JPH04211A - 半導体スイッチ - 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】 〔概要〕 シャントレギュレータを制御素子として、トラ〔産業上
の利用分野〕 本発明はシャントレギュレータを制御素子として、トラ
ンジスタに電源の投入／切断を行わせることにより、過
電流等に対する保護回路を不要として、経済的で信顛性
を高めることが出来る半導体スイッチに関する。

近年、携帯型情報処理装置の普及に伴い、ユーザが装置
の電源を投入したり、切断するために使用する電源スィ
ッチの外に、一定時間装置が使用されない状態を検出し
て電源を自動的に切断し、電池等の無駄な消耗を避ける
オートパワーオフ機能や、予め設定された時間に装置の
電源を自動的に投入するウェイクアップ機能等が組み込
まれるようになって来た。

このオートパワーオフ機能やウェイクアップ機能を実現
するためには、メカニカルなスイッチの外に、トランジ
スタ等をスイッチとして使用する電源の投入／切断機能
が必要である。

このようにトランジスタをスイッチとして使用する場合
、負荷側の障害による過電流等によって、トランジスタ
が破壊されることを防止する必要があるが、このためコ
ストが上昇したり、信顛性が低下しないことが望ましい
。

〔従来の技術〕

第３図は従来技術の一例を説明する回路図である。

電池等の電源より端子Ａを経てトランジスタｌのエミッ
タと、抵抗Ｒ３，Ｒ４を経てトランジスタ２のコレクタ
に電圧が印加されているが、トランジスタ２はベースに
電圧が印加されていない場合は動作しない。

従って、抵抗Ｒ３，Ｒ，に電流が流れないため、抵抗Ｒ
３には電圧が発生せず、トランジスタ１はエミッタ、ベ
ース間に電圧が印加されないため動作せずオフのままで
ある。

このため、端子Ｂには電流が供給されす、抵抗Ｒ，，Ｒ
２に電流が流れないため、トランジスタ２はオフとなっ
たままである。

端子Ｃからトリガ信号として、トランジスタ２をオンと
する電圧が入り、トランジスタ２のベースに、このトリ
ガ信号が印加されると、トランジスタ２はオンとなって
コレクタ、エミッタ間が導通し、端子Ａから抵抗Ｒ，，
Ｒ，を経てトランジスタ２に電流が流れる。

従って、抵抗Ｒ３に電圧が発生して、この電圧がトラン
ジスタ１のエミッタ、ベース間に印加されるため、トラ
ンジスタ１はオンとなってエミッタ、コレクタ間が導通
し端子Ｂを経て、端子Ｂに接続された負荷に電流が供給
される。

トランジスタ１がオンとなって、コレクタ側に発生する
電圧は、抵抗Ｒ＋、Ｒｚにより分割され、トランジスタ
２のベースに印加されるため、トランジスタ２はオンの
ままとなり、トランジスタｌもオンの状態を維持する。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記の回路では、トランジスタ２がオンとなった後、端
子Ｂに接続される負荷の障害等により、負荷電流が増大
して、トランジスタｌに流れる電流が増大しても、トラ
ンジスタｌのコレクタ側の電圧が低下して、トランジス
タ２のベース電圧が低下し、トランジスタ２がオンの状
態を維持出来なくなるまで、トランジスタ１はオンの状
態を維持する。

このトランジスタ２がオフとなるためには、トランジス
タ２のベース電圧が殆ど零に近くなる必要があるため、
トランジスタｌには過大な電流が流れ、トランジスタ１
が破壊されることとなる。

従って、一般に例えば、トランジスタ１と端子Ｂの間に
負荷側の過電流を検出する回路を付加し、所定値以上の
電流が流れたら、トランジスタ１をオフとするような保
護回路を設けている。

従って、保護回路を設ける必要がら、コストが上昇し、
余分な保護回路が付加されることにより、信顧性も低下
するという問題がある。

本発明はこのような問題点に鑑み、余分な保護回路を設
けることなく、過電流に対する保護を可能として、経済
的で信顛性の高い半導体スイッチを提供することを目的
としでいる。

〔課題を解決するための手段〕

ソシて、この目的は、第１図に示されるように、制御電
圧が所定値以上の時、内部抵抗が低く、該制御電圧が該
所定値以下の時、内部抵抗が高いシャントレギュレータ
素子３と、該シャントレギュレータ素子３の内部抵抗が
低い時（電源を負荷に供給し、該シャントレギュレータ
素子３の内部抵抗が高い時、該負荷に供給する電源を切
断するトランジスタｌとを備えた半導体スイッチにおい
て、該トランジスタ３の前記負荷側から該シャントレギ
ュレータ素子３に対する前記制御電圧を供給することに
より達成される。

〔作用〕

上記の如く構成することにより、シャントレギュレータ
素子３は、トランジスタ１の負荷が障害等でトランジス
タ１に過電流が流れた時には、負荷側の電圧が低下する
ため、この電圧低下によって、シャントレギュレータ素
子３に供給される制御電圧が所定値より低下すると、内
部抵抗が高くなる。

