JPH05315920A - 入力切換回路 - Google Patents

入力切換回路

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JPH05315920A
JPH05315920A JP4117193A JP11719392A JPH05315920A JP H05315920 A JPH05315920 A JP H05315920A JP 4117193 A JP4117193 A JP 4117193A JP 11719392 A JP11719392 A JP 11719392A JP H05315920 A JPH05315920 A JP H05315920A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mosfet
switching circuit
input switching
drain
turned
Prior art date
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Pending
Application number
JP4117193A
Other languages
English (en)
Inventor
Makoto Taroumaru
眞 太郎丸
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 同じ構成の入力切換回路が複数ある場合に、
一つの入力切換回路が作動中にその影響を受けて他の入
力切換回路が導通してしまうことを防止する。 【構成】 サブストレートがソースに内部接続された一
般的なエンハンスメント型FETのゲートとトランジス
タのベースを共に制御信号入力端子に接続し、FETの
ドレインを第1の入力端子に接続すると共にソースを出
力端子に接続し、トランジスタのコレクタを第2の入力
端子に接続すると共にエミッタを接地する構成とするこ
とにより、前記第1の入力端子と前記第2の入力端子に
センサー等を接続すると、FETとトランジスタが直列
に接続されることになり、FETとトランジスタを前記
制御信号入力端子からの制御信号によって同時にオン・
オフすることができるため、他の入力切換回路がオンに
なっていても、動作対象でない入力切換回路はオンにな
らない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、センサー出力等の複数
のアナログ信号入力を切り換えて出力する入力切換回路
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】温度、光量等のアナログ量をサーミス
タ、フォトダイオード等のセンサーで検知し、これらを
もとに何らかの制御を行なう制御装置に於いては、セン
サーで得られた検出値をAD変換器によってディジタル
量に変換し、これをマイクロコンピューターによって処
理し、制御を行なう場合が多い。しかし、AD変換器は
回路規模が比較的大きく、コストが大きくなるので、多
数のアナログ量を検知する場合にはAD変換器を1個ま
たは4個程度とし、その入力をリレー(継電器)や電界
効果トランジスター等のアナログスイッチによる入力切
換回路で切り換える構成としたものが多い。特に、無接
点化による機器の信頼性向上や機器の小型化の観点か
ら、後者によって構成される場合が多い。
【0003】以下、図面を参照しながら、従来の入力切
換回路について説明する。図3は従来の入力切換回路の
回路図及び周辺回路の構成図である。図3に於いて、1
は入力切換回路であって、アナログスイッチとして動作
するエンハンスメント型のNチャネルMOS型電界効果
トランジスタ(以下、「MOSFET」と称す。)10
1と、直流電源を接続するためのプルアップ抵抗10
3、入力端子105及び106、出力端子107、制御
入力端子108を有する。2は、例えば温度センサーと
してのサーミスタや光量センサーとしてのフォトダイオ
ード等より構成され、入力端子105及び106間に接
続されるセンサーである。3は、例えばAD変換器やマ
イクロコンピューター等で構成され、センサー2で検知
した検知信号をもとに所望の制御を行なう制御回路であ
る。10は入力切換回路1と同一の構成からなる入力切
換回路であって、それぞれ入力端子17、制御入力端子
18を有する。そして、入力切換回路1及び10は共に
センサー2及び20の出力に応じた電圧(アナログ量)
を出力端子17及び107に生じさせるオン状態と、出
力端子17及び107が高インピーダンスとなるオフ状
態の2つの状態を持つ。これら2つの状態は、制御入力
端子18及び108の電圧によって切り換えられ、制御
入力端子18及び108が直流電源電圧Vb(例えば+
5V)の時にオン状態、0V付近の時はオフ状態とな
る。
【0004】以上のように構成された従来の入力切換回
路について、以下その動作を説明する。例えば、センサ
ー2を動作させる場合は、制御回路3からの信号によ
り、入力切換回路1の制御入力端子108がハイレベル
となる。すると、センサー2によって得られた検知信号
が制御回路3へ出力される。つまり検知対象の1つのセ
ンサー2に対応する入力切換回路1のみをオン状態と
し、他の入力切換回路10を全てオフ状態とすることに
より、検知信号を制御回路3に出力する。そして検知す
べきセンサー2及び20に応じてオン状態にする入力切
換回路1及び10を次々に切り換え、必要な検知信号が
制御回路3へ出力される。
【0005】次に、入力切換回路1について説明する。
入力切換回路1を構成するMOSFET101はサブス
トレートが接地されているエンハンスメント型である。
従って、入力端子105及び出力端子107の電圧が0
