JPH04120123U - トランジスタ定電圧回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 使用部品を最小限の数及び大きさのものと
し、かつ、実装時の占有面積を削減したトランジスタ定
電圧回路の提供。 【構成】 電圧安定化用トランジスタ１のコレクタとベ
−ス間に抵抗素子、ベ−スと基準電位点間に定電圧素子
３をそれぞれ接続してなるトランジスタ定電圧回路にお
いて、前記抵抗素子として定電流特性を持つように接続
された電界効果トランジスタ７を用いた。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、トランジスタ定電圧回路に係わり、特に、電圧安定化用トランジス タのコレクタ−ベ−ス間に接続される抵抗が許容電力容量の増大とともに大型化 されるのを防ぎ、それによって当該トランジスタ定電圧回路の実装基板のスペ− スファクタを改良するようにしたトランジスタ定電圧回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、トランジスタ定電圧回路は、図２に示すような回路構成が採用されてい た。

【０００３】 図において、１は電圧安定化用トランジスタ、２は抵抗、３はツエナダイオ− ド、４はキャパシタ、５は非安定電圧の入力端子、６は安定化電圧の出力端子で ある。

【０００４】 そして、電圧安定化用トランジスタ１のコレクタ−ベ−ス間には抵抗２が接続 され、同トランジスタ１のベ−スと基準電位点（接地電位点）間にはツエナダイ オ−ド３及びキャパシタ４が並列接続されている。また、同トランジスタ１のコ レクタは非安定電圧の入力端子５に接続され、同トランジスタ１のエミッタは安 定化電圧の出力端子６に接続されている。

【０００５】 このトランジスタ定電圧回路は、以下に述べるように動作する。

【０００６】 電圧安定化されていない変動電圧＋Ｖｃｃが非安定電圧の入力端子５に供給さ れると、当該変動電圧＋Ｖｃｃは抵抗２及びツエナダイオ−ド３からなる直列回 路で分圧され、その分圧電圧が電圧安定化用トランジスタ１のベ−スに印加され るが、同トランジスタ１のベ−ス電圧はツエナダイオ−ド３のツエナ電圧によっ て安定化されているので、当該変動電圧＋Ｖｃｃの電圧値に関係なく同トランジ スタ１のエミッタ電圧も同様に安定化され、安定化電圧の出力端子６からほぼ一 定の値を持つ出力電圧＋Ｂが取り出される。

【０００７】 ところで、前記トランジスタ定電圧回路においては、供給される変動電圧＋Ｖ ｃｃにおける変動分を全て抵抗２が吸収するように構成されているため、前記変 動電圧＋Ｖｃｃの電圧値に応じて抵抗２で消費される電力は異なってくる。

【０００８】 この点を具体的に説明すると、例えば、前記変動電圧Ｖｃｃが１０Ｖ乃至１６ Ｖの範囲で変動するときに、安定化電圧の出力端子６に、９Ｖの電圧＋Ｂと、１ ００ｍＡの電流とを有する出力を得ようとした場合、抵抗２の必要とする抵抗値 Ｒを求めて見ると、次のようになる。

【０００９】 但し、トランジスタ１は、その電流増幅率ｈ_feが１００、そのエミッタ電流値 Ｉｅが１００ｍＡ、そのベ−ス−エミッタ間電圧Ｖｂｅが０．６Ｖ、その最大許 容電力Ｐｃが２Ｗ（２５℃）であるものとし、ツエナダイオ−ド２は、そのツエ ナ電圧Ｖｚが９．６Ｖ、その電流Ｉｚが０．５ｍＡ、その最大許容電力Ｐｚが４ ００ｍＷであるものとする。。

【００１０】 以上の設定条件によれば、トランジスタ１のベ−ス電流Ｉｂは、Ｉｂ＝Ｉｅ／ ｈ_feの関係から、１００ｍＡ／１００で最小１ｍＡになり、このときに抵抗２を 流れる電流値Ｉｒは、１ｍＡ＋０．５ｍＡで１．５ｍＡになる。

【００１１】 抵抗２の抵抗値Ｒを求めるには、変動電圧＋Ｖｃｃの電圧値が最小になる場合 、ここでは＋Ｖｃｃ＝１０Ｖのときの抵抗値を求めればよく、このときにはトラ ンジスタ１のベ−ス−エミッタ間電圧Ｖｂｅは、１０．０Ｖ−９．６Ｖで０．４ Ｖになるから、抵抗２の抵抗値Ｒは、０．４Ｖ／１．５ｍＡで２６６．７Ωにな り、結局、抵抗値Ｒとして２４０Ωのものを使用するのが好適である。

【００１２】 そして、抵抗２の抵抗値Ｒとして２４０Ωのものを使用したときには、抵抗２ を流れる実効電流値Ｉｒは１．６７ｍＡになり、このときに抵抗２で消費される 電力Ｐｒは、Ｐｒ＝（Ｉｒ）² ・Ｒの関係から、（１．６７ｍＡ）² ・２４０Ω で０．６７Ｗになる。また、このときのツエナダイオ−ド３で消費される電力Ｐ ｚを求めると、Ｐｚ＝Ｖｚ・Ｉｚの関係から、９．６Ｖ・０．６７ｍＡで６．４ ｍＷになる。

