JPH04127602A - Output circuit for operational amplifier - Google Patents

Output circuit for operational amplifier

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JPH04127602A
JPH04127602A JP2248223A JP24822390A JPH04127602A JP H04127602 A JPH04127602 A JP H04127602A JP 2248223 A JP2248223 A JP 2248223A JP 24822390 A JP24822390 A JP 24822390A JP H04127602 A JPH04127602 A JP H04127602A
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JP
Japan
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transistor
emitter
output
current
base
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JP2248223A
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Japanese (ja)
Inventor
Masahiro Segami
雅博 瀬上
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Yokogawa Electric Corp
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Yokogawa Electric Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To realize the output circuit for an operational amplifier with a low output impedance up to a set maximum current by selecting a current switch comprising two transistors(TRs) of a same characteristic to protect a over current. CONSTITUTION:Bases of TRs Q5 and Q9 connect to a collector of a TR Q3 and an emitter of a TR Q4, and bases of TRs Q6 and Q10 connect to a collector of a TR Q2 and an emitter of a TR Q1. Moreover, let an IS of the TRs Q9, Q10 be smaller than an IS of the TRs Q5, Q6, and since no series resistor is inserted to emitters of the TRs Q5, Q6, the output impedance is low and the circuit is suitable for an operational amplifier at a high processing speed with high accuracy.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、過電流保護回路を有するオペアンプの出力回
路に関し、特にその特性を改善したオペアンプの出力回
路に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to an operational amplifier output circuit having an overcurrent protection circuit, and more particularly to an operational amplifier output circuit with improved characteristics.

(従来の技術) オペアンプはアナロク電子計算機の演算要素として用い
られる増幅器である。二のオペアンプに動作中に過電流
か流れて破壊するのを防止するために、過電流保護回路
を設けている。第3図は従来用いられている過電流保護
回路を付加したオペアンプの出力回路の一例を示す図で
ある。図において、NPN トランジスタQ1のエミッ
タとNPN hランジスタQ2のコレクタとは抵抗R1
を介して接続されており、トランジスタQ2のエミッタ
は抵抗R2を介して電源V。に接続されている。
(Prior Art) An operational amplifier is an amplifier used as a calculation element of an analog electronic computer. An overcurrent protection circuit is provided to prevent overcurrent from flowing through the second operational amplifier and damaging it during operation. FIG. 3 is a diagram showing an example of an output circuit of an operational amplifier to which a conventionally used overcurrent protection circuit is added. In the figure, the emitter of NPN transistor Q1 and the collector of NPN h transistor Q2 are connected to resistor R1.
The emitter of transistor Q2 is connected to power supply V through resistor R2. It is connected to the.

又、エミッタか抵抗R3を介して電源V。Cに接続され
ているPNP トランジスタQ3のコレクタは抵抗R4
を介してPNPトランジスタQ4のエミッタに接続され
ており、トランジスタQ4のコレクタはVEEに接続さ
れいる。電圧V11V2は定電流源トランジスタQ11
Q2のバイアス電圧としてベースに供給されている。又
、入力端子1はトランジスタQ11Q4のベースに接続
されている。
Also, the power supply V is connected to the emitter through the resistor R3. The collector of the PNP transistor Q3 connected to C is the resistor R4.
, and the collector of transistor Q4 is connected to VEE. Voltage V11V2 is constant current source transistor Q11
It is supplied to the base as the bias voltage of Q2. Further, input terminal 1 is connected to the base of transistor Q11Q4.

NPN l−ランジスタQ、のコレクタはVCCに接続
され、エミッタは抵抗R9を介して出力端子2に接続さ
れ、PNPトランンスタQ6のエミッタは抵抗R6を介
して出力端子2に接続され、コレクタは■5Eに接続さ
れいる。又、トランジスタQ3のコレクタとトランジス
タQ5のベースとは接続されており、トランジスタQ2
のコレクタとトランジスタQ6のベースとは接続されて
いる。
The collector of the NPN l-transistor Q is connected to VCC, the emitter is connected to the output terminal 2 through the resistor R9, the emitter of the PNP transistor Q6 is connected to the output terminal 2 through the resistor R6, and the collector is connected to the connected to. Further, the collector of transistor Q3 and the base of transistor Q5 are connected, and the collector of transistor Q3 is connected to the base of transistor Q5.
The collector of Q6 and the base of transistor Q6 are connected.

