JPH0653750A - Power ic - Google Patents

Power ic

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Publication number
JPH0653750A
JPH0653750A JP4205520A JP20552092A JPH0653750A JP H0653750 A JPH0653750 A JP H0653750A JP 4205520 A JP4205520 A JP 4205520A JP 20552092 A JP20552092 A JP 20552092A JP H0653750 A JPH0653750 A JP H0653750A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
output
transistor
power supply
supply line
current
Prior art date
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Pending
Application number
JP4205520A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hisashi Matsushima
久 松島
Takashi Otsuki
隆志 大槻
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.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
Priority to JP4205520A priority Critical patent/JPH0653750A/en
Publication of JPH0653750A publication Critical patent/JPH0653750A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To prevent an output transistor(TR) from being destroyed by supplying a current to a power supply line via a diode being an emitter-open transistor(TR) when a voltage at an output midpoint reaches an abnormally high voltage. CONSTITUTION:The integrated circuit is provided with an output TR Q1 at a power supply side for current delivery and a ground side TR Q2 for current absorption, and also a diode QX being an open emitter TR connecting an output midpoint O to which both TRs Q1, Q2 are connected and a power supply line, and the TR QX is formed in the same region as that of the TR Q1 while the collector is used in common. Since the TR QX is the open emitter TR and acts like a diode, when a level at an output terminal OUT is higher than a power supply line +B due to any cause, a prescribed current flows to the power supply line via the TR QX. As a result, the output TR Q1 is bypassed and then no reverse current flows to the output TR Q1, thereby protecting the output TR Q1.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、オーディオ機器の最終
段の増幅に用いられるパワーICの誤接続等に対する保
護に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to protection against erroneous connection of a power IC used for amplification in the final stage of audio equipment.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、オーディオ機器の最終段の増
幅にパワーICが用いられており、このパワーICの出
力段には、図3に示すように直列接続された一対の出力
トランジスタQ1、Q2が設けられている。そして、こ
の出力トランジスタQ1、Q2の出力中点Oが、外付の
出力コンデンサCout を介してスピーカSPに接続され
ている。このため、出力トランジスタQ1、Q2を相補
的に駆動することによって、交流のオーディオ信号がス
ピーカSPに供給される。
2. Description of the Related Art Conventionally, a power IC has been used for amplification at the final stage of audio equipment, and a pair of output transistors Q1 and Q2 connected in series as shown in FIG. 3 is used at the output stage of this power IC. Is provided. The output midpoint O of the output transistors Q1 and Q2 is connected to the speaker SP via an external output capacitor Cout. Therefore, the AC audio signal is supplied to the speaker SP by driving the output transistors Q1 and Q2 complementarily.

【0003】このようなパワーICは、オーディオ機器
(セット)に組み付けられるが、このようなセットに
は、スピーカは内蔵されていない場合も多く、セットに
対するスピーカの接続や電源との接続等が後から行われ
る。そして、これらの最終的な結線において、誤接続が
発生したり、特定の順序での電源の投入、切り離しが行
われたり、スピーカの接続、切り離しが行われた場合に
は、電源側の出力トランジスタQ1に対し、大きな逆方
向電圧がかかりこれが破壊されてしまうという問題があ
った。
Such a power IC is assembled in an audio device (set), but a speaker is often not built in such a set, so that the speaker is connected to the set and the power source is connected later. Be done from. In the final connection, if an incorrect connection occurs, power is turned on or off in a specific order, or a speaker is connected or disconnected, the output transistor on the power supply side There is a problem that a large reverse voltage is applied to Q1 and this is destroyed.

【0004】すなわち、次のような場合に、出力側トラ
ンジスタQ1に対して大きな逆方向電圧が加わってしま
う。
That is, a large reverse voltage is applied to the output transistor Q1 in the following cases.

