JPH042003B2 - - Google Patents

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JPH042003B2
JPH042003B2 JP59237987A JP23798784A JPH042003B2 JP H042003 B2 JPH042003 B2 JP H042003B2 JP 59237987 A JP59237987 A JP 59237987A JP 23798784 A JP23798784 A JP 23798784A JP H042003 B2 JPH042003 B2 JP H042003B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の技術分野] この発明は出力用パワートランジスタのコレク
タ電流の値を一定値以下に制限することによつて
負荷回路を保護する出力トランジスタの電流制限
回路に関する。
[発明の技術的背景] 小信号を増幅し、この増幅された信号で出力用
のパワートランジスタを駆動することによつて負
荷回路を動作されるような場合、負荷回路に大き
な電流が流れないようにするために電流制限回路
が用いられる。
第3図は従来から用いられている出力トランジ
スタの電流制限回路の構成を示す回路図である。
入力信号はnpnトランジスタ11のベースに供給
されており、この入力信号電位が高くなると、こ
のトランジスタ11がオン状態となり、これによ
つてベースがこのトランジスタ11のコレクタに
接続されているpnp型トランジスタ12もオン状
態にされる。このトランジスタ12のコレクタに
はnpn型の出力トランジスタ13のベースが接続
されているので、この出力トランジスタ13もオ
ン状態にされ、負荷回路14にはこの出力トラン
ジスタ13を介して正極性の電源電圧VCC印加点
から電流が流れ込まれる。上記とは逆に入力信号
電位が低くなると、トランジスタ11がオフ状態
となり、これによつてトランジスタ12もオフ状
態にされ、さらに出力トランジスタ13もオフ状
態にされて負荷回路14に流れていた電源電圧
VCC印加点からの電流は停止される。
他方、出力トランジスタ13におけるコレクタ
電流の制限は次のようにして行われている。すな
わち、出力トランジスタ13のベース、エミツタ
間には、そのベース、エミツタ間電圧VBEを検出
するための一対の抵抗15,16が直列に挿入さ
れている。さらに上記出力トランジスタ13のベ
ース、エミツタ間にはnpnトランジスタ17のコ
レクタ、エミツタ間が挿入され、このトランジス
タ17のベースは上記一対の抵抗15,16の直
列接続点18に接続されている。
このような回路において、いま出力トランジス
タ13のコレクタ電流の値が増加するとそのベー
ス、コレクタ間の電圧VBEも増加する。この電圧
VBEは上記一対の抵抗15,16によつて分割さ
れており、この分割された電圧がトランジスタ1
7のベース、コレクタ間の電圧VBE以上になれ
ば、このトランジスタ17がオン状態にされて、
出力トランジスタ13のベース電流はこのトラン
ジスタ17を介して分流される。このため、出力
トランジスタ13はオフ状態にされ、そのコレク
タ電流の値がそれ以上増加しないように制限され
る。そして制限されるコレクタ電流の値は、上記
抵抗15と16との抵抗比により決定される。
[背景技術の問題点] ところで、周知のようにトランジスタのベー
ス、コレクタ間電圧VBEは周囲温度の影響を受け
て変化する。このため、従来回路では次のような
次点が存在する。すなわち、通常の小信号トラン
ジスタでは、ベース、コレクタ間電圧VBEの温度
係数は負の値で約−2mV/℃程度である。この
ため、小信号を取り扱うトランジスタ17の周囲
温度変化に対するベース、コレクタ間電圧VBE
傾向は第4図の特性図中の特性で示すように右
下がりのものとなる。ところが、出力トランジス
タ13には比較的大きな電流、例えば2ないし
3A程度の電流が流されており内部抵抗による電
圧降下が大きい。このため、このようなトランジ
スタ13の周囲温度変化に対するベース、コレク
タ間電圧VBEの傾向は第4図の特性図中の特性
ないしで示すようにその傾きがコレクタ電流の
値の大きさに応じて右下がりの状態から左下がり
の状態に変わつてくる。
このように、出力トランジスタ13と小信号ト
ランジスタ17ではベース、コレクタ間電圧VBE
の温度特性が異なるため、高温での出力電流の保
証値を満足させるために常温ではその数倍高い値
で電流に制限をかけなければならず、周囲温度に
よつて制限すべき電流値が異なるという欠点が生
じる。