NPN I−ランジスタQ7のコレクタはトランジスタ
Q3のコレクタとトランジスタQ5のベースに、エミッ
タは出力端子2に、ベースはトランジスタQ、のエミッ
タに接続されている。トランジスタQ8のエミッタは出
力端子2に、ベースはトランジスタQ6のエミッタに、
コレクタはトランジスタQ6のベースと、トランジスタ
Q2のコレクタに接続されている。トランジスタQ+”
Q6及び抵抗R4〜R6はプッンユプル増幅器としての
オペアンプを構成しており、トランジスタQ7Q8と抵
抗R1,R6は過電流保護回路として動作している。
The collector of NPN I-transistor Q7 is connected to the collector of transistor Q3 and the base of transistor Q5, the emitter to output terminal 2, and the base to the emitter of transistor Q. The emitter of transistor Q8 is connected to output terminal 2, the base is connected to the emitter of transistor Q6,
The collector is connected to the base of transistor Q6 and the collector of transistor Q2. Transistor Q+”
Q6 and resistors R4 to R6 constitute an operational amplifier as a pull-up amplifier, and transistors Q7Q8 and resistors R1 and R6 operate as an overcurrent protection circuit.

次に、このオペアンプの動作を説明する。入力端子1に
入力信号が無いときにトランジスタQ3とトランジスタ
Q2はベースに人力されているバイアス電圧■1とV2
によりオンになっている。
Next, the operation of this operational amplifier will be explained. When there is no input signal at input terminal 1, transistors Q3 and Q2 have bias voltages 1 and V2 applied to their bases.
It is turned on by

トランジスタQ3のコレクタ電流IC3はトランジスタ
Q4のエミッタ電流を供給すると共に、トランジスタQ
、のベース電流として人力され、トランジスタQ、のエ
ミッタ電流IE’iを流すことにより抵抗R5に電流■
。を流す。トランジスタQ2も同様にコレクタ電1yl
tlc2はトランジスタQ1のエミッタ電流を供給する
と共に、トランジスタQ6のベース電流として入力され
、トランジスタQ6のエミッタ電流IE6を流すことに
より抵抗R6に電流■。を流す。この時点ては抵抗R5
,R6を流れる電流は等しく出力端子2における出力電
流は0である。
The collector current IC3 of the transistor Q3 supplies the emitter current of the transistor Q4, and also supplies the emitter current of the transistor Q4.
, and the emitter current IE'i of the transistor Q, flows through the resistor R5.
. flow. Similarly, the collector voltage of transistor Q2 is 1yl.
tlc2 supplies the emitter current of the transistor Q1 and is also inputted as the base current of the transistor Q6, and by causing the emitter current IE6 of the transistor Q6 to flow, a current 2 is applied to the resistor R6. flow. At this point, resistor R5
, R6 are equal, and the output current at output terminal 2 is zero.

次に、入力端子1に信号か人力された場合について説明
する。トランジスタQ11Q4はトランジスタQ2.Q
Bによって一定電流でバイアスされているのでそのペー
スエミッタ間電圧VBEは一定(0,7V)である。更
に、トランジスタQ、。
Next, a case where a signal is input manually to the input terminal 1 will be explained. Transistors Q11Q4 are transistors Q2. Q
Since it is biased with a constant current by B, its pace emitter voltage VBE is constant (0.7V). Furthermore, a transistor Q.

Q6のどちらかには必ずコレクタ電流が流れるため、ト
ランジスタQ9.Q6のどちらかのベースエミッタ間電
圧VBEはほぼ0. 7V (VBHの典型値)になる
。従って入力端子1と出力端子2はほぼ同電位となり、
出力端子2の電位と負荷に応した電流が出力端子2に現
れる。
Since collector current always flows through either transistor Q6. The base-emitter voltage VBE of either Q6 is approximately 0. 7V (typical value of VBH). Therefore, input terminal 1 and output terminal 2 have almost the same potential,
A current appears at the output terminal 2 according to the potential of the output terminal 2 and the load.