【0005】(イ)スピーカSPを接続した状態におい
て、メイン電源をオンし、電源ラインLをVCCとする。
これによって、出力中点Oは1/2Vccを中心に変化す
る。一方、出力コンデンサCout の反対側はグランドレ
ベルとなるため、これに対応した電荷が出力コンデンサ
Cout に蓄積される。次に、出力コンデンサCout が充
電された状態において、スピーカSPを切り離し、電源
をオフした後再度スピーカSPを接続すると、出力コン
デンサCout から出力トランジスタQ1のエミッタ・コ
レクタ路を経由して電源ラインLにラッシュ電流が流
れ、出力トランジスタQ1のB−Eジャンクションが破
壊されてしまう。すなわち、通常の場合、出力トランジ
スタQ1のB−Eジャンクションは7.2V程度の逆耐
圧を持ち、B−Cジャンクションでの電圧降下は、0.
6V程度であるが、上述の場合にはこれ以上の電圧がト
ランジスタQ1に逆方向から印加される場合もあり、出
力トランジスタQ1に逆方向の電流が流れ、B−Eジャ
ンクションが破壊される。
(A) With the speaker SP connected, the main power supply is turned on and the power supply line L is set to Vcc.
As a result, the output midpoint O changes around 1/2 Vcc. On the other hand, since the opposite side of the output capacitor Cout becomes the ground level, the electric charge corresponding to this is stored in the output capacitor Cout. Next, in a state where the output capacitor Cout is charged, the speaker SP is disconnected, the power is turned off, and then the speaker SP is connected again. Rush current flows, and the BE junction of the output transistor Q1 is destroyed. That is, in the normal case, the BE junction of the output transistor Q1 has a reverse breakdown voltage of about 7.2 V, and the voltage drop at the BC junction is 0.
Although it is about 6V, in the above case, a voltage higher than this may be applied to the transistor Q1 in the reverse direction, a reverse current flows through the output transistor Q1, and the BE junction is destroyed.

【0006】(ロ)メインの電源ラインLに各種の機器
が接続され、ここの負荷が極めて重くなっている条件下
では、メインスイッチをオフすると、電源ラインLは極
めて速くグランドレベル(0電位)にシフトダウンす
る。最悪の場合、メインスイッチのオフは、電源ライン
Lをグランドに短絡したのと同様である。このような場
合、出力コンデンサCout に蓄積されていた電荷はラッ
シュ電流として出力中点Oから電源ラインLに向けて流
れるため、この電流によって出力トランジスタQ1が破
壊される場合がある。
(B) Under the condition that various devices are connected to the main power supply line L and the load here is extremely heavy, when the main switch is turned off, the power supply line L becomes extremely fast at the ground level (0 potential). Shift down to. In the worst case, turning off the main switch is the same as shorting the power supply line L to the ground. In such a case, the charge accumulated in the output capacitor Cout flows as a rush current from the output midpoint O toward the power supply line L, and thus the output transistor Q1 may be destroyed by this current.

【0007】(ハ)実際のセットにおいては、スピーカ
は後から接続する場合が多く、ここにこのスピーカ接続
端に誤って電源Vが接続されてしまうと、ここに大きな
電圧が印加される。そのため、電源Vに応じた電圧が出
力コンデンサCout 、出力トランジスタQ1のエミッタ
・コレクタ路及び電源コンデンサCv の直列回路にかか
り、出力トランジスタQ1が破壊されてしまう。
(C) In an actual set, the speaker is often connected later, and if the power source V is erroneously connected to this speaker connection end, a large voltage is applied here. Therefore, a voltage corresponding to the power source V is applied to the series circuit of the output capacitor Cout, the emitter / collector path of the output transistor Q1 and the power source capacitor Cv, and the output transistor Q1 is destroyed.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上述の(イ)の対処と
してはスピーカと並列にスピーカに対し10倍以上の抵
抗値を持つ抵抗Rx を配置し、出力コンデンサCout の
放電路を形成することが考えられる。また、上述の
(ロ),(ハ)の対処としては、スピーカへの出力端子
の経路に1Ω程度の電流制限抵抗を挿入し、これによっ
てラッシュ電流を制限する方法や出力コンデンサQ1と
並列に電源・出力端子間をバイパスする大電流容量ダイ
オードDx を挿入する方法などが考えられる。このよう
な手法によって、出力トランジスタQ1に大きな逆方向
の電圧がかかりここにおいてB−Eジャンクションが破
壊されることを防止することができる。
In order to solve the above problem (a), a resistor Rx having a resistance value of 10 times or more that of the speaker is arranged in parallel with the speaker to form a discharge path of the output capacitor Cout. Conceivable. As measures against the above (b) and (c), a current limiting resistor of about 1Ω is inserted in the path of the output terminal to the speaker, thereby limiting the rush current, and the power supply is connected in parallel with the output capacitor Q1. -A method of inserting a large current capacity diode Dx that bypasses between the output terminals can be considered. By such a method, it is possible to prevent the BE junction from being destroyed by applying a large reverse voltage to the output transistor Q1.

