JPH04358413A - トーテムポール回路 - Google Patents

トーテムポール回路

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JPH04358413A
JPH04358413A JP13311091A JP13311091A JPH04358413A JP H04358413 A JPH04358413 A JP H04358413A JP 13311091 A JP13311091 A JP 13311091A JP 13311091 A JP13311091 A JP 13311091A JP H04358413 A JPH04358413 A JP H04358413A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
input
switching element
circuit
totem pole
pole circuit
Prior art date
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Pending
Application number
JP13311091A
Other languages
English (en)
Inventor
Ichiro Nomura
一郎 野村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
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Publication of JPH04358413A publication Critical patent/JPH04358413A/ja
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はTTL (トランジスタ
・トランジスタ・ロジック) における標準出力回路の
一つとして良く知られているトーテムポール回路 (T
otem−pole circuit)に関する。
【0002】
【従来の技術】図3はスイッチング素子としてバイポー
ラトランジスタを用いたトーテムポール回路の従来例を
示し、PNPトランジスタ1と2およびNPNトランジ
スタ3と4はそれぞれダーリントン回路11と12に接
続されてそれぞれスイッチング素子を構成しており、こ
れらダーリントン回路11と12の出力段のPNPトラ
ンジスタ1とNPNトランジスタ3とは直流電源端子V
と接地Eとの間に逆極性に、すなわち互にそのコレクタ
を共通にして直列に接続されている。IN1とIN2は
それぞれ入力端子で、それぞれ例えばミラー回路などか
らなる矢印PとQ方向の定電流源9と10を介し、前記
ダーリントン回路11と12のそれぞれの入力段のPN
Pトランジスタ2とNPNトランジスタ4のベースにそ
れぞれ定電流の入力信号を印加する。OUTは出力端子
で出力段のPNPトランジスタ1とNPNトランジスタ
2のコレクタの接続点から引き出される。
【0003】今、入力端子IN1から定電流源9を介し
入力段のPNPトランジスタ2のベースに定電流の入力
信号を印加するとこの入力段のPNPトランジスタ2と
出力側のPNPトランジスタ1はオンして出力端子OU
Tは直流電源端子Vの電圧Vc になる。次に入力端子
IN1からの定電流の入力信号を遮断し、入力端子IN
2から定電流源10を介し入力段のNPNトランジスタ
4のベースに定電流の入力信号を印加すると入力段のP
NPトランジスタ2と出力段のPNPトランジスタ1は
オフし、入力段のNPNトランジスタ4と出力段のNP
Nトランジスタ3はオンして出力端子OUTは接地Eの
電圧0になる。
【0004】このトーテムポール回路は大きな増幅率を
有しており、例えば入力信号が1mA程度の微少電流で
出力信号は1.5A程度の大電流を得ることが可能であ
る。 なお、この回路では入力信号は安定した増幅作用を得る
ため、一般に定電流の入力信号が用いられている。図4
は、更にスイッチング素子としてMOSFETを用いた
トーテムポール回路の従来例を示し、PチャンネルMO
SFET101 とNチャンネルMOSFET102 
とが直流電源端子Vと接地Eとの間に逆極性に、すなわ
ち互にそのドレインを共通にして直列に接続されている
。IN1とIN2はそれぞれ入力端子で、それぞれ例え
ばミラー回路などからなる矢印R方向およびS方向の定