今、入力信号の正のサイクルにおいて、過電流か流れる
と、R9を流れる電流I。が大きくなり、IoR1≧0
,4■になるとトランジスタQ7のベース−エミッタ電
圧が高くなるため、トランジスタQ7かオンとなり、ト
ランジスタQ、のべ−スミ流をトランジスタQ7のコレ
クタ電流が引き抜くようになり、トランジスタQ5のエ
ミッタ電流か減少しI。の増加を妨げる。Ioか増えて
、IoR1=0.7V (トランジスタのペースエミッ
タ間電圧VB。の典型値)を満足する値となると、トラ
ンジスタQ7は完全なオン状態となり、トランジスタQ
5のベース電流が最小値となってトランジスタQ、のエ
ミッタ電流は最小値となり、出力電流がこの値に制限さ
れる。人力信号の負のサイクルにも同様に動作する。
Now, when an overcurrent flows during the positive cycle of the input signal, current I flows through R9. becomes larger, IoR1≧0
, 4■, the base-emitter voltage of transistor Q7 increases, so transistor Q7 turns on, and the collector current of transistor Q7 pulls out the base current of transistor Q, and the emitter current of transistor Q5 decreases. Shi I. prevents the increase in When Io increases to a value that satisfies IoR1 = 0.7V (a typical value of the transistor's pace-emitter voltage VB), transistor Q7 becomes completely on, and transistor Q
The base current of transistor Q becomes the minimum value, the emitter current of transistor Q becomes the minimum value, and the output current is limited to this value. The same applies to the negative cycle of the human input signal.

(発明が解決しようとする課題) ところで、過電流保護回路はトランジスタQ7゜Q8の
VBBを基準にして最大電流を設定するので、最大電流
の温度依存性が−0,3%/℃程度となり大きいという
問題点かある。又、過電流保護機能か働き始めてから完
全に制限するまでの遷移区間が大きい。この状態を第4
図に示しである。図は負荷抵抗と出力電流の関係曲線で
ある。図で明らかなように温度変化による出力電流の変
動は大きく、又、遷移区間か長い。遷移区間では増幅器
の出力インピーダンスか増大しており、周波数特性やり
ニアリティの劣化を牛しる。又、抵抗R9R6の抵抗値
か大きいと、出力電流■。の僅かな増加によりトランジ
スタQ7.Q8のベース電圧か上昇して過電流保護機能
か動作するので、抵抗R6,R6を大きくすることがで
きず、100Ω以下にする必要か生し、低抵抗の使えな
いプロセスではこの保護回路は使えない。
(Problem to be Solved by the Invention) By the way, since the overcurrent protection circuit sets the maximum current based on the VBB of the transistors Q7 and Q8, the temperature dependence of the maximum current is about -0.3%/°C, which is large. There is a problem. Also, the transition period from when the overcurrent protection function starts working until it is completely restricted is long. This state is the fourth
It is shown in the figure. The figure shows the relationship curve between load resistance and output current. As is clear from the figure, the output current fluctuates greatly due to temperature changes, and the transition period is long. In the transition section, the output impedance of the amplifier increases, leading to deterioration of frequency characteristics and linearity. Also, if the resistance value of resistor R9R6 is large, the output current will be ■. Due to the slight increase in transistor Q7. Since the base voltage of Q8 rises and the overcurrent protection function is activated, it is not possible to increase the resistors R6 and R6, and it is necessary to make them 100Ω or less. This protection circuit cannot be used in processes where low resistance cannot be used. do not have.

本発明は上記の点に鑑みてなされたちのて、その目的は
、設定最大電流まで出力インピーダンスの低いオペアン
プの出力回路を実現することにある。
The present invention has been made in view of the above points, and its object is to realize an operational amplifier output circuit with low output impedance up to a set maximum current.

又、他の目的は、設定された最大電流における温度係数
の小さいオペアンプの出力回路を実現することにある。
Another object of the present invention is to realize an operational amplifier output circuit that has a small temperature coefficient at a set maximum current.

更に他の目的は低抵抗の使用ができないプロセスでも過
電流保護機能を有するオペアンプの出力回路を実現する
ことにある。
Still another object is to realize an operational amplifier output circuit having an overcurrent protection function even in a process in which low resistance cannot be used.

