JPH066149A - Voltage controlled circuit - Google Patents

Voltage controlled circuit

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JPH066149A
JPH066149A JP4162738A JP16273892A JPH066149A JP H066149 A JPH066149 A JP H066149A JP 4162738 A JP4162738 A JP 4162738A JP 16273892 A JP16273892 A JP 16273892A JP H066149 A JPH066149 A JP H066149A
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Makoto Imamura
誠 今村
Yutaka Imao
裕 今尾
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Abstract

PURPOSE:To improve the response speed by forming a voltage limit circuit for a collector-emitter voltage of a high current gain transistor(TR) with a base earth circuit whose gain is the unity so as to reduce the parasitic capacitance of the collector. CONSTITUTION:Upon the receipt of an input voltage VIN with a waveform of a fast rising by a voltage limit circuit 50a, the reply of the circuit 50a is controlled by a time constant depending on a resistor 11 and a parasitic capacitance of a collector of a Tr 12 due to the absence of a current Miller circuit. For example, the parasitic capacitance of a PNPTr is nearly 0.8pF, while the parasitic capacitance of an NPNTr is nearly 0.3pF. Since an NPNTr is employed for the Tr 12, the collector parasitic capacitance is smaller than that of the PNPTr and since a base earth circuit is adopted, the deterioration in the response due to the feedback resistance is not caused.

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、高電流利得トランジス
タのコレクタ・エミッタ間電圧を制限する電圧制限回路
に関し、特にその応答速度を高速化した電圧制限回路に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a voltage limiting circuit for limiting a collector-emitter voltage of a high current gain transistor, and more particularly to a voltage limiting circuit having a high response speed.

【0002】[0002]

【従来の技術】高電流利得トランジスタは通常のトラン
ジスタと比較して電流利得が10倍程度ある反面、通常
のトランジスタのコレクタ・エミッタ間耐圧が”14
V”程度なのに対し、高電流利得トランジスタのコレク
タ・エミッタ間耐圧は”6V”程度と非常に小さい。従
って、高電流利得トランジスタを用いるに際してはコレ
クタ・エミッタ間電圧が耐圧を越えないように電圧制限
回路を付加する必要がある。
2. Description of the Related Art Although a high current gain transistor has a current gain of about 10 times that of a normal transistor, the collector-emitter breakdown voltage of the normal transistor is "14".
While the collector-emitter withstand voltage of the high current gain transistor is very small, about 6 V, while it is about V ", the voltage limit is set so that the collector-emitter voltage does not exceed the withstand voltage when using the high current gain transistor. It is necessary to add a circuit.

【0003】図5は高電流利得トランジスタ用の従来の
電圧制限回路を用いたバッファアンプの一例を示す回路
図である。図5において1は高電流利得トランジスタ、
2は定電流源、3、6及び7は通常のPNPトランジス
タ、9は通常のNPNトランジスタ、4及び5はダイオ
ード、8は抵抗、10はトランジスタ6の寄生容量であ
る。ここで、トランジスタ3、6、7及び9、ダイオー
ド4及び5、抵抗8、寄生容量10は電圧制限回路50
を構成しており、また、トランジスタ3は出力電圧を検
出するエミッタフォロワ回路、トランジスタ9は高電流
利得トランジスタ1のコレクタ電圧を制限するエミッタ
フォロワ回路、トランジスタ6及び7は電流ミラー回路
を構成している。
FIG. 5 is a circuit diagram showing an example of a buffer amplifier using a conventional voltage limiting circuit for a high current gain transistor. In FIG. 5, 1 is a high current gain transistor,
Reference numeral 2 is a constant current source, 3, 6 and 7 are normal PNP transistors, 9 is a normal NPN transistor, 4 and 5 are diodes, 8 is a resistor, and 10 is a parasitic capacitance of the transistor 6. Here, the transistors 3, 6, 7 and 9, the diodes 4 and 5, the resistor 8 and the parasitic capacitance 10 are the voltage limiting circuit 50.
Further, the transistor 3 constitutes an emitter follower circuit which detects the output voltage, the transistor 9 constitutes an emitter follower circuit which limits the collector voltage of the high current gain transistor 1, and the transistors 6 and 7 constitute a current mirror circuit. There is.