【0009】しかしながら、これらの手法は、パワーI
Cの外付けとして放電用抵抗、ダイオード等を接続しな
ければならず、工数がアップし、コストが高くなってし
まうという問題点があった。また、これらの手段によ
り、信号の一部がグランドへ流れてしまい、損失が発生
するという問題点があった。
[0009] However, these methods use the power I
There is a problem in that a discharge resistor, a diode, and the like must be connected as an external element of C, which increases the number of steps and increases the cost. Further, there is a problem that a part of the signal flows to the ground by these means, which causes a loss.

【0010】本発明は、上記問題点を解決することを課
題としてなされたものであり、電源側の出力トランジス
タにおける逆耐圧を効果的に高く設定することができる
パワーICに関する。
The present invention has been made to solve the above problems, and relates to a power IC capable of effectively setting a high reverse breakdown voltage in an output transistor on a power supply side.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明は、電流吐き出し
用の電源側出力トランジスタと、電流吸い込み用のグラ
ンンド側トランジスタを有し、両トランジスタが接続さ
れる出力中点からオーディオ信号を出力するパワーIC
において、上記出力中点と電源ラインとを接続するダイ
オードを有し、このダイオードは、上記電源側出力トラ
ンジスタと同一領域内にコレクタを共通として形成され
ていることを特徴とする。
According to the present invention, there is provided a power source for outputting an audio signal from an output midpoint to which both transistors are connected and which has a power source side output transistor for current discharge and a ground side transistor for current sink. IC
In, there is a diode connecting the output midpoint and the power supply line, and the diode is formed in the same region as the power supply side output transistor with a common collector.

【0012】[0012]

【作用】本発明においては、上述のようにICの内部に
出力中点と電源ラインを接続するタイオードを有してい
る。そして、このダイオードは、出力トランジスタと同
一領域内にコレクタを共通として形成されたものであ
る。従って、ICのサイズを非常に小さくすることがで
きる。また、出力トランジスタと同様にベースのコンタ
クトを大きなものとすることができ、ここにおける局部
発熱を防止することができる。また、このダイオード
は、C−B順方向で使うため、そのインピーダンスは出
力トランジスタの逆耐圧より十分高く、このダイオード
が破壊されることはない。
According to the present invention, as described above, the IC has the diode for connecting the output midpoint and the power supply line. The diode is formed in the same region as the output transistor with a common collector. Therefore, the size of the IC can be made very small. Further, the contact of the base can be made large similarly to the output transistor, and local heat generation can be prevented here. Also, since this diode is used in the C-B forward direction, its impedance is sufficiently higher than the reverse breakdown voltage of the output transistor, and this diode is not destroyed.

【0013】更に、E−B順方向ダイオードでは、定常
の信号振幅時において、逆耐圧をオーバーしてしまう場
合があるが、C−Bのエミッタオープントランジスタで
は、逆耐圧は十分大きく、このような心配はない。
Further, in the EB forward diode, the reverse breakdown voltage may be exceeded at the time of steady signal amplitude, but in the CB emitter open transistor, the reverse breakdown voltage is sufficiently large. Don't worry.

【0014】[0014]

【実施例】以下、本発明の実施例について図面に基づい
て説明する。図1は本発明に係るパワーICの要部構成
を示す回路図であり、NPN型の出力トランジスタQ
1,Q2は、電源+Bとグランドの間に直列接続されて
いる。そして、両トランジスタQ1,Q2の接続点(出
力中点O)は、出力端子OUT、出力コンデンサCout
を介しスピーカSPに接続されている。また、電源ライ
ン+Bには、電源コンデンサCv が接続されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit diagram showing a main configuration of a power IC according to the present invention, which is an NPN output transistor Q.
1, Q2 are connected in series between the power source + B and the ground. The connection point between the transistors Q1 and Q2 (the output midpoint O) is the output terminal OUT and the output capacitor Cout.
Is connected to the speaker SP via. A power supply capacitor Cv is connected to the power supply line + B.