Vより高く、Vb未満の範囲ならばMOSFET101
のサブストレート端子に電流が流れることはない。そし
て、制御入力端子108が0Vの時は、MOSFET1
01のゲート電位はドレイン、ソース及びサブストレー
トのいずれよりも低くなり、チャネルが形成されない。
故に、ドレイン・ソース間のインピーダンスは高インピ
ーダンスとなり、入力切換回路1はオフ状態となる。
【0006】一方、直流電源電圧Vbはプルアップ抵抗
103によって電圧降下を起こしてドレインにかかるの
で、制御入力端子108がVbの時は、MOSFET1
01のゲート電位はドレイン、ソース及びサブストレー
トのいずれよりも高くなり、チャネルが形成される。故
に、ドレイン・ソース間のインピーダンスは低インピー
ダンスとなり、入力切換回路1はオン状態となる。こう
して、センサー2に生じた電圧が制御回路3へ伝達され
る。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の入力切換回路1に於いて、アナログスイッチと
してサブストレートがソースに内部接続された一般的な
エンハンスメント型MOSFETを用いると、入力切換
回路1が非動作状態にあるときでも、動作中の入力切換
回路10の出力端子17の電圧が入力切換回路1の出力
端子107を介してMOSFETのソース及びサブスト
レートにかかるため、サブストレート・ドレイン間が順
バイアスとなり、動作対象ではないMOSFETも導通
してしまう。
【0008】それ故、従来のようなセンサー2の入力端
子106が接地されている構成では、サブストレートが
接地されている特殊なエンハンスメント型MOSFET
を用いなければならず、コストが大きくなる。
【0009】更に、サブストレートが接地されている特
殊なエンハンスメント型MOSFETにあっても、オン
状態に於いてサブストレート・チャネル間が逆バイアス
されるため、サブストレート・チャネル間に空乏層を生
じてチャネルがあまり広がらず、オン抵抗すなわちドレ
イン・ソース間のインピーダンスが十分に低くならな
い。このため、制御回路3の入力インピーダンスが低い
場合にはドレイン・ソース間で電圧降下を生じ、センサ
ー2の検知量に誤差が出るという課題を有していた。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、電界効果トランジスタのゲートとトランジ
スタのベースを共に制御信号入力端子に接続し、前記電
界効果トランジスタのドレインを第1の入力端子に接続
すると共にソースを出力端子に接続し、前記トランジス
タのコレクタを第2の入力端子に接続すると共にエミッ
タを接地する構成とした。
【0011】
【作用】上記のような構成を採ることにより、前記第1
の入力端子と前記第2の入力端子にセンサー等を接続す
ると、前記電界効果トランジスタと前記トランジスタが
直列に接続されることになり、前記電界効果トランジス
タと前記トランジスタを前記制御信号入力端子からの制
御信号によって同時にオン・オフすることができるた
め、他の入力切換回路がオンになっていても、動作対象
でない入力切換回路はオンにならない。
【0012】
【実施例】以下、本発明の一実施例について、図面を参
照しながら説明する。図1は本実施例の入力切換回路の
回路図及び周辺回路の構成図である。図1に於いて、4
は入力切換回路であって、アナログスイッチとして動作
するエンハンスメント型のNチャネルMOSFET11
1と、入力端子106とアース間に接続されたバイポー
ラトランジスタ102、入力端子105と直流電源を接
続するプルアップ抵抗103、バイポーラトランジスタ
102のベース電流を制限するベース抵抗104から構
成され、出力端子107、制御入力端子108を有す
る。図示のように、MOSFET111はサブストレー
トがソースに内部で接続された一般的なエンハンスメン
トMOSFETである。2は例えば温度センサーとして
のサーミスタや光量センサーとしてのフォトダイオード
等であって、入力端子105及び106間に接続される
センサーである。3は制御回路、10は他の入力切換回
路で、これらは図3の従来例で説明したものと同様であ
る。
【0013】以上のように構成された本発明に係る入力
切換回路について、以下その動作を説明する。全体の動
作は従来例に於ける説明と同様であって、制御回路3か
らの信号により、検知すべきセンサーの対応する入力切
換回路の制御入力端子18及び108の中の1個のみが
ハイレベルとなり、検知すべきセンサーに応じてオン状
態にする入力切換回路を次々に切り換え、必要な検知信
号が制御回路3へ出力される。
【0014】次に、本実施例の特徴である入力切換回路
4について説明する。まず、制御入力端子108が0V
の時は、バイポーラトランジスタ102はカットオフと
なり、MOSFET111のゲート電位は0である。出
力端子107即ちMOSFET111のソースの電位が
0Vより高く、直流電源電圧Vb未満の範囲であれば、
MOSFET111のドレイン電位はソース電位よりも
高く、かつソースに対するゲート電位は負となり、チャ
ネルが形成されない。無論、MOSFET111のサブ
ストレート・ドレイン間はドレインの方が高電位のため
に逆バイアスされているから、MOSFET111のサ
ブストレート端子に電流が流れることはない。故に、ド
レイン・ソース間のインピーダンスは高インピーダンス
となり、入力切換回路4はオフ状態となる。一方、制御
入力端子108がVbの時は、バイポーラトランジスタ
102がオンとなって入力端子105の電位はほぼセン
サー2の両端に生じる電圧と等しくなると共に、MOS
FET111のゲート電位がソース(サブストレート)
よりも高くなってチャネルが形成される。故にドレイン