【0004】高電流利得トランジスタ1のベースは入力
端子100に接続され、入力端子100には入力電圧”
IN”が印加される。高電流利得トランジスタ1のエミ
ッタは定電流源2の一端、トランジスタ3のベース及び
出力端子101に接続され、出力端子101からは出力
電圧”VOUT が出力される。また、高電流利得トラン
ジスタ1のコレクタはトランジスタ9のエミッタに接続
され、さらに、定電流源2の他端及びトランジスタ3の
コレクタは負電圧源”VEE”に接続される。
The base of the high current gain transistor 1 is connected to the input terminal 100, and the input voltage is applied to the input terminal 100.
V IN ″ is applied. The emitter of the high current gain transistor 1 is connected to one end of the constant current source 2, the base of the transistor 3 and the output terminal 101, and the output voltage “V OUT ” from the output terminal 101. Is output. The collector of the high current gain transistor 1 is connected to the emitter of the transistor 9, and the other end of the constant current source 2 and the collector of the transistor 3 are connected to the negative voltage source "V EE ".

【0005】トランジスタ9のベースはトランジスタ6
のコレクタ、寄生容量10の一端、ダイオード5のアノ
ードに接続される。ダイオード5のカソードはダイオー
ド4のアノードに接続され、さらにダイオード4のカソ
ードはトランジスタ3のエミッタに接続される。一方、
トランジスタ6のベースはトランジスタ7のベース及び
コレクタと抵抗8の一端に接続され、寄生容量10の他
端及び抵抗8の他端は接地される。さらに、トランジス
タ9のコレクタ、トランジスタ6及び7のエミッタは正
電圧源”VCC”に接続される。
The base of the transistor 9 is the transistor 6
Is connected to one end of the parasitic capacitance 10 and the anode of the diode 5. The cathode of the diode 5 is connected to the anode of the diode 4, and the cathode of the diode 4 is connected to the emitter of the transistor 3. on the other hand,
The base of the transistor 6 is connected to the base and collector of the transistor 7 and one end of the resistor 8, and the other end of the parasitic capacitance 10 and the other end of the resistor 8 are grounded. Further, the collector of the transistor 9, the emitter of the transistor 6 and 7 are connected to a positive voltage source "V CC".