[発明の目的] この発明は上記のような事情を考慮してなされ
たものであり、その目的は制限される電流値が周
囲温度によつて変化せず一定にできる出力トラン
ジスタの電流制限回路を提供することにある。
[発明の概要] 上記目的を達成するためこの発明の出力トラン
ジスタの電流制限回路にあつては、第1のトラン
ジスタのベースに一定の直流電圧に供給し、上記
第1のトランジスタのエミツタに直列に第1の抵
抗素子を挿入し、電流出力手段により上記第1の
トランジスタのコレクタ電流と等価な値の電流を
出力させ、ベースが上記出力トランジスタと共通
に接続され、上記第1のトランジスタと同一極性
で等価な特性を持つ第2のトランジスタのコレク
タに上記電流出力手段の出力電流を供給し、上記
第2のトランジスタのエミツタに上記第1の抵抗
素子と等価な値の第2の抵抗素子を直列に挿入
し、ベース電流制御手段により上記第2のトラン
ジスタのコレクタの信号に基づき、上記出力トラ
ンジスタのベース電流の値を制御するようにして
いる。
[発明の実施例] 以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説
明する。
第1図はこの発明に係る出力トランジスタの電
流制限回路の一実施例に従つた構成を示す回路図
である。入力信号はnpn型のトランジスタ21の
ベースに供給される。このトランジスタ21のエ
ミツタはアース電圧GND印加点に接続されてお
り、コレクタは2個の抵抗22および23を直列
に介して正極性の電源電圧VCC印加点に接続され
ている。上記両抵抗22,23の接続点24には
pnp型のトランジスタ25のベースが接続されて
いる。このトランジスタ25のエミツタは上記電
源電圧VCC印加点に接続されている。さらに上記
トランジスタ25のコレクタにはnpn型の出力ト
ランジスタ26のベースが接続されており、この
トランジスタ26のコレクタは上記電源電圧VCC
印加点に接続されている。上記トランジスタ26
のベース、エミツタ間には抵抗27が接続されて
いる。また、上記トランジスタ26のエミツタと
アース電圧GND印加点との間には負荷回路28
が挿入されている。
上記アース電圧GND印加点には抵抗29の一
端が接続されており、この抵抗29の他端はnpn
型のトランジスタ30のエミツタに接続されてい
る。このトランジスタ30のベースには、上記出
力トランジスタ26に規定のコレクタ電流が流れ
ているとき、このトランジスタ26のベース、エ
ミツタ間に生じているベース、エミツタ間電圧
VBEに近似した温度特性を持つ一定の電圧Vが供
給されている。さらにトランジスタ30のコレク
タはpnp型のトランジスタ31のコレクタに接続
されている。
上記トランジスタ31のエミツタは上記電源電
圧VCC印加点に接続されており、ベース、コレク
タ間が短絡されている。さらに上記トランジスタ
31のベースにはpnp型のトランジスタ32のベ
ースが接続されている。このトランジスタ32の
エミツタは上記電源電圧VCC印加点に接続されて
いる。すなわち、トランジスタ32は上記トラン
ジスタ31と共に、トランジスタ30のコレクタ
電流が入力電流にされ、トランジスタ32のコレ
クタからこの入力電流に等しい値の電流を出力す
る電流比が1:1の電流ミラー回路33を構成し
ている。上記トランジスタ32のコレクタには上
記トランジスタ30と素子寸法等が同一にされ特
性がほぼ等しくされたnpn型のトランジスタ34
のコレクタが接続されている。このトランジスタ
34のエミツタには上記抵抗29と等しい値の抵
抗35の一端が接続されており、この抵抗35の
他端は上記出力トランジスタ26のエミツタに接
続されている。また、上記トランジスタ34のコ
レクタには、エミツタが上記電源電圧VCC印加点
に、コレクタが上記トランジスタ21のコレクタ
にそれぞれ接続されたpnp型のトランジスタ36
のベースが接続されている。
上記のような構成の回路において、トランジス
タ30のベースには一定の電圧Vが供給されてい
るので、そのエミツタ電位はVから前記のように
−2mV/℃程度の温度係数を持つベース、エミ
ツタ間電圧VBEを差し引いた値(V−VBE)にさ
れる。このトランジスタ30のエミツタには抵抗
29が挿入されているので、このトランジスタ3
0のコレクタには上記電圧(V−VBE)をこの抵
抗の値で割つた値の電流が流れる。このトランジ
スタ30のコレクタは電流ミラー回路33を介し
てトランジスタ34にコレクタ電流として供給さ
れている。ここで、トランジスタ30と34とは
温度特性を含む特性が互いに等しくかつ値が等し
いコレクタ電流が流れるようにされており、それ
