JPH0441370Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、トランジスタを電子的負荷として用
いる電子負荷装置に係り、特にトランジスタの発
熱による熱暴走の防止に関する。

従来、トランジスタのベース電流を制御するこ
とにより、コレクタ・エミツタ間に接続した直流
電源からみたインピーダンスを可変する電子的な
負荷装置が知られている。第１図はこのような電
子負荷装置の一例を示すブロツク図で外部の電源
E_ioを正・負極試験端子Ｐ，Ｎ間に接続する。そ
してこの試験端子Ｐ，Ｎ間にNPN型の負荷トラ
ンジスタTrにエミツタ抵抗R_eおよび電流検出抵
抗R_sを直列に介して接続している。そして差動
増幅器DFの非反転入力に制御電圧VCを与え、反
転入力に電流検出抵抗R_sの端子電圧E_iを与え、こ
の出力を負荷トランジスタTrのベースへ与えそ
のコレクタ電流ICを制御するようにしている。

すなわち差動増幅器DFは両入力の電圧VC，E_i
が等しくなるように負荷トランジスタTrを介し
てそのコレクタ電流ICを制御するので、このコ
レクタ電流ICは次の１）式で与えられる。

IC＝E_i／R_s＝VC／R_s ……１） すなわちこの１）式から明らかなように制御電
圧VCに応じてコレクタ電流ICを制御することで
きる。

そしてこのような負荷装置では消費される電力
のほとんどは負荷トランジスタTrで熱に変換さ
れ、この放熱を制御することが重要である。した
がつて大きな容量を必要とする場合は、たとえば
第２図に示すブロツク図のような構成でＮ個の負
荷トランジスタTr₁……Tr_oを用いて大きな電流
容量を得るようにしている。そしてこのような負
荷装置は電流E_ioに広い電圧範囲で、かつ許容電
力内で動作する。したがつて、たとえば負荷トラ
ンジスタTr₁……Tr_oのコレクタ電流ICが大きく、
上記電源E_ioの電圧の低い、すなわち負荷トラン
ジスタTr₁……Tr_oのコレクタ・エミツタ間の電
圧の低い領域ではエミツタ抵抗R_eにより並列接
続されたそれぞれの負荷トランジスタTr₁……
Tr_oのコレクタ電流IC₁……IC_oは均等になる。し
たがつて、このよな状況では特定の負荷トランジ
スタTrのコレクタ電流だけが大きくなり過大な
負担を強いられることもない。これに対してコレ
クタ電流ICが小さく、電源E_ioの電圧の大きい領
域ではエミツタ抵抗R_eにおける電圧降下が小さ
くなる。このため各負荷トランジスタTr₁……
Tr_oのコレクタ電流IC₁……IC_o、はそのベース・
エミツタ間電圧Vbeおよび直流電流増幅率hfeに
応じて差異を生じて平衡を保てなくなる。そして
特定の負荷トランジスタTrのコレクタ電流が著
るしく増大する。一方、トランジスタのベース・
エミツタ間電圧Vbeの温度係数は負であり、コレ
クタ電流の増大した負荷トランジスタはより多く
のコレクタ電流が流れて熱暴走を生じ、短時間で
破壊されてしまう。

本考案は上記の事情に鑑みてなされたもので並
列に接続した複数の負荷トランジスタで消費され
る電力を平衡させることができ、それによつて負
荷トランジスタを熱暴走による破壊から保護する
ことができる電子負荷装置を提供することを目的
とするものである。

以下本考案の一実施例を第２図と同一部分に同
一符号を付与して第３図に示すブロツク図を参照
して詳細に説明する。すなわち複数の負荷トラン
ジスタTr₁，Tr₂……Tr_oの各エミツタにエミツタ
抵抗R_eを直列に介して並列に接続し、この並列
回路に電流検出抵抗器R_sを直列に介して正・負
極試験端子Ｐ，Ｎ間に接続する。そして第２の差
動増幅器DF₂の反転入力を負荷トランジスタTr₂
のエミツタに接続し、非反転入力を負荷トランジ
スタTr₁のエミツタに接続する。そしてこの第２
の差動増幅器DF₂の出力を負荷トランジスタTr₂
のベースへ与えてそのコレクタ電流IC₂を制御す
る。また第ｎの差動増幅器DF_oの反転入力を負荷
トランジスタTr_oのエミツタに接続し、非反転入
力を負荷トランジスタTr₁のエミツタに接続す
る。そしてこの第ｎの差動増幅器DF_oの出力を負
荷トランジスタTr_oのベースへ与えてそのコレク
タ電流IC_oを制御する。

