JPH0245812A - 電圧源回路 - Google Patents

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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は負荷の変動等に拘らず定電圧を得るのに利用さ
れる電圧源回路に関するものである。

（従来の技術） 従来、定電圧を得るための電圧源回路としては第５図及
び第６図にそれぞれ示されるタイプのものが代表的であ
る。

まず、第４図のものについて説明すると、これはツェナ
ーダイオードの逆方向電圧特性を利用して定電圧を得よ
うとしているものである。１はそのツェナーダイオード
、２はｎｐｎ形構造の制御トランジスタ、３はバイアス
抵抗器、４の抵抗器と５のコンデンサにより平滑回路を
構成し、被制御電圧入力端子Ａへの入力電圧Ｖｉｎとし
てツェナーダイオード１の両端に印加される逆方向電圧
がツェナー電圧になる電圧を印加することにより、負荷
ＲＬにおける電流が変動しツェナーダイオード１に流れ
る電流が変わっても制御トランジスタ２のベース電位が
一定に保持され、定電圧出力端子Ｂに定電圧が得られる
ようになっているものである。

ここで、ツェナー電圧をＶｚ１制御トランジスタ２のベ
ース・エミッタ間電圧をＶ　ｂｅ２とすると、その電位
基準点Ｃを基準にした出力電圧Ｖ　ｏｕｔは、Ｖｏｕｔ
　−ｖＺ　−Ｖｂｅ２ となる。

次に、第５図のものについて説明すると、このものは差
動増幅器により出力電圧を基！ｆ＋電圧と比較して定電
圧を得るようになっているものである。

６はｐｎｐ形構造の制御トランジスタ、７は分圧回路、
８，９はこれを構成する分圧抵抗器、１０は当該差動増
幅器、１１．１２はこれを構成する夫々ｎｐｎ形構造の
第１、第２のトランジスタ、１３は同差動増幅器１０の
電流源であり、出力端子Ｂの電圧を分圧回路７の分圧点
Ｅを通じて差動増幅器１０にフィードバックするように
なっているものである。すなわち、この差動増幅器１０
において、基ｉｌＩ電圧入力端子りに印加される基準電
圧と分圧回路７における分圧点Ｅの電圧との差を検知し
、この電圧差により制御トランジスタ６のベース電流を
調節することにより定電圧出力端子Ｂにおける出力電圧
Ｖ　ｏｕｔを一定に制御するようになっているものであ
る。ここで、基準電圧をＶｒａｒｓ抵抗器８，９の抵抗
値をＲ１１，Ｒ９とすると、まず、分圧回路７における
分圧比βは、β−Ｒ９／　（Ｒ８＋Ｒ９） となる。よって、出力電圧Ｖ　ｏｕｔは、Ｖｏｕｔ　＝
　（１／β）Ｖｒｅｆ ＝　（（Ｒ８＋Ｒ９）　／Ｒ９）　Ｖｒｅｆとなる。

このように上記電圧源回路は定電圧が得られることは確
かである。

ところで、第４図に示す回路にあっては、得ようとする
出力電圧Ｖ　ｏｕｔに対して、Ｖｉｎ＞Ｖｏｌｔ＋　Ｖ
　ｂｅ２の関係を満足するＶｌｎを供給する必要があり
、第５図に示す回路にあっては、得ようとする出力電圧
Ｖｏｌｔに対して、 Ｖｉｎ≧Ｖｏｕｔ　＋Ｖｃｅ８（ｓａｔ）の関係を満足
するＶｌｎを供給する必要がある。但し、Ｖｅｅｒ（ｓ
ａｔ）は制御トランジスタ６が飽和状態であるときのコ
レクタ・エミッタ間電圧である。

そして、一般に、Ｖｂｅ−０，７Ｖとすると、Ｖｃｅ（
ｓａｔ）　−０，２Ｖであって、Ｖ　ｂｅ＞　Ｖ　ｃｅ
（ｓａｔ）であるため、与えた入力に対する無効電圧が
小さくて済むという点では、第５図のものが第４図のも
のより有利である。

しかしながら、この第５図に示すものにあっては、差動
増幅器１０を駆動するのに電流源１３まで必要としてお
り、この点からは第４図のものより余計にエネルギを必
要とするものとなっており、両者、共に一長一短である
と言える。