【００１３】 一方、変動電圧＋Ｖｃｃが最大値の１６Ｖのときの抵抗２を流れる実効電流値 Ｉｒは２７ｍＡで、このときに抵抗２で消費される電力Ｐｒは０．１７５Ｗ、ツ エナダイオ−ド３で消費される電力Ｐｚは０．２５Ｗになる。

【００１４】

【考案が解決しようとする課題】

前述のトランジスタ定電圧回路において、環境条件として普通６０℃の動作に 耐え得るように構成する必要があり、そのためには各部品、特に、抵抗２とツエ ナダイオ−ド３に考慮を払い、抵抗２として３３％、ツエナダイオ−ド３として ５５％のデレ−テイング設定を行わなければならない。

【００１５】 このデレ−テイングを考慮した場合、２５℃における抵抗２で消費される電力 をＰｒ’、ツエナダイオ−ド３で消費される電力をＰｚ’とすれば、変動電圧＋ Ｖｃｃが最大値の１６Ｖのときの抵抗２で消費される電力Ｐｒ’及びツエナダイ オ−ド３で消費される電力Ｐｚ’をそれぞれ求めると、Ｐｒ’は０．５２５Ｗ、 Ｐｚ’は０．４５５Ｗになる。

【００１６】 従って、実際には、抵抗２として２４０Ω、１Ｗのものを用いればいいものの 、ツエナダイオ−ド３は前記０．４５５Ｗの消費電力Ｐｚ’がその最大許容電力 Ｐｚである４００ｍＷ（０．４Ｗ）を越えてしまうため、前述のようなツエナダ イオ−ド３を用いたときにはそれが破壊されてしまうという危険性がある。

【００１７】 ところで、この危険性を解消する手段としては、当該ツエナダイオ−ド３とし て４．８Ｖのツエナ電圧を有するツエナダイオ−ドを２個直列に接続し、前記０ ．４５５Ｗの消費電力Ｐｚ’を双方のツエナダイオ−ドに分担消費させる方法が あるが、このような方法を採用すると、前記１Ｗの抵抗２の使用を含めて、当該 トランジスタ定電圧回路の実装時の占有面積が相当大きなものになってしまうと いう問題点を有するものである。

【００１８】 本考案は、このような問題点を解消するために考案されたもので、その目的と するところは、使用部品を最小限の数及び大きさのものとし、かつ、実装時の占 有面積を削減したトランジスタ定電圧回路を提供することにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】

前記目的に達成のために、本考案は、電圧安定化用トランジスタのコレクタと ベ−ス間に抵抗素子、ベ−スと基準電位点間に定電圧素子をそれぞれ接続してな るトランジスタ定電圧回路において、前記抵抗素子として定電流特性を持つよう に接続された電界効果トランジスタを用いてなる手段を具備している。

【００２０】

【作用】

本考案によれば、電圧安定化用トランジスタのコレクタとベ−ス間の抵抗素子 として、定電流特性を持つように接続された電界効果トランジスタを用いるよう にしており、このときには電圧安定化用トランジスタのコレクタとベ−ス間を流 れる電流、即ち、定電流特性を持つように接続された電界効果トランジスタを流 れる電流が制限されるので、電圧安定化用トランジスタのベ−スと基準電位点間 に接続された定電圧素子、即ち、ツエナダイオ−ドに流れる電流も所定値以下に 制限され、当該ツエナダイオ−ドを１個用いたとしてもそれが破壊されることは ない。

【００２１】 また、本考案のトランジスタ定電圧回路は、前記ツエナダイオ−ドを１個だけ 使用していること、及び、１Ｗ程度の抵抗に比べて相当小さい前記電界効果トラ ンジスタを使用していることの２つの理由によって、その実装時の占有面積を従 来のこの種のものに比べてかなり削減することが可能になる。

【００２２】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図面を用いて説明する。

【００２３】 図１は、本考案に係わるトランジスタ定電圧回路の１実施例を示す回路構成図 である。

【００２４】 図において、１は電圧安定化用トランジスタ、３はツエナダイオ−ド、４はキ ャパシタ、５は非安定電圧の入力端子、６は安定化電圧の出力端子、７は電界効 果トランジスタであり、図２に示された従来の回路（以下、これを従来回路とい う）の構成要素と同じ構成要素については同じ符号を付している。

【００２５】 そして、電界効果トランジスタ７は、そのゲ−トがソ−スまたはドレインに接 続されて、ソ−スとドレイン間において定電流特性が得られるように構成されて おり、この電界効果トランジスタ７が電圧安定化用トランジスタ１のコレクタと ベ−ス間に接続配置されている。この他に、同トランジスタ１のベ−スと基準電 位点（接地電位点）間にはツエナダイオ−ド３及びキャパシタ４が並列接続され ており、また、同トランジスタ１のコレクタは非安定電圧の入力端子５に接続さ れ、同トランジスタ１のエミッタは安定化電圧の出力端子６に接続されている点 は従来回路と同じ回路構成になっている。