また第１に差動増幅器DF₁の反転入力に電流検
出抵抗R_sの端子電圧V_iを与え、非反転入力に制
御電圧VCを与える。そしてこの第１の差動増幅
器DF₁の出力を負荷トランジスタTr₁のベースへ
与えるようにしている。

このような構成であれば、第１の差動増幅器
DF₁はその両方の入力が等しくなるように負荷ト
ランジスタTr₁を制御する。したがつて、次の
２）式が成立する。

V_i＝VC ……２） また電流E_ioを流れるコレクタ電流ICは次の３）
式で与えられる。

IC＝V_i／R_s＝VC／R_s ……３） すなわちこの３）式から明らかなように上記コレ
クタ電流ICは制御電圧VCに比例する。

また第２の差動増幅器DF₂は、各入力に負荷ト
ランジスタTr₁，Tr₂の各エミツタ抵抗器R_eの端
子電圧V_e1，V_e2を与えられ、この端子電圧V_e1，
V_e2を等しくすように負荷トランジスタTr₂を制
御する。また第ｎの差動増幅器DF_oは各入力に負
荷トランジスタTr₁，Tr_oの各エミツタ抵抗器R_e
の端子電圧V_e1，V_eoを与えられ、この端子電圧
V_e1，V_eoを等しくするように負荷トランジスタ
Tr_oを制御する。

したがつて、何らかの理由で負荷トランジスタ
Tr₁，Tr₂……Tr_oの各コレクタ電流IC₁，IC₂……
IC_oの平衡が保てなくなり、その一方、たとえば
負荷トランジスタTr₂のコレクタ電流IC₂が増大
したとする。このようになると、第２の差動増幅
器DF₂は両入力V_e1，V_e2を等しくするように負荷
トランジスタTr₂のベース電流を制御し、負荷ト
ランジスタTr₂のコレクタ電流IC₂を負荷トラン
ジスタTr₁のコレクタ電流IC₁に追従させる。そ
して、コレクタ電流IC₁，IC₂……IC_oを平衡させ
ることによつて、特定の負荷トランジスタのみに
過大な電流が流れて熱暴走を生じ破壊されること
を確実に防止することができる。

以上詳細したようには本考案は、複数の負荷ト
ランジスタの各エミツタをエミツタ抵抗を介して
並列に接続し、一方の負荷トランジスタのコレク
タ電流に、他方の負荷トランジスタのコレクタ電
流を差動増幅器により追従させるようにしたもの
である。したがつて、複数の負荷トランジスタの
コレクタ電流を平衡させることができ、各負荷ト
ランジスタのベース・エミツタ間電圧の差異、お
よび直流電流増幅率hfeの差異により生じるコレ
クタ電流の不平衡に起因する熱暴走および破壊を
生じない電子負荷装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は従来の各別の電子負荷装置の
一例を示すブロツク図、第３図は本考案の一実施
例を示すブロツク図である。 E_io……電源、Tr₁，Tr₂，Tr_o……負荷トラン
ジスタ、DF₁，DF₂，DF_o……差動増幅器、R_e…
…エミツタ抵抗器、R_s……電流検出抵抗器、Ｐ，
Ｎ……試験端子、VC……制御電圧。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 外部の電源が接続される試験端子と、この試験
   端子間にコレクタ・エミツタを並列に接続しかつ
   電流検出抵抗器を直列に介して接続したｎ個の負
   荷トランジスタと、各負荷トランジスタのエミツ
   タに介挿したエミツタ抵抗器と、第２乃至第ｎの
   各負荷トランジスタの各エミツタ抵抗器の端子間
   電圧をそれぞれ反転入力へ与えられ非反転入力を
   第１の負荷トランジスタのエミツタに共通接続と
   し出力を第２乃至第ｎの負荷トランジスタのベー
   スへ与えて第２乃至第ｎの負荷トランジスタのコ
   レクタ電流を第１の負荷トランジスタのコレクタ
   電流に等しくするように制御する第２乃至第ｎの
   差動増幅器と、上記電流検出抵抗の端子間電圧お
   よび外部から与えられる制御電圧を反転入力およ
   び非反転入力へ与えられ出力を第１の負荷トラン
   ジスタの他方のベースへ与えて上記電流検出抵抗
   を流れる電流を上記制御電圧に応じて制御する第
   １の差動増幅器とを具備することを特徴とする電
   子負荷装置。