・ソース間のインピーダンスは低インピーダンスとな
り、入力切換回路4はオン状態となる。よって、センサ
ー2の両端に生じた電圧が制御回路3へ伝達される。
【0015】以上のような構成をとることにより、動作
対象である入力切換回路4がオンの時は当然入力端子1
05及び106に接続したセンサーに電流が流れ、入力
切換回路4をオフにしたい場合は、他の入力切換回路1
0がオンの場合でも入力切換端子4に構成されているM
OSFET111が導通してしまうことがないので、入
力切換回路を正確に選択し、動作させることができる。
【0016】次に、図2は本発明の他の実施例に於ける
入力切換回路の回路図である。図2に於いて、2はセン
サー、111はMOSFET、102はバイポーラトラ
ンジスタ、103はプルアップ抵抗、104はベース抵
抗、105及び106は入力端子、107は出力端子、
108は制御入力端子であって、これらは図1で示した
前述の実施例と同様のものである。109はフォトカプ
ラで、1次側の発光ダイオードに電流を流して点灯させ
ることにより、2次側のフォトトランジスタが導通する
ものである。110は絶縁電源で、MOSFET111
のゲート駆動用の電源を供給する。
【0017】このように構成した入力切換回路5の動作
を説明する。まず、制御入力端子108が0Vの時は、
バイポーラトランジスタ102及びフォトカプラ109
のフォトトランジスタはカットオフとなるので、MOS
FET111のドレイン・ソース間にはチャネルが形成
されず、導通しない。無論、MOSFET111のサブ
ストレート・ドレイン間は逆バイアスされているから、
MOSFET111のサブストレート端子に電流が流れ
ることはない。
【0018】一方、制御入力端子108がVbの時は、
バイポーラトランジスタ102がオンとなって、入力端
子105の電位はほぼセンサー2の両端に生じる電位と
等しくなる。同時にフォトカプラ109のフォトトラン
ジスタが導通するから、MOSFET111のソースに
対するゲート電位は、ほぼ絶縁電源110の電圧とな
る。従って、入力切換回路5はオン状態となる。よっ
て、センサー2の両端に生じた電圧が制御回路3へ伝達
される。
【0019】一般に、MOSFET111のドレイン・
ソース間電圧の最大定格は数百Vのものまで市販されて
いるが、ゲート・ソース間電圧の最大定格は高いもので
も20V程度である。よって、この場合はVbが高いよ
うな回路であっても、フォトカプラを介してゲートを駆
動することにより、ゲート・ソース間電圧は絶縁電源1
10の電圧以下で駆動できる。また、0V/5Vといっ
た一般的な論理回路の出力信号で、直接、入力切換回路
を制御できる。
【0020】
【発明の効果】以上のような構成をとることにより、入
力切換回路をオフにしているときはMOSFETとバイ
ポーラトランジスタも同時にオフとなるため、ドレイン
・アース間は高抵抗となり、サブストレート・ドレイン
間は逆バイアスされるため、動作している他の入力切換
回路の出力信号の影響を受けてサブストレート・ドレイ
ン間が導通してしまうことがない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に於ける入力切換回路の回路
図及び周辺構成図
【図2】本発明の他の実施例に於ける入力切換回路の回
路図
【図3】従来の入力切換回路の回路図及び周辺構成図
【符号の説明】
2 センサー 4 入力切換回路 102 バイポーラトランジスタ 103 プルアップ抵抗 105 入力端子 106 入力端子 111 電界効果トランジスタ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】第1及び第2の入力端子と、出力端子と、
    制御信号入力端子とを有し、前記第1の入力端子にドレ
    インを接続すると共に前記出力端子にソースを接続した
    電界効果トランジスタと、前記第2の入力端子にコレク
    タを接続すると共にエミッタを接地したトランジスタを
    有し、前記電界効果トランジスタのゲートと前記トラン
    ジスタのベースを共に前記制御信号入力端子に接続する
    ことにより、前記電界効果トランジスタと前記トランジ
    スタを前記制御信号入力端子からの制御信号によって同
    時にオン・オフすることを特徴とする入力切換回路。
JP4117193A 1992-05-11 1992-05-11 入力切換回路 Pending JPH05315920A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7352086B2 (en) 2002-08-30 2008-04-01 Fujitsu Quantum Devices Limited Switching circuit, switching module and method of controlling the switching circuit
JP2009188548A (ja) * 2008-02-04 2009-08-20 Thine Electronics Inc マルチプレクサ

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7626443B2 (en) 2002-08-30 2009-12-01 Fujitsu Quantum Devices Limited Switching circuit, switching module and method of controlling the switching circuit
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