JPH0216810A - トランジスタ回路 - Google Patents

トランジスタ回路

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JPH0216810A
JPH0216810A JP1104774A JP10477489A JPH0216810A JP H0216810 A JPH0216810 A JP H0216810A JP 1104774 A JP1104774 A JP 1104774A JP 10477489 A JP10477489 A JP 10477489A JP H0216810 A JPH0216810 A JP H0216810A
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transistor
base
output
collector
currents
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JP1104774A
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JP2685285B2 (ja
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Johannes P M Bahlmann
ヨハネス・ペトラス・マリア・バールマン
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Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Philips Gloeilampenfabrieken NV
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K5/00Manipulating of pulses not covered by one of the other main groups of this subclass
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F1/00Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/32Modifications of amplifiers to reduce non-linear distortion

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Amplifiers (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)
  • Bipolar Integrated Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、エミッタ、ベース及びコレクタを有する出力
トランジスタと、エミッタ、ベース及びコレクタを有し
、そのエミッタを前記の出力トランジスタのベースに結
合した駆動トランジスタと、エミッタ、ベース及びコレ
クタを有し、そのエミッタ及びコレクタを前記の出力ト
ランジスタのコレクタ及び前記の駆動トランジスタのベ
ースにそれぞれ結合し、前記の駆動トランジスタのベー
スに供給される駆動電流を制限する制限トランジスタと
を具えるトランジスタ回路に関するものである。
(従来の技術) このようなトランジスタ回路は米国特許第458305
1号明細書の第4図に開示されており既知であり、特に
電動機駆動回路の出力段に用いるのに適している。
電動機を駆動する出力段では出力トランジスタが飽和状
態に駆動される為、電源電圧のほぼずべてが電動機の両
端に加えられる。電動機に供給すべき電流は電動機の機
械的負荷に依存して可成り変化しうる。定格の最大負荷
電流及び出力段の最小電流利得に対して出力トランジス
タを飽和状態に保つために、この出力段がある過剰の入
力電流で駆動される。この過剰分は、出力段により負荷
に供給ずべき電流がわずかである場合に比較的大きくな
る。前記の米国特許明細書の第3及び4図には駆動1−
ランジスタと出力トランジスタとを有する通常使用され
ている従来の出力段が開示されている。この出力段の入
力電流は出力段の駆動トランジスタのベースに供給され
る。第]の既知の出力段では、駆動トランジスタのエミ
ッタが出力トランジスタのベースに接続され、駆動トラ
ンジスタのコレクタが固定の電源電圧の点に接続されて