(課題を解決するための手段) 前記の課題を解決する本発明は、入力信号用トランジス
タとして働く第1のトランジスタと第2のトランジスタ
と、一定のバイアス電圧かベースに与えられていて定電
流源用トランジスタとして働く第3のトランジスタと第
4のトランジスタと、出力用トランジスタである第5の
トランジスタと第6のトランジスタとを具備するオペア
ンプの出力回路において、前記第3のトランジスタのエ
ミッタとそのエミッタが並列に接続され、前記第3のト
ランジスタとカレントスイッチを構成する第7のトラン
ジスタと、前記第4のトランジスタのエミッタとそのエ
ミッタが並列に接続され、前記′!J4のトランジスタ
とカレントスイッチを構成する第8のトランジスタと、
前記第3のトランジスタのコレクタ及び前記第2のトラ
ンジスタのエミッタの接続部にそのベースが接続され、
コレクタが前記第7のトランジスタのベースに接続され
ると共に出力電流検出用抵抗を経てVCCに接続され、
そのベースとエミッタが出力用トランジスタである前記
第5のトランジスタと並列に接続され、エミッタが出力
端子に接続されていて、前記第5のトランジスタのIs
よりも小さな値のIS値を有する出力電流検出用の第9
のトランジスタと、前記第4のトランジスタのコレクタ
及び第1のトランジスタのエミッタの接続部にそのベー
スが接続され、コレクタが前記第8のトランジスタのベ
ースと出力電流検出用抵抗を経てVE巳に接続され、そ
のベースとエミッタか出力トランジスタである前記第6
のトランジスタと並列に接続され、エミッタが出力端子
に接続されていて、前記第6のトランジスタの15より
も小さな値の15値を有する出力電流検出用の第10の
トランジスタとを具備することを特徴とするものである
(Means for Solving the Problems) The present invention for solving the above-mentioned problems consists of a first transistor and a second transistor that serve as input signal transistors, and a constant current source with a constant bias voltage applied to the base. In the output circuit of an operational amplifier, the output circuit of an operational amplifier includes a third transistor and a fourth transistor, which serve as transistors for use, and a fifth transistor and a sixth transistor, which serve as output transistors. A seventh transistor is connected in parallel and forms a current switch with the third transistor, and the emitter of the fourth transistor is connected in parallel, and the '! an eighth transistor constituting the J4 transistor and a current switch;
its base is connected to a connection between the collector of the third transistor and the emitter of the second transistor;
a collector is connected to the base of the seventh transistor and connected to VCC via an output current detection resistor;
Its base and emitter are connected in parallel with the fifth transistor, which is an output transistor, and its emitter is connected to the output terminal, and the fifth transistor Is
9th for output current detection with IS value smaller than
The base of the transistor is connected to the junction between the collector of the fourth transistor and the emitter of the first transistor, and the collector is connected to the base of the eighth transistor and the output current detection resistor through the output current detection resistor. , whose base and emitter are output transistors.
a tenth transistor for output current detection, which is connected in parallel with the transistor, has an emitter connected to the output terminal, and has a value of 15, which is smaller than 15 of the sixth transistor. That is.

(作用) 入力信号の正のサイクルにおいて、出力電流が第5のト
ランジスタにより供給される。出力電流が過電流になる
と第9のトランジスタのコレクタ電流が増加してコレク
タ電圧が低下する。そのため第7のトランジスタのベー
ス電圧が下って第3のトランジスタと切り替って第3の
トランジスタをオフとし、第5のトランジスタに供給し
ているベース電流を断って、出力用トランジスタである
第5のトランジスタをオフにして過電流を防1に、する
(Operation) In the positive cycle of the input signal, the output current is supplied by the fifth transistor. When the output current becomes an overcurrent, the collector current of the ninth transistor increases and the collector voltage decreases. Therefore, the base voltage of the seventh transistor decreases, switching it to the third transistor, turning off the third transistor, cutting off the base current supplied to the fifth transistor, and turning off the fifth transistor, which is the output transistor. Turn off the transistor to prevent overcurrent.