電流源103 と104 を介し、PチャンネルMOS
FET101 とNチャンネルMOSFET102 の
ゲートにそれぞれ定電流の信号を印加する。OUTは出
力端子でPチャンネルMOSFET101 とNチャン
ネルMOSFET102 のドレインの接続点から引き
出される。
【0005】図4に示すMOSFETを用いたトーテム
ポール回路の動作は図3に示すバイポーラトランジスタ
を用いたトーテムポール回路と同様に考えることができ
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】前述のトーテムポール
回路では、いずれか一方のスイッチング素子から他方の
スイッチング素子に切り換わる時点で、これらスイッチ
ング素子が同時に導通する期間が生じ、直流電源端子か
ら接地へ貫通電流が流れる場合がある。この同時に導通
する期間はスイッチング素子が、例えばトランジスタの
場合にはそのベースの電荷蓄積効果により、MOSFE
Tの場合はそのゲート電荷の放電時間が必要なために生
じるもので、この貫通電流が流れるとスイッチング素子
は過熱し場合によっては破損に至る場合がある。また、
この貫通電流によって電気的ノイズが発生し回路に誤動
作を生じる場合がある。
【0007】本発明の目的は前述の問題点を解決し、こ
れらスイッチング素子が切り換わる時点に、同時に導通
することを防止したトーテムポール回路を提供すること
にある。
【0008】
【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
めに、本発明は直流電源と接地間にその出力端が互に逆
極性直列に接続された極性の異なる第1および第2のス
イッチング素子からなり、これら第1および第2のスイ
ッチング素子の入力端からそれぞれ入力端子が引き出さ
れ、これら第1および第2のスイッチング素子の出力端
の接続点から出力端子が引き出されるトーテムポール回
路において、前記第1および第2のスイッチング素子の
入力端電圧をそれぞれ検出する第1および第2の検出部
と、前記第1の検出部の出力が入力され前記第1のスイ
ッチング素子の入力端電圧がこのスイッチング素子が完
全にオフした状態における電圧値に低下するまで前記第
2のスイッチング素子の入力端を短絡する第2の短絡部
と、前記第2の検出部の出力が入力され前記第2のスイ
ッチング素子の入力端電圧がこのスイッチング素子が完
全にオフした状態における電圧値に低下するまで前記第
1のスイッチング素子の入力端を短絡する第1の短絡部
とを設けるようにする。
【0009】
【作用】本発明のトーテムポール回路では、その出力端
が直流電源と接地間に逆極性直列に接続された2個のス
イッチング素子のそれぞれにコンパレータからなる入力
端電圧の検出回路を設け、いずれか一方のスイッチング
素子がオンからオフに他方のスイッチング素子がオフか
らオンに切り換わる時点に、前記検出回路で検出された
一方のスイッチング素子の入力端の電圧がその出力端が
オフした状態の低い入力端電圧に低下するまで他方のス
イッチング素子の入力端を短絡して、他方のスイッチン
グ素子に入力信号が印加されないようにした。このよう
にして、いずれか一方のスイッチング素子が完全にオフ
してから、他方のスイッチング素子に入力信号が印加さ
れるのでこれら2個のスイッチング素子が同時に導通す
ることはなくなる。
【0010】
【実施例】図1は本発明のトーテムポール回路の一実施
例を示す回路図である。図1に示す本発明のトーテムポ
ール回路が図3に示す従来のトーテムポール回路と異な
るところはダーリントン回路11と12のそれぞれの出
力段のPNPトランジスタ1とNPNトランジスタ3の
それぞれのベースはコンパレータ27と29の入力−端
子にそれぞれ接続されている点にある。13はこれらコ
ンパレータの入力+端子に印加する基準電圧発生回路で
、直流電源端子Vと接地E間にダイオード20, 抵抗
23,ダイオード24からなる直列回路が接続され、コ
ンパレータ27の入力+端子にはダイオード20のアノ
ード, カソード間に接続された抵抗21, 抵抗22
からなる直列回路の抵抗21, 抵抗22の接続点が接
続され、コンパレータ29の入力+端子にはダイオード
24のアノード, カソード間に接続された抵抗25,
 抵抗26からなる直列回路の抵抗25, 抵抗26の
接続点が接続される。コンパレータ27の出力端は、抵
抗28を介しNPNトランジスタ32のベースに接続さ
れる。このトランジスタ32はそのコレクタが入力段の