いる。第2の既知の出力段、すなわちダーリントン出力
段では、駆動トランジスタのコレクタが出力トランジス
タのコレクタに接続されている。
これら2つの既知の出力段の各々では、負荷が出力トラ
ンシスタのコレクタと電源電圧点との間に接続されてい
る。出力トランジスタのエミッタはN P N I−ラ
ンジスタの場合低い方の電源電圧点に接続されている。
出力段の負荷電流が常に小さい場合には、ダーリンI・
ン型の第2の813段がその駆動トランジスタにおける
熱消費率が低い点で好ましい。実際には、駆動l・ラン
ジスタのコレクタが出力段の低出力電圧点に接続される
。過剰の入力電流が増幅後に駆動トランジスタを流れて
も、いかなる熱消費問題をも生ぜしめない。一般には、
第1の出力段の駆動トランジスタのコレクタは著しく高
い電圧の点に接続され、その他では同様な状態の下で駆
動トランジスタが多くの熱を消費する。これが小さな出
力電流に対して第1の出力段の駆動トランジスタで多く
の熱消費を生せしめる出力段の比較的大きな過駆動であ
る。出力段の負荷電流が常に大きい場合には、出力トラ
ンジスタの両端間の電圧降下が可成り小さいという点で
第1の出力段が好ましい。この場合出力段における熱消
費は出力トランジスタに生じる熱によって殆ど完全に占
められる。これらの条件の下では、駆一 動トランジスタにおける熱消費はそれ程重要でない。
飽和状態に駆動される上述した既知の出力段は他の手段
を講しることなくして、出力段にお&ノる熱消費を大負
荷電流及び小負荷電流の双方に対して最小にすることが
できない。
既知のトランジスタ回路では、第1の型の出力段の駆動
トランジスタにおける熱消費は、出力トランジスタを不
必要に飽和状態に駆動しないようにすることにより小さ
な負荷電流に対しては減少せしめることができる。この
場合、駆動トランジスタは不必要に多量の電流を出力ト
ランジスタのベースに供給する必要がなく、従って駆動
トランジスタにおげろ熱消費量を減少せしめる。この点
は、駆動トランジスタのベースと出力トランジスタのコ
レクタとの間に、ダイオード接続した制限トランジスタ
とショットキ−ダイオードとの直列回路を接続すること
により出力段の全入力電流の一部分を駆動トランジスタ
のベースから取出すことにより達成される。この場合、
出力トランジスタのコレクターエミッタ電圧が特定の値
よりも小さい値に減少すると直ちに、上記の直列回路が
入力電流の過剰分を流す。
(発明が解決しようとする課題) この既知のトランジスタ回路を集積化する場合、ショッ
トキーダイオードを製造するために追加の処理工程を必
要とし、集積化トランジスタ回路を一層複雑なものにす
る。
本発明の目的は、既知のトランジスタ回路を簡単化する
ことにある。
(課題を解決するための手段) 本発明は、エミッタ、ベース及びコレクタを有する出力
トランジスタと、エミッタ、ベース及びコレクタを有し
、そのエミッタを前記の出力トランジスタのベースに結
合した駆動トランジスタと、エミッタ、ベース及びコレ
クタを有し、そのエミッタ及びコレクタを前記の出力ト
ランジスタのコレクタ及び前記の駆動トランジスタのベ
ースにそれぞれ結合し、前記の駆動l・ランジスタのベ
ースに供給される駆動電流を制限する制限トランジス夕
とを具えるトランジスタ回路において、前記の制限トラ
ンジスタのベースを前記の出力トランジスタのベースに
結合したことを特徴とする。
制限トランジスタを上述したように配置すると、ショッ
トキーダイオードが不要となる。また、ショットキーダ
イオードがなくなることにより、l・ランジスタ回路を
製造する処理工程数を少なくしうるという利点が得られ
る。出力トランジスタのコレクターエミッタ通路が過駆
動の結果として減少すると、制限トランジスタのベース
・エミッタ接合が導通ずる。従って、入力電流の過剰分
が制限トランジスタのコレクターエミッタ通路を経て流
れるようになる。
以下図面につき説明する。
第1図は、ダーリントントランジスタ対T1及びT2を
有する既知の出力段を示す。トランジスタTIは出力ト
ランジスタであり、トランジスタT2ば駆動トランジス
タである。この出力段は正電源端子1から負荷R1及び
端子2を経て電流IPを流しうる。実際には負荷Rj2
は電動機であり、この電動機はその機械的な負荷に依存
して大きな或いは小さな電流を生じる。出力トランジス
タT1のエミッタは負電源端子3に結合されており、こ
の端子3はこの例では接地されている。正電源端子1と
、駆動トランジスタT2のベースに結合されている入力