(実施例) 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第1図は本発明の一実施例の回路図である。図において
、第3図と同等の部分には同一の符号を付しである。従
ってトランジスタQ1〜Q6及び抵抗R2,R3は従来
のプッシュプル増幅器としてのオペアンプである。図中
Q、はそのベースとエミッタを出力用トランジスタであ
るNPN l−ランジスタQ、のベースとエミッタに並
列に接続した出力電流検出用NPN トランジスタ、Q
 toはそのベースとエミッタを出力用トランジスタで
あるPNP トランジスタQ6のベースとエミッタに並
列に接続した出力電流検出用であるPNP トランジス
タである。トランジスタQ、とトランジスタQ、のベー
スはトランジスタQ3のコレクタとトランジスタQ4の
エミッタに接続され、トランジスタQ6とトランジスタ
Qll’lのベースはトラン7スタQ2のコレクタとト
ランジスタQ1のエミッタに接続されている。又、トラ
ンジスタQ9とQloのI、はトランジスタQ、とQl
、のIsよりも小さいものとする。トランジスタQ11
はエミッタかトランジスタQ4の定電流源として動作す
るトランジスタQ3のエミッタに接続され、抵抗R3を
介してVCCに接続されており、コレクタかVEEに接
続され、ベースかトランジスタQ、のコレクタに接続さ
れているトラン7スタて、そのベースは抵抗R7を介し
てV。Cに接続されている。
FIG. 1 is a circuit diagram of an embodiment of the present invention. In the figure, parts equivalent to those in FIG. 3 are given the same reference numerals. Therefore, transistors Q1-Q6 and resistors R2 and R3 are operational amplifiers as conventional push-pull amplifiers. In the figure, Q is an output current detection NPN transistor whose base and emitter are connected in parallel to the base and emitter of an output transistor, NPN l-transistor Q.
to is a PNP transistor for output current detection whose base and emitter are connected in parallel to the base and emitter of a PNP transistor Q6, which is an output transistor. The bases of transistor Q and transistor Q are connected to the collector of transistor Q3 and the emitter of transistor Q4, and the bases of transistor Q6 and transistor Qll'l are connected to the collector of transistor Q2 and the emitter of transistor Q1. Also, I of transistors Q9 and Qlo are transistors Q and Ql.
, is smaller than Is of . Transistor Q11
is connected to the emitter of transistor Q3, which acts as a constant current source for transistor Q4, is connected to VCC through resistor R3, is connected to collector VEE, and is connected to the base or collector of transistor Q. The base of the transformer 7 is connected to V through resistor R7. Connected to C.

トランジスタQ 12はエミッタがトランジスタQの定
電流源として動作するトランジスタQ2のエミッタに接
続され抵抗R2を介してVERに接続されており、コレ
クタがVccに、ベースがトランジスタQ toのコレ
クタに接続されているトランジスタて、そのベースは抵
抗R8を介してVERに接続されている。
The emitter of the transistor Q12 is connected to the emitter of the transistor Q2, which operates as a constant current source for the transistor Q, and is connected to the VER via the resistor R2, the collector is connected to Vcc, and the base is connected to the collector of the transistor Qto. The base of the transistor shown in FIG. 1 is connected to VER through a resistor R8.

次に上記のように構成された実施例の動作を説明する。Next, the operation of the embodiment configured as described above will be explained.

第1図の実施例は入力信号の正のサイクルと負のサイク
ルにおいてその動作は相補的に行われるので正のサイク
ルのみについて説明する。従来例の第3図で説明した部
分の動作は同じなので省略して、本実施例に特異な部分
の動作のみを説明する。
In the embodiment of FIG. 1, the operation is performed complementary to the positive cycle and the negative cycle of the input signal, so only the positive cycle will be described. Since the operations of the parts explained in FIG. 3 of the conventional example are the same, they will be omitted, and only the operations of the parts unique to this embodiment will be explained.

入力端子]に入力される信号の正のサイクルにおいて、
出力端子2から正電流が出力される場合、トランジスタ
Q、のコレクタ電流がある設定値を超えないように設計
されている。今、トランジスタQ、の飽和電流IS5と
トランジスタQ9の飽和電流IS9の比をa(a)]5
)とする。
In the positive cycle of the signal input to the input terminal,
When a positive current is output from the output terminal 2, the collector current of the transistor Q is designed not to exceed a certain set value. Now, the ratio of the saturation current IS5 of transistor Q and the saturation current IS9 of transistor Q9 is a(a)]5
).