【0006】図5に示した従来例は高電流利得トランジ
スタ1の電流利得が通常のトランジスタの電流利得の1
0倍程度であることを利用して、バイアス電流を低減し
たバッファアンプとして用いた例である。このバッファ
アンプの出力電圧”VOUT である高電流利得トランジ
スタ1のエミッタ電圧”VE1”はトランジスタ3のベー
ス・エッミタ間電圧”VBE3 ”及びダイオード4、5の
電圧降下”V4 ”、”V5 ”分だけ加算されトランジス
タ9のベースに”VB9”として印加される。また、高電
流利得トランジスタ1のコレクタにはトランジスタ9の
ベース電圧”V B9”からトランジスタ9のベース・エミ
ッタ間電圧”VBE9 ”を差し引いた”V C1”が印加され
る。この結果、高電流利得トランジスタ1のコレクタ・
エミッタ間電圧”VCE1 ”は、 VCE1=VC1−VE1 =VBE3+V4+V5−VBE9 (1) となり、バッファアンプの出力電圧”VOUT” に係わり
なく一定電圧に制限される。
The conventional example shown in FIG. 5 is a high current gain transistor.
The current gain of the transistor 1 is 1 of that of a normal transistor.
Bias current is reduced by utilizing the fact that it is about 0 times.
This is an example of using as a buffer amplifier. This buffer
Amplifier output voltage "VOUT High current gain transition
Star 1 emitter voltage "VE1"Is the base of transistor 3
Voltage between source and emitter "V"BE3"And diodes 4, 5
Voltage drop "VFour"," VFive"Only minutes are added
"V on the base ofB9Is applied as ".
Current gain transistor 1 collector has transistor 9
Base voltage "V B9"From base Emi of transistor 9
Voltage between terminals "V"BE9"Subtracted" V C1Is applied
It As a result, the collector of the high current gain transistor 1
Emitter voltage "VCE1"Is VCE1= VC1-VE1 = VBE3+ VFour+ VFive-VBE9 (1) and the output voltage of the buffer amplifier "V"OUTInvolved in
Not limited to a constant voltage.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかし、図6中”イ”
に示すような立ち上がりの速い波形の入力電圧”VIN
が印加された場合、高電流利得トランジスタ1のエミッ
タ電圧”VE1”はこの印加電圧波形に追従するものの、
トランジスタ9のベース電圧”VB9”はトランジスタ6
の寄生容量10の影響により印加電圧波形に追従できな
い。即ち、トランジスタ6のコレクタ電流を”I”、寄
生容量10の容量値を”C”とした場合、トランジスタ
9のベース電圧”VB9”は図6中”ロ”に示すように時
定数”I/C”以上の速さで立ち上がることができず、
図6中”ハ”に示す斜線の部分では高電流利得トランジ
スタ1のコレクタ・ベース間電圧が負になってしまい、
高電流利得トランジスタ1が飽和してしまう。
[Problems to be Solved by the Invention] However, "a" in FIG.
Input voltage “V IN ” with a fast rising waveform as shown in
Is applied, the emitter voltage “V E1 ” of the high current gain transistor 1 follows this applied voltage waveform,
The base voltage "V B9 " of the transistor 9 is the transistor 6
Due to the influence of the parasitic capacitance 10 of FIG. That is, when the collector current of the transistor 6 is "I" and the capacitance value of the parasitic capacitance 10 is "C", the base voltage "V B9 " of the transistor 9 is the time constant "I" as shown by "B" in FIG. I couldn't stand up faster than / C ”,
In the shaded portion indicated by “C” in FIG. 6, the collector-base voltage of the high current gain transistor 1 becomes negative,
The high current gain transistor 1 is saturated.

【0008】この結果、図5に示したバッファアンプの
高速化は電圧制限回路50の応答速度によって制限され
てしまう。従って本発明の目的は、高電流利得トランジ
スタの立ち上がりの速い入力電圧に対しても追従できる
コレクタ・エミッタ間電圧の電圧制限回路を実現するこ
とにある。
As a result, the speedup of the buffer amplifier shown in FIG. 5 is limited by the response speed of the voltage limiting circuit 50. Therefore, an object of the present invention is to realize a voltage limiting circuit for the collector-emitter voltage that can follow an input voltage of a high current gain transistor that rises quickly.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明では、高電流利得トランジスタのエミ
ッタ電圧を検出して、このエミッタ電圧に一定電圧を加
算した電圧を前記高電流利得トランジスタのコレクタに
供給することにより、前記高電流利得トランジスタのコ
レクタ・エミッタ間電圧を制限する電圧制限回路におい
て、前記高電流利得トランジスタのエミッタ電圧を検出
する第1のエミッタフォロワ回路と、この第1のエミッ
タフォロワ回路で検出したエミッタ電圧とバイアス電圧
との電圧差を利得1倍で増幅するベース接地回路と、こ
のベース接地回路の出力電圧を前記高電流利得トランジ
スタのコレクタに供給する第2のエミッタフォロワ回路
とを備えたことを特徴とするものである。
In order to achieve such an object, according to the present invention, the emitter voltage of a high current gain transistor is detected and a voltage obtained by adding a constant voltage to the emitter voltage is used as the high current gain. A first emitter follower circuit for detecting the emitter voltage of the high current gain transistor in a voltage limiting circuit for limiting the collector-emitter voltage of the high current gain transistor by supplying to the collector of the transistor. Grounded base circuit for amplifying the voltage difference between the emitter voltage detected by the emitter follower circuit and the bias voltage with a gain of 1, and a second emitter for supplying the output voltage of the grounded base circuit to the collector of the high current gain transistor. And a follower circuit.