端子4との間に設けられた電流源1iは出力段を飽和状
態に駆動する。しかし、これと同じ結果をもたらしうる
他のいかなる駆動手段を用いることもできる。この電流
源Tiば、トランジスタT1およびT2の電流利得が最
小で負荷電流■ρが最大である場合に出力トランジスタ
TIを基底(bottom)状態にするように設計され
ている。実際には、電動機を始動させたり停止させたり
、或いはその回転方向を反転させたりするために電流源
Ji はターン・オンせしめられたりターン・オフせし
められたりする。トランジスタTIの両端間の飽和電圧
(VCESAT)ば約IVである。この比較的高い値は
ダーリントントランジスタ 大電流を供給する必要がある場合には、はぼずべての駆
動電流Ii を用いて出力トランジスタT1を飽和状態
に保つ。高い飽和電圧VCESATの為に出力トランジ
スタに生じる熱の量は比較的多くなる。駆動トランジス
タT2における熱消費は比較的低く、無視することがで
きる。負荷Rnに小電流を供給する必要がある場合には
、出力トランジスタT1におりJる熱消費は少ない。こ
の際不相応に大きな入力電流1iが駆動トランジスタT
2により増幅され、出力トランジスタT1のベースに供
給される。駆動トランジスタT2のコレクタは出力トラ
ンジスタT1の低電圧コレクタに接続されている為、駆
動トランジスタにおける熱消費は低く保たれる。従って
、ダーリントン出力段の効率は小さな負荷電流に対して
は高いが、大きな負荷電流に対しては小さい。
第2図は、出力トランジスタT1及び駆動トランジスタ
T2を有する他の既知の出力段を示す。
この場合、駆動トランジスタT2のコレクタが電源端子
5に接続され、この電源端子5はこの例では正電源’j
j:j子1に接続されている。第2図における他のすべ
ての符号は第1図の対応する符合と同じ意味を有する。
この出力段は第1図のダーリントン回路の場合よりも可
成り低い飽和電圧VCESAT、すなわち約0.3Vを
有する。従って、負荷電流11が大きい場合、出力)・
ランシスタT1における電力消費はダーリントン出力段
におけるよりも可成り低くなる。駆動トランジスタT2
のコレクタは高電圧点に接続されている為、駆動トラン
ジスタT2における熱消費はダーリントン出力段の駆動
トランジスタの場合よりも多いが、出力トランジスタに
おける熱消費に比べて少ない。負荷電流Ip.が小さい
場合、出力トランジスタT1における熱消費は少ないが
、この場合不相応に大きな入力電流1iが駆動トランジ
スタ中の熱消費を可成り多いものとする。従って、第2
図の出力段の効率は大きな負荷電流に対しては高いが、
小さな負荷電流に対しては低い。従って、既知の回路に
よっては、負荷状態が著しく変化する状態の下では出力
段の熱消費を最少にすることができない。
(実施例) 第3図は本発明によるトランジスタ回路の一実施例を示
す。このトランジスタ回路は、制限トランジスタT3を
追加し、そのベースを出力トランジスタT1のベースに
、エミッタを出力トランジスタT1のコレクタに、コレ
クタを駆動トランジスタT2のベースにそれぞれ結合し
た点で第2図に示すものと相違する。第3図の他のすべ
ての符号は第2図或いは第1図における対応する符号と
同じ意味を有する。負荷電流142が大きい場合、この
トランジスタ回路は第2図に示すのと同様に動作する。
出力トランジスタT1を飽和させるのに、駆動トランジ
スタT2によって増幅される入力電流■1のほぼ全部が
必要であり、効率は高い。
負荷電流Iffが小さい場合には、出力トランジスタT
Iが過剰の入力電流Iiによって不必要に飽和される。
その結果として出力トランジスタT1のコレクタ電圧ば
、制限トランジスタT3のベース・エミッタ接合が導通
ずる程度に出力トランジスタのベース電圧以下に減少す
る。これにより駆動トランジスタT2のベースから制限
トランジスタT3を経て出力l・ランジスタT1のコレ
クタに且つこのトランジスタT1を経て負電源端子3に
コレクタ電圧Icを流ず。従って、得られる電流Ti 
のうち一部分1i−Tcのみが駆動トランジスタT2に
対するベース電流として残存するようになる。出力トラ
ンジスタT1が更に飽和状態に駆動されるにつれて、制
限トランジスタT3が更に導通ずるようになり、駆動ト
ランジスタT2に対する残存のベース電流が減少する。
これにより、駆動トランジスタT2のベース電流、従っ
てこの駆動トランジスタにおげろ熱消費が制限された平
衡状態が得られる。この場合、電流成分子cを駆動l・
ランシスク乙こより最早や増幅状態で消費させる必要が