]IS.−aIs9          − (1)ト
ランジスタQ、とトランジスタQ5はVBEか同しなの
て、コレクタ電流IC9とIC9の比はaになる。即ち
、 I cq−a I c9           − (
2)トランジスタQ、のコレクタ電位V3は次式で与え
られる。
] IS. -aIs9- (1) Since the transistors Q and Q5 have the same VBE, the ratio of the collector currents IC9 and IC9 is a. That is, I cq-a I c9 − (
2) The collector potential V3 of the transistor Q is given by the following equation.

・・・ (3) (3)式から明らかなように1゜、か大きくなるとV3
は小さくなる。
... (3) As is clear from equation (3), when it increases by 1°, V3
becomes smaller.

トランジスタQ3とトランジスタQzから成るカレント
スイッチにおいて、そのスレショルドはバイアス電圧■
1てあって、通常の状態ではトランジスタQ3かオンで
トランジスタCh+かオフになっているが、(3)式で
分るようにIC’iか増えると■、か低下し、次式のよ
うな関係になる。
In the current switch consisting of transistor Q3 and transistor Qz, its threshold is the bias voltage ■
1, and under normal conditions, transistor Q3 is on and transistor Ch+ is off, but as shown in equation (3), as IC'i increases, ■ and decreases, as shown in the following equation. Become a relationship.

V3−V、             ・・・(4)(
3)式、(4)式から V  =Vcc      IC5−(5)■ が(5
)式の電圧値になった時、トランジスタQ3とトランジ
スタQ +1から成るカレントスイッチか切り替わり、
トランジスタQ3がオフ、トランジスタQ ++かオン
になる。トランジスタQ1はエミッタフォロワ用トラン
ジスタQ、の定電流源として働いていたちのであるか、
トランジスタQ、かオフになったため、トランジスタQ
4もオフとなって、トランジスタQ5のベース電流かな
くなり、トランジスタQ、もオフとなり、出力電流は0
となる。但し、実際にはトランジスタQヨQ4は完全に
0にはならない所でバランスか取れて、トランジスタQ
、のエミッタ電流もOになることはなく、従って、出力
電流の最大値は次式のようになる。
V3-V, ...(4)(
From equations 3) and 4, V = Vcc IC5-(5)■ becomes (5
), the current switch consisting of transistor Q3 and transistor Q+1 switches,
Transistor Q3 turns off and transistor Q++ turns on. Is transistor Q1 working as a constant current source for emitter follower transistor Q?
Transistor Q is turned off, so transistor Q
4 also turns off, the base current of transistor Q5 disappears, transistor Q also turns off, and the output current becomes 0.
becomes. However, in reality, transistor Q and Q4 are balanced so that they do not become completely zero, and transistor Q
The emitter current of , will never become O, and therefore, the maximum value of the output current will be as shown in the following equation.

IC5−(VCCV5)      ・=  (6)(
6)式のI。、か最大電流であって、この値を超すと過
電流保護回路か動作することになる。
IC5-(VCCV5) ・= (6)(
6) I of formula. , or the maximum current, and if this value is exceeded, the overcurrent protection circuit will operate.

以上説明したように本実施例によれば以下に示す効果か
ある。
As explained above, this embodiment has the following effects.

(イ)電流検出用トランジスタとして出力トランジスタ
Q11Q6のIsの1/aのIs値のトランジスタQ9
.Q、。を並列に接続しているため’ C9+  ’ 
CIOもIS、 / aとなり、従ッテ、電流電圧変換
用抵抗R7,R,に従来の回路のRq 、 R6に比し
て高抵抗値の抵抗を使用することかできる。
(a) As a current detection transistor, a transistor Q9 has an Is value of 1/a of the Is of the output transistors Q11 and Q6.
.. Q. 'C9+' because they are connected in parallel.
The CIO also becomes IS, /a, and it is possible to use a resistor with a higher resistance value than Rq and R6 in the conventional circuit for the current-voltage conversion resistors R7 and R.

(ロ)出力トランジスタQ、 Q6のエミッタに直列に
抵抗か挿入されていないため、出力インピーダンスが低
くなり、高速、高精度のオペアンプに適する。
(b) Since no resistor is inserted in series with the emitters of the output transistors Q and Q6, the output impedance is low, making it suitable for high-speed, high-precision operational amplifiers.