（発明が解決しようとする課題） このように、従来の電圧源回路はエネルギの消費が非効
率的な点があった。

本発明は、上記従来技術の有する問題点に鑑みてなされ
たもので、その目的とするところは、電流源なしに差動
増幅器を用いることができるようにし、もって、エネル
ギの消費効率を向上させた電圧源回路を提供することに
ある。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明の電圧源回路は、制御トランジスタのベース電流
を調節する差動増幅器として互いに逆極性の２個のトラ
ンジスタを組合わせたコンプリメンタリ回路を用いたこ
とを特徴とするもので、その基本的構成は、ベースが基
準電圧入力端子に接続され且つコレクタが制御トランジ
スタのベースに接続されたｎｐｎ形構造の第１のトラン
ジスタと、ベースが分圧回路の分圧点に接続され且つコ
レクタが電位基準点に接続されたｐｎｐ形構造の第２の
トランジスタとを有し、これら第１のトランジスタ及び
第２のトランジスタのエミッタ同志が接続される、とい
うものである。

（作　用） 本発明によれば、基準電圧と分圧回路の分圧点における
電圧との差に応じた出力電流が第１のトランジスタのコ
レクタに生じ、この出力電流が制御トランジスタのベー
ス電流となり、これによって出力電圧ｖ　ｏｕｔが制御
されるように動作し、定電流源など必要としない差動増
幅器タイプの定電圧源か得られる。

（実施例） 以下に本発明の実施例について図面を参照しつつ説明す
る。

第１図は本発明に係る電圧源回路の一実施例の回路図で
ある。

この第１図において、まず、１４は分圧回路であり、こ
の分圧回路１４は、順方向のダイオード１５．１６と抵
抗器１７とがその順に接続された直列回路からなり、ダ
イオード１５のアノードが出力端子Ｂに接続され、抵抗
器１７の一端が電位基準点Ｃに接続され、ダイオード１
６のカソードと抵抗器１７の他端部との接続点が分圧点
Ｅとされている。ダイオード１５．１６はそれぞれ０．
７ｖの順方向電圧を有する。

１８は差動増幅器であり、この差動増幅器１８は、ｎｐ
ｎ形の第１のトランジスタ１９とｐｎｐ形の第２のトラ
ンジスタ２０とからなっている。

第１のトランジスタ１９のベースは基準電圧入力端子り
に接続され、同コレクタは制御トランジスタ６のベース
に接続されている。第２のトランジスタ２０のベースは
分圧回路１４の分圧点Ｅに接続され、同コレクタは電位
基準点Ｃに接続されている。両トランジスタ１９．２０
のエミッタは共通に接続されている。

この構成において、分圧点Ｅの電圧が基準電圧より下が
ると、第２のトランジスタ２０のベース電位が下がるた
めに、そのベース電流が増加し、伴って第１のトランジ
スタ１９のベース・エミッタ間電圧が上昇するため、そ
のコレクタ電流、即ち、トランジスタ６のベース電流が
増加し、出力端子Ｂの電圧が上昇するようになる。

このような動作が、負荷ＲＬの変動に応じて行われるた
め、出力端子Ｂの電圧は一定に保持されるように制御さ
れる。

ここで、式による解析を示す。

第１のトランジスタ１９のベース・エミッタ間電圧をＶ
　ｂｃ１９、第２のトランジスタ２０のベース・エミッ
タ間電圧をＶ　ｂｅ２０、分圧回路１４の両端の電圧を
■１、分圧点Ｅの電圧をｖ２とすると、分圧点Ｅの電圧
Ｖ２は、 Ｖ２−Ｖｒｅ［’　−Ｖｂｅ１９−Ｖｂｅ２０−−−式
１また、分圧回路１４の分圧比は、 β−Ｖ２　／Ｖｌ・・・式２ ここで、Ｖｌは出力電圧Ｖ　ｏｕｔに相当するから、結
局、この出力電圧Ｖｏｕｔは、 Ｖｏｕｔ−１／β（Ｖｒｅｌ’　−Ｖｂｅ１９−Ｖｂｅ
２０）・・・式３ となり、制御トランジスタ６が飽和状態まで動作する。

なお、ダイオード１５．１６それぞれの順方向電圧をｖ
ｒとすると、Ｖ　ｂｅ１９−　Ｖ　ｂｅ２０−　Ｖ　ｆ
である。

そして、制御トランジスタ６が飽和状態まで動作したと
きの無効電圧（Ｖｉｎ−Ｖｏｕｔ　）　ｍｉｎは、（Ｖ
　ｌｎ　−Ｖｏｕｔ　）　ｗｉｎ　−ＶｃｅＧ（ｓａｔ
）　−０，２（ｖ）となり、入力端子ＡへのＶｌｎは、
このＶ　ｃｅ６（ｓａｔ）−０，２（Ｖ）をもって、Ｖ
１ｎ≧Ｖｏｕｔ　−Ｖｃｅ６の関係を満足すれば良いも
のである。