なく、制限トランジスタ及び出力トランジスタを経て流
される。この際これら2つのトランジスタT3及びT1
に生じる熱の量はわずかである。駆動トランジスタにお
ける熱消費の減少量は制限l・ランジスタ及び出力トラ
ンジスタにおりる熱消費量の増大に比べるとはるかに大
きい。従って、負荷電流Ij2が小さい場合の出力段の
効率は制限トランジスタT3を加えることにより改善さ
れる。
本発明上述した実施例のみに限定されず、幾多の変更を
加えうろこと勿論である。例えば、図示の導電型とは逆
の導電型の1−ランジスタを用いることができる。又は
前記のトランジスタの各々をダーリントントランジスク
と置き換えることができる。更に、」二連したトランジ
スタ回路を以て大きな回路配置、例えばプユシュプル出
力段の一部を構成することかできる。更に、図示のトラ
ンジスタの各々のベース、エミッタ及びコレクタと直列
に抵抗を配置したり、図示のトランジスタのベース−エ
ミッタ接合にまたがって抵抗を配置したり、トランジス
タT2のエミッタと負電源端子3との間に電流源を配置
したりすることができ、これによって本発明の原理及び
動作に悪影響を及ぼさない。負荷は必ずしも電動機とす
る必要はなく、また出力段は、通常飽和状態に駆動され
ないシステムの一部を構成することもできる。この場合
ば例えば、シングルエンド又はプッシュプル型の出力端
を有する音声周波増幅器の場合である。このような出力
段の不所望な或いは不注意な過駆動の場合に生じる状態
は実際に、飽和した出力段におけるのと同じである。こ
の場合、本発明によるトランジスタ回路は著しい過駆動
に対して出力段を保護するとともに過駆動中の駆動トラ
ンジスタにおレツる熱消費を制限する。
【図面の簡単な説明】
第1図は、出力段に対する既知のトランジスタ回路の一
例を示す回路図、 第2図は、出力段に対する既知のトランジスク回路の他
の例を示す回路図、 第3図は、本発明による出力段に対するトランジスタ回
路の一実施例を示す回路図である。 TI・・・出力トランジスタ T2・・・駆動トランジスタ T3・・・制■艮1〜ランシスタ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、エミッタ、ベース及びコレクタを有する出力トラン
    ジスタと、 エミッタ、ベース及びコレクタを有し、そのエミッタを
    前記の出力トランジスタのベースに結合した駆動トラン
    ジスタと、 エミッタ、ベース及びコレクタを有し、そのエミッタ及
    びコレクタを前記の出力トランジスタのコレクタ及び前
    記の駆動トランジスタのベースにそれぞれ結合し、前記
    の駆動トランジスタのベースに供給される駆動電流を制
    限する制限トランジスタと を具えるトランジスタ回路において、前記の制限トラン
    ジスタのベースを前記の出力トランジスタのベースに結
    合したことを特徴とするトランジスタ回路。
JP1104774A 1988-04-28 1989-04-26 トランジスタ回路 Expired - Lifetime JP2685285B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

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NL8801103 1988-04-28
NL8801103A NL8801103A (nl) 1988-04-28 1988-04-28 Transistorschakeling met stuurstroombegrenzing.

Publications (2)

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JPH0216810A true JPH0216810A (ja) 1990-01-19
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EP (1) EP0339736B1 (ja)
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DE (1) DE68916688T2 (ja)
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EP0339736A1 (en) 1989-11-02
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