ぞれのエミツタ抵抗29と35の値が等しくされ
ているので、トランジスタ34のしきい値電圧は
周囲温度には無関係にトランジスタ30のベース
に供給されている電圧Vと等しい値にされてい
る。
従つていま、出力トランジスタ26に規定値の
コレクタ電流が流れていれば、トランジスタ34
のベース電圧はV、すなわちこのトランジスタ3
4のしきい値電圧にされる。このため、このトラ
ンジスタ34はオフ状態にされ、トランジスタ3
6もオフ状態にされるので、トランジスタ21の
コレクタ電流は出力トランジスタ26にベース電
流を供給するpnp型のトランジスタ25にベース
電流として供給される。
次に出力トランジスタ26のコレクタ電流が規
定値よりも大きくなると、このトランジスタ26
のベース、コレクタ間電圧が高くなるために、ト
ランジスタ34のベース電圧は上記Vよりも高い
値にされる。このため、トランジスタ34はオン
状態にされ、さらにトランジスタ36もオン状態
にされるので、トランジスタ25のベース電流に
代わつてトランジスタ21にはトランジスタ36
のエミツタ電流が流れる。このため、トランジス
タ25はオフ状態にされ、さらに出力トランジス
タ26もオフ状態にされ、これにより出力トラン
ジスタ26のコレクタ電流の値が制限される。
このようにこの実施例回路では周囲温度とは無
関係に出力トランジスタ26のコレクタ電流の値
を一定値に制限することができる。
第2図はこの発明の他の実施例の構成を示す回
路図である。上記第1図の実施例回路では、負荷
回路28には出力トランジスタ26を介して電流
が流し込まれるいわゆる電流ソース型の場合につ
いて説明したが、この実施例回路は負荷回路から
出力トランジスタを介して電流が流し出されるい
わゆる電流シンク型の場合である。なお、第2図
において、上記第1図と対応する箇所には同一符
号を付して説明する。
入力信号はnpn型のトランジスタ21のベース
に供給される。このトランジスタ21のエミツタ
はアース電圧GND印加点に接続されており、コ
レクタは定電流源回路41を介して正極性の電源
電圧VCC印加点に接続されている。上記定電流源
回路41とトランジスタ21のコレクタとの接続
点42にはnpn型のトランジスタ43のベースお
よびnpn型のトランジスタ44のコレクタが接続
されている。上記トランジスタ43のコレクタは
出力トランジスタ26のコレクタに、エミツタは
ベースにそれぞれ接続されており、上記トランジ
スタ44のエミツタはアース電圧GND印加点に
接続されている。またこのトランジスタ44のベ
ースは抵抗45を介してアース電圧GND印加点
に接続されている。さらにこのトランジスタ44
のベースにはエミツタが電源電圧VCC印加点に、
ベースが前記トランジスタ34のコレクタにそれ
ぞれ接続されているpnp型のトランジスタ46の
コレクタに接続されている。そしてこのトランジ
スタ46のベースと電源電圧VCC印加点との間に
は抵抗47が挿入されている。
上記トランジスタ26のベース、エミツタ間に
は抵抗27が接続されている。また、上記トラン
ジスタ26のコレクタと電源電圧VCC印加点との
間には負荷回路28が挿入されている。
上記アース電圧GND印加点には抵抗29の一
端が接続されており、この抵抗29の他端はnpn
型のトランジスタ30のエミツタに接続されてい
る。このトランジスタ30のベースには、上記出
力トランジスタ26に規定のコレクタ電流が流れ
ているとき、このトランジスタ26のベース、エ
ミツタ間に生じているベース、エミツタ間電圧
VBEに相当する一定の電圧Vが供給されている。
さらにトランジスタ30のコレクタはpnp型のト
ランジスタ31のコレクタに接続されている。
上記トランジスタ31のエミツタは上記電源電
圧VCC印加点に接続されており、ベーシ、コレク
タ間が短絡されている。さらに上記トランジスタ
31のベースにはpnp型のトランジスタ32のベ
ースが接続されている。このトランジスタ32の
エミツタは上記電源電圧VCC印加点に接続されて
いる。すなわち、トランジスタ32は上記トラン
ジスタ31と共に、トランジスタ30のコレクタ
電流が入力電流にされ、トランジスタ32のコレ
クタからこの入力電流に等しい値の電流を出力す
る電流比が1:1の電流ミラー回路33を構成し
ている。上記トランジスタ32のコレクタには上
記トランジスタ30と素子寸法等が同一にされ特
性がほぼ等しくされたnpn型のトランジスタ34
のコレクタが接続されている。このトランジスタ
34のエミツタには上記抵抗29と等しい値の抵
抗35の一端が接続されており、この抵抗35の
他端はアース電圧GND印加点に接続されている。