【0015】一方、出力トランジスタQ1のベースには
エミッタが電源に接続されたPNP型のドライブトラン
ジスタQ3のコレクタが接続されており、このドライブ
トランジスタQ3は、そのベースに入力される信号に応
じて、出力用トランジスタQ1にベース電流を供給す
る。従って、出力トランジスタQ1のベース電流を増幅
した電流が電源からスピーカSPに供給される。一方、
出力トランジスタQ2のベースには、コレクタがグラン
ドに接続されたPNP型のドライブトランジスタQ4の
コレクタが接続されており、このドライブトランジスタ
Q4のベースに入力される信号に応じた電流が出力トラ
ンジスタQ2のベース電流となる。従って、出力トラン
ジスタQ1のベース電流を増幅した電流が出力端OUT
からグランドに向けて流れる。従って、トランジスタQ
1,Q2によってプッシュプル型のアンプが構成され
る。なお、NPN型のトランジスタQ5は、ドライブ用
トランジスタQ4への動作電流を供給するためのもので
あり、ダイオードD1,D2はトランジスタQ5のベー
スを所定電位に保持するためのものである。
On the other hand, the base of the output transistor Q1 is connected to the collector of a PNP type drive transistor Q3 whose emitter is connected to the power source. The drive transistor Q3 is responsive to a signal input to its base. A base current is supplied to the output transistor Q1. Therefore, a current obtained by amplifying the base current of the output transistor Q1 is supplied from the power supply to the speaker SP. on the other hand,
The base of the output transistor Q2 is connected to the collector of a PNP type drive transistor Q4 whose collector is connected to the ground, and a current corresponding to a signal input to the base of the drive transistor Q4 is applied to the base of the output transistor Q2. It becomes an electric current. Therefore, the current obtained by amplifying the base current of the output transistor Q1 is output terminal OUT.
Flows from the ground to the ground. Therefore, the transistor Q
A push-pull type amplifier is configured by 1 and Q2. The NPN transistor Q5 is for supplying an operating current to the driving transistor Q4, and the diodes D1 and D2 are for holding the base of the transistor Q5 at a predetermined potential.

【0016】そして、本実施例においては、出力中点O
と電源ライン+Bを接続するエミッタ開放トランジスタ
Qx が設けられている。このエミッタ開放トランジスタ
Qxはダイオードとして動作するため、何らかの理由に
よって出力端OUTのレベルが電源ライン+Bに対し高
くなった場合は、このエミッタ開放トランジスタQxを
介し電源ラインに向けて所定の電流が流れ、出力トラン
ジスタQ1をバイパスする。このため、出力トランジス
タQ1に逆方向の電流が流れることがなく、これを保護
することができる。
In the present embodiment, the output midpoint O
An open-emitter transistor Qx for connecting the power supply line + B and the power supply line + B is provided. Since the emitter open transistor Qx operates as a diode, if the level of the output terminal OUT becomes higher than the power supply line + B for some reason, a predetermined current flows through the emitter open transistor Qx toward the power supply line, Bypass output transistor Q1. Therefore, a reverse current does not flow in the output transistor Q1 and can be protected.

【0017】次に、この実施例におけるエミッタ開放ト
ランジスタQx と出力トランジスタQ1の構成につい
て、図2の説明図に基づいて説明する。この例では、ト
ランジスタQ1,Qx と共にNPNトランジスタであ
る。基板10はP型の基板であり、ここにN型のエピタ
キシャル層12が形成されている。なお、このN型のエ
ピタキシャル層12の側方は素子分離部14によって他
のアイランドと仕切られている。また、N型のエピタキ
シャル層の底部に設けられたN+ の領域はチャネルスト
ップ16である。
Next, the structures of the emitter open transistor Qx and the output transistor Q1 in this embodiment will be described with reference to the explanatory view of FIG. In this example, the transistors Q1 and Qx are NPN transistors. The substrate 10 is a P-type substrate, on which an N-type epitaxial layer 12 is formed. The side of the N-type epitaxial layer 12 is separated from other islands by the element isolation portion 14. The N + region provided at the bottom of the N type epitaxial layer is the channel stop 16.