(ハ)過電流保護動作の際にカレントスイッチでバイア
ス電流を切り替える動作をするので、従来のトランジス
タのVBEを用いて切り替える方式に比べて遷移区間か
小さくてすむ。第2図に本実施例の出力電流特性を示す
。第4図の従来の特性に比へると明らかに小さくプよっ
ていることか分る。
(c) Since the current switch is used to switch the bias current during the overcurrent protection operation, the transition period can be smaller than the conventional switching method using the VBE of the transistor. FIG. 2 shows the output current characteristics of this example. It can be seen that the shift is clearly small when compared to the conventional characteristics shown in FIG.

(ニ)2個の同一特性のトランジスタて構成されるカレ
ントスイッチを切り替えることにより過電流保護をして
いるため、そのVBl、:が温度によって変化し−でも
2個のトランジスタか同一方向に変化するので、結局V
1とV3の関係、■2とv4の関係は常に同一で、温度
係数による変動は理論的には受けない。その値は従来方
式では−0,3%/℃に対し、本方式では、−0,01
7%/℃程度になる。
(D) Overcurrent protection is achieved by switching current switches made up of two transistors with the same characteristics, so VBl, : changes with temperature, but two transistors change in the same direction. So, in the end, V
The relationship between 1 and V3 and the relationship between 2 and v4 are always the same, and are theoretically not subject to fluctuations due to temperature coefficients. The value is -0.3%/℃ in the conventional method, but in this method, the value is -0.01%/℃.
It becomes about 7%/℃.

(スレショルド2. 5V、遷移区間±5VTVT−k
T/q) (ホ)本実施例の回路は従来の回路に比べてトランジス
タが2個増えるたけで、複雑な回路を必要としない。
(Threshold 2.5V, transition interval ±5VTVT-k
T/q) (e) The circuit of this embodiment only has two more transistors than the conventional circuit, and does not require a complicated circuit.

(発明の効果) 以上詳細に説明したように本発明によれば、出力電流回
路に直列抵抗がないため、過電流保護機能の動作する設
定最大電流以下の出力電流の範囲では出力インピーダン
スの低いオペアンプを実現することができる。又、設定
最大電流の検出は特性の等しい2個のトランジスタで構
成されるカレントスイッチによるため、温度には本質的
に無関係となり、最大電流における温度係数の小さなオ
ペアンプの出力回路を実現できる。更に、電流電圧変換
抵抗に高抵抗を用いることかできて、高抵抗を使用して
も過電流保護機能を有するオペアンプの出力回路を実現
することかでき、実用上の効果は大きい。
(Effects of the Invention) As explained in detail above, according to the present invention, since there is no series resistance in the output current circuit, the operational amplifier has a low output impedance in the output current range below the set maximum current at which the overcurrent protection function operates. can be realized. Furthermore, since the set maximum current is detected by a current switch composed of two transistors having the same characteristics, it is essentially independent of temperature, and an operational amplifier output circuit with a small temperature coefficient at the maximum current can be realized. Furthermore, a high resistance can be used as the current-voltage conversion resistor, and even if a high resistance is used, an operational amplifier output circuit having an overcurrent protection function can be realized, which has a great practical effect.

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

第1図は本発明の一実施例の回路図、 第2図は実施例の出力電流特性図、 第3図は従来の装置の回路図、 第4図は第3図の回路の出力電流特性図である。 1・・入力端子     2・・出力端子Q11Q4 
人力用トランジスタ Q2.Q3・定電流用トランジスタ Q6.Q6 ・・出力用トランジスタ Q11Q、o・出力電流検出用トランジスタQlllQ
12・カレントスイッチ用トランジスタR1〜R8・・
抵 抗
Fig. 1 is a circuit diagram of an embodiment of the present invention, Fig. 2 is an output current characteristic diagram of the embodiment, Fig. 3 is a circuit diagram of a conventional device, and Fig. 4 is an output current characteristic of the circuit shown in Fig. 3. It is a diagram. 1...Input terminal 2...Output terminal Q11Q4
Human power transistor Q2. Q3. Constant current transistor Q6. Q6 ・Output transistor Q11Q, o・Output current detection transistor QllllQ
12. Current switch transistors R1 to R8...
resistance

Claims (1)