NPNトランジスタ4のベースに、そのエミッタが接地
に接続される。コンパレータ29の出力端は抵抗30を
介し、PNPトランジスタ31のベースに接続される。 このトランジスタ32はそのコレクタが入力段のPNP
トランジスタ2のベースにそのエミッタが直流電源端子
Vに接続される。
【0011】今、入力端子IN1からの定電流の入力信
号が遮断され、入力端子IN2からの定電流の入力信号
が印加されたとすると、ダーリントン回路11の入力段
のPNPトランジスタ2と出力段のPNPトランジスタ
1はオフ動作を始める。出力段のPNPトランジスタ1
の入力端電圧、すなわちベース, エミッタ間電圧はコ
ンパレータ27の入力−端子に入力されており、この電
圧はこのトランジスタのオフ動作とともに低下する。そ
してこの電圧はコンパレータ27の入力+端子に入力さ
れている所定の基準電圧例えば、−0.1〜−0.5V
と比較され、出力段のPNPトランジスタ1が完全にオ
フする電圧値、例えば0.6Vに低下していないと、す
なわち出力段のPNPトランジスタ1のオフ動作が不完
全であるとコンパレータ27は信号を出力しNPNトラ
ンジスタ32をオンさせる。NPNトランジスタ32の
オンにより入力段のNPNトランジスタ4のベース, 
エミッタ間は短絡され入力端子IN2からの入力信号は
入力段のNPNトランジスタに印加されない。従って、
ダーリントン回路12の入力段NPNトランジスタ4お
よび出力段NPNトランジスタ3はオンせず、オフ状態
が保持される。時間の経過とともに、出力段のPNPト
ランジスタ1が完全にオフし、そのエミッタ, コレク
タ間電圧が完全にオフ状態における電圧値に低下すると
、コンパレータ27は信号を停止しNPNトランジスタ
32はオフする。NPNトランジスタ32のオフにより
入力端子IN2からの入力信号は入力段のNPNトラン
ジスタ4に印加され、ダーリントン回路12の入力段の
NPNトランジスタ4と出力段のNPNトランジスタ3
はオンする。
【0012】また、入力端子IN2からの定電流の入力
信号が遮断され、入力端子IN1からの定電流の入力信
号が印加される場合は丁度逆の動作となる。
【0013】このようにして、いずれか一方の出力段の
トランジスタが完全にオフしてから他方の出力段のトラ
ンジスタに入力信号が印加されるので、これら2個の出
力段のトランジスタが同時に導通することはなくなり貫
通電流を防ぐことができる。
【0014】なお、図1に示すトーテムポール回路では
、スイッチング素子はダーリントン回路に接続された2
個のバイポーラトランジスタからなっていたが、単一の
バイポーラトランジスタであっても、増幅率は低いが同
様に考えることができる。
【0015】図2は本発明のトーテムポール回路の異な
る実施例を示す回路図であり、図2に示す本発明のトー
テムポール回路が、図4に示す従来のトーテムポール回
路と異なるところは、PチャンネルMOSFET101
 とNチャンネルMOSFET102 のそれぞれのゲ
ートはコンパレータ108 の入力−端子とコンパレー
タ109 の入力+端子とにそれぞれ接続されている点
にある。110 と111 はそれぞれ基準源で、コン
パレータ108 の入力+端子には基準電源110 が
、コンパレータ109 の入力−端子には基準電源11
1 が接続される。コンパレータ109 の出力端は、
そのドレインがNチャンネルMOSFET102のゲー
トにそのソースが接地に接続されるNチャンネルMOS
FET107のゲートに接続され、コンパレータ109
 の出力端は、そのドレインがPチャンネルMOSFE
T101 のゲートにそのソースが電源に接続されるP
チャンネルMOSFET106 のゲートに接続される
【0016】図2に示すMOSFETを用いたトーテム
ポール回路の動作は図1に示すバイポーラトランジスタ
を用いたトーテムポール回路の動作と同様に考えること
ができるが、この場合基準電源110 および111 
の電圧はそれぞれ、例えば1Vであり、PチャンネルM
OSFET101 とNチャンネルMOSFET102
 のそれぞれのゲート, ソース間電圧はこれらMOS
FETが完全にオフする電圧の、例えば1V以下に低下
するとコンパレータ108 および109 は信号を停
止するようになっている。
【0017】
【発明の効果】本発明のトーテムポール回路では、その
出力端が直流電源と接地間に逆極性直列に接続された2
個のスイッチング素子は、いずれか一方のスイッチング