【0018】そして、このN型のエピタキシャル層12
が出力トランジスタQ1とエミッタ開放トランジスタQ
x のコレクタとなっている。また、N型のエピタキシャ
ル層12内に設けられたP領域20がトランジスタQ1
のベース領域となり、このP領域20内に設けられN領
域が出力トランジスタQ1のエミッタとなる。また、P
領域24がエミッタ開放トランジスタQx のベース領域
となる。
Then, the N-type epitaxial layer 12
Is output transistor Q1 and emitter open transistor Q
It is a collector of x. Further, the P region 20 provided in the N type epitaxial layer 12 is the transistor Q1.
And the N region provided in the P region 20 serves as the emitter of the output transistor Q1. Also, P
The region 24 becomes the base region of the emitter open transistor Qx.

【0019】このように、N型のエピタキシャル層12
が、2つのトランジスタのコレクタとして共有されるた
め、独立して素子分離領域、チャネルストップを設ける
場合に比べチップサイズを小さくすることができる。ま
た、両トランジスタQ1,Qx のコレクタ間の配線は何
ら必要がない。さらに、この保護用のトランジスタQx
の面積は出力トランジスタQ1の1/10程度のサイズ
で十分である。また、これらトランジスタのコレクタの
コンタクト及びベースのコンタクトを十分大きくするこ
とによって、保護トランジスタQx に電流が流れた際
に、局部的な発熱を防ぐことができる。そして、このよ
うなコンタクトを大きくとる作業はパターニングの処理
の際に容易に行うことができる。
As described above, the N type epitaxial layer 12 is formed.
However, since it is shared as the collectors of two transistors, the chip size can be reduced as compared with the case where the element isolation region and the channel stop are independently provided. Further, no wiring is required between the collectors of both transistors Q1 and Qx. Furthermore, this protective transistor Qx
It is sufficient for the area of 1 to be about 1/10 of the size of the output transistor Q1. Further, by making the collector contact and the base contact of these transistors sufficiently large, it is possible to prevent local heat generation when a current flows through the protection transistor Qx. The work of making such a large contact can be easily performed during the patterning process.

【0020】[0020]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るパワ
ーICによれば、保護用のトランジスタをチップ内に構
成することができ、チップ面積をあまり増大することな
く出力トランジスタの保護を行うことができる。また、
同回路がチップ内に内蔵されているため、ユーザが外付
けで作業を行う必要がなく、パワーICの効率的な利用
が可能となる。
As described above, according to the power IC of the present invention, the protection transistor can be formed in the chip, and the output transistor can be protected without increasing the chip area. You can Also,
Since the circuit is built in the chip, the user does not need to work externally and the power IC can be used efficiently.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係るパワーICの要部構成を示す回路
図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a main configuration of a power IC according to the present invention.

【図2】同実施例における出力用トランジスタQ1と保
護用トランジスタQx の構成を示す説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing configurations of an output transistor Q1 and a protection transistor Qx in the same embodiment.

【図3】従来のパワーICの出力段の構成を示す回路図
である。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of an output stage of a conventional power IC.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

Q1 電源側出力トランジスタ Q2 グランド側出力トランジスタ Qx エミッタ開放トランジスタ(ダイオード) Q1 Power supply side output transistor Q2 Ground side output transistor Qx Emitter open transistor (diode)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電流吐き出し用の電源側出力トランジス
タと、電流吸い込み用のグランド側トランジスタを有
し、両トランジスタが接続される出力中点からオーディ
オ信号を出力するパワーICにおいて、 上記出力中点と電源ラインとを接続するダイオードを有
し、 このダイオードは、上記電源側出力トランジスタと同一
領域内にコレクタを共通として形成されていることを特
徴とするパワーIC。
1. A power IC which has a power supply side output transistor for discharging current and a ground side transistor for absorbing current, and outputs an audio signal from the output middle point where both transistors are connected, A power IC, comprising a diode connected to a power supply line, the diode being formed with a common collector in the same region as the power supply side output transistor.
JP4205520A 1992-07-31 1992-07-31 Power ic Pending JPH0653750A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020014223A (en) * 2014-10-21 2020-01-23 邦男 中山 Current drive device

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