【特許請求の範囲】 入力信号用トランジスタとして働く第1のトランジスタ
(Q_1)と第2のトランジスタ(Q_4)と、一定の
バイアス電圧がベースに与えられていて定電流源用トラ
ンジスタとして働く第3のトランジスタ(Q_3)と第
4のトランジスタ(Q_2)と、出力用トランジスタで
ある第5のトランジスタ(Q_5)と第6のトランジス
タ(Q_6)とを具備するオペアンプの出力回路におい
て、 前記第3のトランジスタ(Q_3)のエミッタとそのエ
ミッタが並列に接続され、前記第3のトランジスタ(Q
_3)とカレントスイッチを構成する第7のトランジス
タ(Q_1_1)と、 前記第4のトランジスタ(Q_2)のエミッタとそのエ
ミッタが並列に接続され、前記第4のトランジスタ(Q
_2)とカレントスイッチを構成する第8のトランジス
タ(Q_1_2)と、 前記第3のトランジスタ(Q_3)のコレクタ及び前記
第2のトランジスタ(Q_4)のエミッタの接続部にそ
のベースが接続され、コレクタが前記第7のトランジス
タ(Q_1_1)のベースに接続されると共に出力電流
検出用抵抗(R_7)を経てV_C_Cに接続され、そ
のベースとエミッタが出力用トランジスタである前記第
5のトランジスタ(Q_5)と並列に接続され、エミッ
タが出力端子(2)に接続されていて、前記第5のトラ
ンジスタ(Q_5)のI_Sよりも小さな値のI_S値
を有する出力電流検出用の第9のトランジスタ(Q_9
)と、前記第4のトランジスタ(Q_2)のコレクタ及
び第1のトランジスタ(Q_1)のエミッタの接続部に
そのベースが接続され、コレクタが前記第8のトランジ
スタ(Q_1_2)のベースと出力電流検出用抵抗(R
_8)を経てV_E_Eに接続され、そのベースとエミ
ッタが出力トランジスタである前記第6のトランジスタ
(Q_6)と並列に接続され、エミッタが出力端子(2
)に接続されていて、前記第6のトランジスタ(Q_6
)のI_Sよりも小さな値のI_S値を有する出力電流
検出用の第10のトランジスタ(Q_1_0)とを具備
することを特徴とするオペアンプの出力回路。
[Claims] A first transistor (Q_1) and a second transistor (Q_4) act as input signal transistors, and a third transistor whose base is supplied with a constant bias voltage acts as a constant current source transistor. In an output circuit of an operational amplifier including a transistor (Q_3), a fourth transistor (Q_2), and a fifth transistor (Q_5) and a sixth transistor (Q_6) which are output transistors, the third transistor ( The emitter of the third transistor (Q_3) is connected in parallel with the emitter of the third transistor (Q_3).
_3), a seventh transistor (Q_1_1) forming a current switch, and the emitter of the fourth transistor (Q_2) are connected in parallel, and the emitter of the fourth transistor (Q_2) is connected in parallel with the emitter of the fourth transistor (Q_2).
_2), an eighth transistor (Q_1_2) constituting a current switch, and its base is connected to the connection between the collector of the third transistor (Q_3) and the emitter of the second transistor (Q_4), and the collector is It is connected to the base of the seventh transistor (Q_1_1) and connected to V_C_C via the output current detection resistor (R_7), and its base and emitter are in parallel with the fifth transistor (Q_5), which is an output transistor. a ninth transistor (Q_9) for output current detection, whose emitter is connected to the output terminal (2) and has an I_S value smaller than the I_S of the fifth transistor (Q_5);
), its base is connected to the junction between the collector of the fourth transistor (Q_2) and the emitter of the first transistor (Q_1), and its collector is connected to the base of the eighth transistor (Q_1_2) for output current detection. Resistance (R
_8) to V_E_E, its base and emitter are connected in parallel with the sixth transistor (Q_6), which is an output transistor, and its emitter is connected to the output terminal (2
) and the sixth transistor (Q_6
) A tenth transistor (Q_1_0) for detecting an output current having an I_S value smaller than the I_S value of the operational amplifier.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108092631A (en) * 2017-12-11 2018-05-29 贵州振华风光半导体有限公司 A kind of Curve guide impeller of operational amplifier protection circuit structure
CN111277932A (en) * 2018-12-04 2020-06-12 辛纳普蒂克斯公司 Overcurrent protection with improved stability system and method

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