第２図は本発明に係る電圧源回路の第２の実施例の回路
図であり、この実施例では、基準電圧Ｖ　ｒｅｒをＶｌ
ｎより得るようにしている。

この図において、２１はＶｉｒ＋を分割する分圧回路で
、その一端は入力端子Ａに接続され、他端は電位基準点
Ｃに接続されている。この分圧回路２１は抵抗器２２と
ダイオード２３〜２５がその順に接続された直列回路か
らなり、ダイオード２３〜２５は各々０，７ｖの順方向
電圧を有している。

この実施例の回路の電圧制御動作は、基本的には第１図
のものと同じである。

そこで、この回路の式による解析を示すと次のようにな
る。

Ｖ２−Ｖｌ　−２Ｖｆ　−Ｖｏｕｔ　−２Ｖｆ　−・・
式４ダイオード２３〜２５の順方向電圧もＶｆであるか
ら、 Ｖｒｅｆ　＝３Ｖｆ＝−式５ ％式％ の関係ならびに式１、式４及び式５から、３Ｖ［’　−
Ｖｆ　−Ｖｆ　−Ｖｏｕｔ　−２Ｖｆ’’、Ｖｏｕｔ　
−３Ｖｒ となるものである。

第３図は本発明に係る電圧源回路の第３の実施例の回路
図であり、この実施例は、分圧回路を変更したものであ
る。

この図において、符号２６で示すものがその分圧回路で
あり、この分圧回路２６はｎｐｎ形のトランジスタ２７
と抵抗器２８〜３０とからなっており、抵抗器２８〜３
０はその順に直列に接続され、抵抗器２８の一端が出力
端子Ｂに接続され、抵抗器３０の一端が電位基準点Ｃに
接続されている。トランジスタ２７のベースは抵抗器２
８と抵抗器２９との接続点に接続され、同コレクタは出
力端子已に接続され、同エミッタは抵抗器２９と抵抗器
３０との接続点に接続されている。この抵抗器２９と抵
抗器３０との接続点が分圧点Ｅとされている。

この実施例も電圧源回路としての動作は前記２つの実施
例と基本的に同じである。

そこで、この分圧回路２６の分圧点Ｅにおける電圧を式
によって示すと下記のようになる。

Ｖｌ　−ＶｏｕＬ　−Ｖ２　＋Ｖｂｅ＋　（Ｒ２ｇ／Ｒ
２９）　Ｖｂｅ、’、Ｖ２−Ｖｌ　−Ｖｂｅ　−（Ｒ２
ｇ／Ｒ２９）　Ｖｂｅ−Ｖｌ　−（１＋　（Ｒ２ｇ／Ｒ
２９）　）　Ｖｂｅである。

以上、図示実施例について説明したが、本発明はこれら
に限定されるものではない。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、制御トランジスタ
のベース電流を調節する差動増幅器として互いに逆極性
の２個のトランジスタを組合わせたコンプリメンタリ回
路を用いたから、基準電圧と分圧回路の分圧点における
電圧との差に応じた出力電流が第１のトランジスタのコ
レクタに生じ、この出力電流が制御トランジスタのベー
ス電流となるように動作し、このように差動増幅器とし
ての動作を得るのに定電流源などは必要としないため、
エネルギの消費効率が向上するという効果を奏する。

また、差動増幅器を定電流源なしで用いることかできる
ことから、回路構成素子数を少なくすることができ、Ｉ
Ｃ化に有利なものとなっている。

の回路図、第４図は一従来例の回路図、第５図は他の従
来例の回路図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 エミッタが被制御電圧入力端子、コレクタが電圧出力端
   子に夫々接続され、そのベース電流に応じて前記電圧出
   力端子における出力電圧を制御する第１極性の制御トラ
   ンジスタからなる電圧制御回路と、 一端が前記電圧出力端子に接続され且つ他端が電位基準
   点に接続され前記電圧出力端子における出力電圧を分圧
   する分圧回路と、 基準電圧が印加される基準電圧入力端子を具備し、該基
   準電圧と前記分圧回路の分圧点における電圧とを比較す
   ることにより前記定電圧出力端子における誤差電圧を検
   出し、その検出値に従って前記制御トランジスタのベー
   ス電流を調節する差動増幅器と、 を備え、 該差動増幅器は、ベースが前記基準電圧入力端子に接続
   され且つコレクタが前記制御トランジスタのベースに接
   続された前記第１極性と異なる第２極性の第１のトラン
   ジスタと、ベースが前記分圧回路の前記分圧点に接続さ
   れ且つコレクタが前記電位基準点に接続された前記第１
   極性の第２のトランジスタとを有し、これら第１のトラ
   ンジスタ及び第２のトランジスタのエミッタ同志が接続
   されてなるコンプリメンタリ回路として構成されている
   、 ことを特徴とする電圧源回路。