従って、トランジスタ１はオフとなるため、過電流によ
る破壊を防止することが可能となる。このため、余分な
保護回路は設ける必要が無く、コストの上昇と信顛性の
低下を防止することが出来る。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例を示す回路図である。

電池等の電源より端子Ａを経てトランジスタｌのエミッ
タと、抵抗Ｒｓ、Ｒａを経てシャントレギュレータ素子
３のカソード（ＣＡＴＨＯＤＥ）に電圧が印加されてい
るが、シャントレギュレータ素子３は制御端子（ＲＥＦ
）に所定値以上の制御電圧が印加されていない場合は内
部抵抗が高く、抵抗Ｒ３，Ｒ４には殆ど電流が流れない
。

従って、抵抗Ｒ１に発生する電圧は小さく、トランジス
タ１はエミッタ、ベース間に供給される電圧が低いため
動作せずオフのままである。このため、端子Ｂには電源
からの電流が供給されず、抵抗Ｒｒ、Ｒｚにも電流が流
れないため、シャントレギュレータ素子３は高い内部抵
抗を維持したままである。

第２図はシャントレギュレータ素子の特性を説明する図
である。

縦軸にシャントレギュレータ素子３に流れる電流ｉをと
り、横軸にシャントレギュレータ素子３の制御端子とア
ノード（ＡＮＯＤＥ）間の電圧Ｖをとると、電圧Ｖが所
定値Ｖ　ｒａｆに達する迄は内部抵抗が高いため電流ｉ
が殆ど流れず、電圧Ｖが所定値■１．．をこえると内部
抵抗が低くなって電流ｉが流れるようになる。

ここで、端子Ｃからトリガ信号として、シャントレギュ
レータ素子３の制御端子に所定値Ｖ　ｒｌｌｆを越える
制御電圧が入ると、シャントレギュレータ素子３の内部
抵抗が低くなり、カソードからアノードへ電流ｉが流れ
る。

従って、端子Ａから抵抗Ｒｓ、Ｒ４に電流ｉが流れるこ
とにより、抵抗Ｒ３にトランジスタ１をオンとするに十
分な電圧が発生して、この電圧がトランジスタエのエミ
ッタ、ベース間に印加されるため、トランジスタ１はオ
ンとなってエミッタ、コレクタ間が導通し端子Ｂを経て
、端子Ｂに接続された負荷に電流が供給される。

トランジスタ１がオンとなって、コレクタ側に発生する
電圧は、抵抗Ｒｒ　、　Ｒｚにより分割され、所定値Ｖ
□、を越える電圧がシャントレギュレータ素子３の制御
端子に印加されるため、シャントレギュレータ素子３は
内部抵抗を低くした状態を維持する。

端子Ｂに接続される負荷の障害等により、負荷電流が増
大して、トランジスタｌに流れる電流が増大し、トラン
ジスタｌのコレクタ側の電圧が低下して、シャントレギ
ュレータ素子３の制御端子に供給される制御電圧が、第
２図に示すＶ　ｒａｆ以下となると、シャントレギュレ
ータ素子３は内部抵抗を高くするため、電流ｉが減少し
て抵抗Ｒｓ。

Ｒ４に殆ど電流が流れなくなる。

従って、抵抗Ｒ８に発生する電圧が小さくなり、トラン
ジスタ１はエミッタ、ベース間に供給される電圧が低く
なってオフとなり、端子Ｂには電流が供給されな（なる
、従って、抵抗Ｒｒ、Ｒｔに電流が流れないため、シャ
ントレギュレータ素子３は高い内部抵抗を維持したまま
となる。

〔発明の効果〕

以上説明した如く、本発明はシャントレギュレータ素子
を、電源の投入／切断用のトランジスタの制御素子とし
て使用することにより、負荷の障害等による過電流の保
護回路を必要としないため、経済的で信顛性の高い半導
体スイッチを提供することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す回路図、第２図はシャ
ントレギュレータ素子の特性を説明する図、 第３図は従来技術の一例を説明する回路図である。 図において、 １．２はトランジスタ、 ３はシャントレギュレータ素子である。 ／審＼ ｒｃｆ シイントレギ′ル−タ素子ｎ特性８楡朗Ｉう口１２　　
固

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 制御電圧が所定値以上の時、内部抵抗が低く、該制御電
   圧が該所定値以下の時、内部抵抗が高いシャントレギュ
   レータ素子（３）と、該シャントレギュレータ素子（３
   ）の内部抵抗が低い時、電源を負荷に供給し、該シャン
   トレギュレータ素子（３）の内部抵抗が高い時、該負荷
   に供給する電源を切断するトランジスタ（１）とを備え
   た半導体スイッチにおいて、 該トランジスタ（１）の前記負荷側から該シャントレギ
   ュレータ素子（３）に対する前記制御電圧を供給するこ
   とを特徴とする半導体スイッチ。