なお、この実施例回路では、出力トランジスタ2
6のエミツタはアース電圧GND印加点に接続さ
れている。
この実施例回路において、出力トランジスタ2
6に規定のコレクタ電流が流れているとき、トラ
ンジスタ34のベース電圧はV、すなわちこのト
ランジスタ34のしきい値電圧にされる。このた
め、このトランジスタ46はオフ状態にされ、ト
ランジスタ44もオフ状態にされるので、定電流
源回路41の出力電流は出力トランジスタ26に
ベース電流として供給される。
次に出力トランジスタ26のコレクタ電流が規
定値よりも大きくなると、このトランジスタ26
のベース、コレクタ間電圧が高くなるために、ト
ランジスタ34のベース電圧は上記Vよりも高い
値にされる。このため、トランジスタ34はオン
状態にされ、さらにトランジスタ46もオン状態
にされる。するとトランジスタ44もオン状態に
されて、もともと出力トランジスタ26にベース
電流として供給されていた定電流源回路41の出
力電流はオン状態にされているトランジスタ44
を介してアース電圧GND印加点に流される。こ
れにより、出力トランジスタ26がオフ状態にさ
れてそのコレクタ電流の値が制限される。
このようにこの実施例回路でも周囲温度とは無
関係に出力トランジスタ26のコレクタ電流の値
を一定値に制限することができる。
[発明の効果] 以上説明したようにこの発明によれば、制限さ
れる電流値が周囲温度によつて変化せず一定にで
きる出力トランジスタの電流制限回路を提供する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例の構成を示す回路
図、第2図はこの発明の他の実施例の構成を示す
回路図、第3図は従来回路の回路図、第4図は上
記従来回路を説明するための特性図である。 26……出力トランジスタ、28……負荷回
路、29……抵抗(第1の抵抗素子)、30……
npn型のトランジスタ(第1のトランジスタ)、
33……電流ミラー回路(電流出力手段)、34
……npn型のトランジスタ(第2のトランジス
タ)、35……抵抗(第2の抵抗素子)。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 一端がアース電圧に接続された負荷と、 エミツタが上記負荷の他端に接続された出力ト
    ランジスタと、 上記出力トランジスタのベースとエミツタとの
    間に挿入された第1の抵抗素子と、 一定の直流電圧がベースに供給される第1のト
    ランジスタ及び一端がこの第1のトランジスタの
    エミツタに接続され他端がアース電圧に接続され
    た第2の抵抗素子からなり、一定電流を出力する
    一定電流発生手段と、 上記一定電流と等価な値の電流を出力する電流
    ミラー手段と、 上記電流ミラー手段の出力電流がコレクタに供
    給され、ベースが上記出力トランジスタと共通に
    接続され、上記第1のトランジスタと同一極性で
    かつ等価な特性を持つ第2のトランジスタと、 一端が上記第2のトランジスタのエミツタに接
    続され他端が上記負荷の他端に接続され、上記第
    2の抵抗素子と等価な値の第3の抵抗素子と、 上記第2のトランジスタのコレクタ信号に基づ
    いて上記出力トランジスタに対するベース電流の
    供給を制御するベース電流供給制御手段と を具備したことを特徴とする出力トランジスタの
    電流制限回路。
JP59237987A 1984-11-12 1984-11-12 出力トランジスタの電流制限回路 Granted JPS61116410A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH0566716U (ja) * 1992-02-24 1993-09-03 株式会社ケンウッド 電流プロテクション回路

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5571304A (en) * 1978-11-24 1980-05-29 Hitachi Ltd Protection circuit for power output circuit

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS5571304A (en) * 1978-11-24 1980-05-29 Hitachi Ltd Protection circuit for power output circuit

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