護動作が安定し、
誤動作がない。即ち、吐き出し用トランジスタや保護用
トランジスタの温度変化によるＶBEの値の変動などの影
響を受けない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の増幅回路の保護回路を示す回路図であ
る。

【図２】従来の増幅回路の保護回路を示す回路図であ
る。

【符号の説明】

１０ 増幅回路 １１ 負荷 １２ 吐き出し用トランジスタ １３ 吸い込み用トランジスタ １４ 第１コンパレータ １５ 第２コンパレータ １６ トランジスタ １７ トランジスタ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 負荷に電流を吐き出す吐き出し用トラン
   ジスタと、 前記負荷から電流を吸い込む吸い込み用トランジスタ
   と、 入力信号を増幅して互いに逆相の一対の差動信号を出力
   する差動増幅器と、 前記一対の差動信号の一方の差動信号を受けて前記吐き
   出し用トランジスタにベース電流を供給する第１の電流
   供給トランジスタと、 前記一対の差動信号の他方の差動信号を受けて前記吸い
   込み用トランジスタにベース電流を供給する第２の電流
   供給トランジスタと、 前記負荷に発生する電圧と第１の基準電圧とを比較する
   第１のコンパレータと、 前記負荷に発生する電圧と第２の基準電圧とを比較する
   第２のコンパレータと、 前記第１のコンパレータの出力信号に応じて前記第１の
   電流供給トランジスタをオフさせる第１の保護スイッチ
   と、 前記第２のコンパレータの出力信号に応じて前記第２の
   電流供給トランジスタをオフさせる第２の保護スイッチ
   と、を備えることを特徴とする増幅回路の保護回路。