素子が完全にオフしてから他方のスイッチング素子に入
力信号が印加されるようにし、これによりこれら2個の
スイッチング素子が同時に導通することを防いだので、
貫通電流によってこれら素子が過熱あるいは破損するこ
とは全くなくなる。更にこの貫通電流による回路の誤動
作もなくなり回路の信頼性が著しく向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のトーテム回路の一実施例を示す回路図
【図2】本発明のトーテム回路の異なる実施例を示す回
路図
【図3】従来のトーテム回路の一例を示す回路図
【図4
】従来のトーテム回路の異なる例を示す回路図
【符号の説明】
11    ダーリントン回路(第1のスイッチング素
子)1    出力段のPNPトランジスタ2    
入力段のPNPトランジスタ12    ダーリントン
回路(第2のスイッチング素子)3    出力段のN
PNトランジスタ4    入力段のNPNトランジス
タ27    コンパレータ(第1の検出部)29  
  コンパレータ(第2の検出部)31    PNP
トランジスタ(第1の短絡部)32    NPNトラ
ンジスタ(第2の短絡部)101    Pチャンネル
MOSFET(第1のスイッチング素子) 102    NチャンネルMOSFET(第2のスイ
ッチング素子)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】直流電源と接地間にその出力端が互に逆極
    性直列に接続された極性の異なる第1および第2のスイ
    ッチング素子からなり、これら第1および第2のスイッ
    チング素子の入力端からそれぞれ入力端子が引き出され
    、これら第1および第2のスイッチング素子の出力端の
    接続点から出力端子が引き出されるトーテムポール回路
    において、前記第1および第2のスイッチング素子の入
    力端電圧をそれぞれ検出する第1および第2の検出部と
    、前記第1の検出部の出力が入力され前記第1のスイッ
    チング素子の入力端電圧がこのスイッチング素子が完全
    にオフした状態における電圧値に低下するまで前記第2
    のスイッチング素子の入力端を短絡する第2の短絡部と
    、前記第2の検出部の出力が入力され前記第2のスイッ
    チング素子の入力端電圧がこのスイッチング素子が完全
    にオフした状態における電圧値に低下するまで前記第1
    のスイッチング素子の入力端を短絡する第1の短絡部と
    が設けられたことを特徴とするトーテムポール回路。
  2. 【請求項2】請求項1記載のトーテムポール回路におい
    て、スイッチング素子はバイポーラトランジスタからな
    ることを特徴とするトーテムポール回路。
  3. 【請求項3】請求項1記載のトーテムポール回路におい
    て、スイッチング素子はMOSFETからなることを特
    徴とするトーテムポール回路。
JP13311091A 1991-06-05 1991-06-05 トーテムポール回路 Pending JPH04358413A (ja)

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JP13311091A JPH04358413A (ja) 1991-06-05 1991-06-05 トーテムポール回路

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JP (1) JPH04358413A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1141078A (ja) * 1997-07-16 1999-02-12 Wako Giken:Kk 半導体装置並びにpwmインバータのデッドタイム短縮方法及び装置
JP2000049586A (ja) * 1998-07-27 2000-02-18 New Japan Radio Co Ltd Cmos出力回路

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JPH1141078A (ja) * 1997-07-16 1999-02-12 Wako Giken:Kk 半導体装置並びにpwmインバータのデッドタイム短縮方法及び装置
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