【0010】[0010]

【作用】高電流利得トランジスタのコレクタ・エミッタ
間電圧の電圧制限回路を利得1倍のベース接地回路で構
成することにより、コレクタの寄生容量が小さくなり、
応答速度が向上する。
By configuring the voltage limiting circuit for the collector-emitter voltage of the high current gain transistor by a base-grounded circuit with a gain of 1 times, the parasitic capacitance of the collector is reduced,
Response speed is improved.

【0011】[0011]

【実施例】以下本発明を図面を用いて詳細に説明する。
図1は本発明に係る電圧制限回路の第1の実施例を用い
たバッファアンプを示す構成回路図である。ここで、
1、2、3、9、100及び101は図5と同一符号を
付してある。図1において11及び14は抵抗、12は
NPNトランジスタ、13はバイアス電圧が”VBB”で
あるバイアス電圧源である。また、トランジスタ3、9
及び12、抵抗11及び14、バイアス電圧源13は電
圧制限回路50aを構成している。
The present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a configuration circuit diagram showing a buffer amplifier using a first embodiment of a voltage limiting circuit according to the present invention. here,
1, 2, 3, 9, 100 and 101 have the same reference numerals as those in FIG. In FIG. 1, 11 and 14 are resistors, 12 is an NPN transistor, and 13 is a bias voltage source whose bias voltage is "V BB ". Also, the transistors 3 and 9
And 12, resistors 11 and 14, and bias voltage source 13 form a voltage limiting circuit 50a.

【0012】高電流利得トランジスタ1のベースは入力
端子100に接続され、入力端子100には入力電圧”
IN”が印加される。高電流利得トランジスタ1のエミ
ッタは定電流源2の一端、トランジスタ3のベース及び
出力端子101に接続され、出力端子101からは出力
電圧”VOUT が出力される。また、高電流利得トラン
ジスタ1のコレクタはトランジスタ9のエミッタに接続
され、さらに、定電流源2の他端及びトランジスタ3の
コレクタは負電圧源”VEE”に接続される。
The base of the high current gain transistor 1 is connected to the input terminal 100, and the input voltage is applied to the input terminal 100.
V IN ″ is applied. The emitter of the high current gain transistor 1 is connected to one end of the constant current source 2, the base of the transistor 3 and the output terminal 101, and the output voltage “V OUT ” from the output terminal 101. Is output. The collector of the high current gain transistor 1 is connected to the emitter of the transistor 9, and the other end of the constant current source 2 and the collector of the transistor 3 are connected to the negative voltage source "V EE ".

【0013】トランジスタ9のベースはトランジスタ1
2のコレクタ、抵抗11の一端に接続され、トランジス
タ9のコレクタ及び抵抗11の他端は正電圧源”VCC
に接続される。トランジスタ12のエミッタは抵抗14
を介してトランジスタ3のエミッタに接続される。ま
た、トランジスタ12のベースはバイアス電圧源13の
一端に接続され、バイアス電圧源13の他端は接地され
る。
The base of the transistor 9 is the transistor 1
2 is connected to one end of the resistor 11, and the collector of the transistor 9 and the other end of the resistor 11 are positive voltage source "V CC ".
Connected to. The emitter of the transistor 12 is the resistor 14
Is connected to the emitter of the transistor 3 via. The base of the transistor 12 is connected to one end of the bias voltage source 13, and the other end of the bias voltage source 13 is grounded.