【００２６】 本実施例に示されているトランジスタ定電圧回路は、基本的に、従来回路と同 じ動作を行う。

【００２７】 即ち、電圧安定化されていない変動電圧＋Ｖｃｃが非安定電圧の入力端子５に 供給されると、当該変動電圧＋Ｖｃｃは電界効果トランジスタ７及びツエナダイ オ−ド３からなる直列回路で分圧されるが、このとき当該直列回路を流れる電流 が当該電界効果トランジスタ７の定電流特性によって制限された状態で、電圧安 定化用トランジスタ１のベ−スに前記分圧電圧が印加される。このときにも従来 回路と同様に、同トランジスタ１のベ−ス電圧がツエナダイオ−ド３のツエナ電 圧によって安定化されているので、当該変動電圧＋Ｖｃｃの電圧値に関係なく同 トランジスタ１のエミッタ電圧も同様に安定化され、安定化電圧の出力端子６か らほぼ一定の値を持つ出力電圧＋Ｂが取り出される。

【００２８】 この場合、本実施例の回路にも従来回路において設定した条件と同じ条件を設 定し、この設定条件下においてツエナダイオ−ド３で消費される電力Ｐｚを求め て見る。

【００２９】 本実施例の回路では、変動電圧＋Ｖｃｃが１０乃至１６Ｖの範囲内で変化した としても、電界効果トランジスタ７の定電流特性によって電界効果トランジスタ ７の出力側に供給される、即ち、ツエナダイオ−ド３に供給される電流値は一定 であるから、ツエナダイオ−ド３で消費される電力Ｐｚは従来回路で求めたよう に、変動電圧＋Ｖｃｃが１６Ｖのときは６．１ｍＷ、変動電圧＋Ｖｃｃが１０Ｖ のときは６．４ｍＷになるに過ぎず、これらの値はツエナダイオ−ド３の最大許 容電力Ｐｚである４００ｍＷには程遠いものであるから、前記変動電圧＋Ｖｃｃ の値如何によってツエナダイオ−ド３が破壊される危険性は皆無になる。

【００３０】 また、本実施例の回路は、従来回路に比べて、ツエナダイオ−ド３の数は１個 で済み、しかも、従来回路に用いていた大電力用の抵抗の代わりに小型軽量の電 界効果トランジスタ７を用いているので、当該トランジスタ定電圧回路を実装し た場合の占有面積が十分小さくなり、実装時のスペ−スファクタを有効に改善す ることができる。

【００３１】 さらに、本実施例の回路は、従来回路に比べて、前記抵抗の代わりに電界効果 トランジスタ７を用いているに過ぎないものであるから、何等複雑な回路構成を 採用する必要がなく、安価に構成できるものである。

【００３２】 なお、本実施例に用いられている定電流特性を有する電界効果トランジスタ７ の代わりに、他の定電流特性を有する素子、例えば、トランジスタ定電流回路、 低電流ダイオ−ド等を用いることも考えられるが、定電流特性を有する電界効果 トランジスタ７を用いた場合には、最大のコスト／スペ−ス特性を得ることがで きるものである。

【００３３】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案によれば、電圧安定化用トランジスタ１のコレク タとベ−ス間に定電流特性を有する電界効果トランジスタ７を配置接続するよう に構成したので、変動電圧＋Ｖｃｃがかなり大幅に変わったとしても、同トラン ジスタ１のベ−スと基準電位点（接地電位点）間に接続されたツエナダイオ−ド ３を破壊することがないという効果を奏する。

【００３４】 また、本考案によれば、ツエナダイオ−ド３を複数個使用する必要がなく、し かも、抵抗に代えて小型軽量の電界効果トランジスタ７を用いているので、当該 トランジスタ定電圧回路を実装した場合の占有面積が十分小さくなり、実装時の スペ−スファクタを有効に改善することができるという効果を奏する。

【００３５】 さらに、本考案によれば、何等複雑な回路構成を採用する必要がなく、安価に 構成できるという効果も奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係わるトランジスタ定電圧回路の１実
施例を示す回路構成図である。

【図２】従来のトランジスタ定電圧回路の例を示す回路
構成図である。

【符号の説明】

１ 電圧安定化用トランジスタ ２ 抵抗 ３ ツエナダイオ−ド ４ キャパシタ ５ 非安定電圧の入力端子 ６ 安定化電圧の出力端子 ７ 電界効果トランジスタ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 電圧安定化用トランジスタのコレクタと
   ベ−ス間に抵抗素子、ベ−スと基準電位点間に定電圧素
   子をそれぞれ接続してなるトランジスタ定電圧回路にお
   いて、前記抵抗素子として定電流特性を持つように接続
   された電界効果トランジスタを用いたことを特徴とする
   トランジスタ定電圧回路。