【0014】図1に示す実施例の動作を図2の特性曲線
図を用いて説明する。まず、第1に入力電圧”VIN”が
非常に高く”VIN1 である場合を考える。この時、高
電流利得トランジスタ1のエッミタ電圧”VE1”が高い
ので、バイアス電圧源13のバイアス電圧”VBB”に対
してトランジスタ3及び12を”ON”できず、トラン
ジスタ12にコレクタ電流は流れず、トランジスタ9の
ベース電圧”VB9”はほぼ正電圧源”VCC”と等しくな
る。従って、高電流利得トランジスタ1のコレクタ・エ
ミッタ間電圧”VCE1 ”は、高電流利得トランジスタ1
のベース・エミッタ間電圧を”VBE1” 、トランジスタ
9のベース・エミッタ間電圧を”VBE9” とすれば、 VCE1=(VCC−VBE9)−VE1 =(VCC−VBE9)−(VIN−VBE1) (2) となる。この時点では電圧制限回路50aは動作してい
ないので、入力電圧”V IN”が下がるに従って高電流利
得トランジスタ1のコレクタ・エミッタ間電圧”
CE1 ”は図2中”イ”のように増加する。
The operation of the embodiment shown in FIG. 1 is shown in the characteristic curve of FIG.
It will be described with reference to the drawings. First, the input voltage "VIN"But
Very high "VIN1 Consider the case. At this time, high
Emitter voltage "V" of current gain transistor 1E1Is high
Therefore, the bias voltage “V of the bias voltage source 13BBAgainst
And the transistors 3 and 12 cannot be turned on,
The collector current does not flow to the transistor 12 and the transistor 9
Base voltage "VB9"Almost a positive voltage source" VCCIs equal to
It Therefore, the collector current of the high current gain transistor 1 is
Inter-mitter voltage "V"CE1"Is a high current gain transistor 1
The base-emitter voltage of theBE1", Transistor
The base-emitter voltage of 9 is "VBE9If you say, VCE1= (VCC-VBE9) -VE1 = (VCC-VBE9)-(VIN-VBE1) It becomes (2). At this time, the voltage limiting circuit 50a is operating.
Since there is no input voltage "V INHigher current gain as
Collector-emitter voltage of transistor 1
VCE1“Increases like“ a ”in FIG.

【0015】第2に、バイアス電圧源13のバイアス電
圧”VBB”に対してトランジスタ3及び12を”ON”
し始める入力電圧”VIN2 が印加される場合を考え
る。この時、トランジスタ3及び12が”ON”し始め
ることにより、トランジスタ3のコレクタ電流が流れ始
める。さらに入力電圧”VIN”がさがると、トランジス
タ3及び12が完全に”ON”して抵抗14に電流が流
れるため、抵抗14において電圧降下を生じる。高電流
利得トランジスタ1、トランジスタ3及び12のベース
・エミッタ間電圧をそれぞれ”VBE1” 、”VBE3” 及
び”VBE12”とした時、抵抗14に生じる電圧降下は”
14”は、 V14=(VBB−VBE12)−(VIN−VBE1+VBE3) (3) となる。
Secondly, the transistors 3 and 12 are turned "ON" with respect to the bias voltage "V BB " of the bias voltage source 13.
Input voltage “V IN2 ” to start Consider the case where is applied. At this time, the collector current of the transistor 3 starts to flow because the transistors 3 and 12 start to turn “ON”. Further, when the input voltage “V IN ” decreases, the transistors 3 and 12 are completely turned “ON” and a current flows through the resistor 14, so that a voltage drop occurs in the resistor 14. When the base-emitter voltages of the high current gain transistor 1, the transistors 3 and 12 are set to “V BE1 ”, “V BE3 ”, and “V BE12 ”, respectively, the voltage drop across the resistor 14 is “
V 14 ″ becomes V 14 = (V BB −V BE12 ) − (V IN −V BE1 + V BE3 ) (3).

【0016】ここで、抵抗11と14の抵抗値を等しく
すると、トランジスタ12のコレクタ電流及びエミッタ
電流はほぼ等しいことから、抵抗11の電圧降下”
11”は抵抗14の電圧降下”V14”にほぼ等しくな
る。従って、入力電圧”VIN”が式(3)の関係が成り
立つような電圧値以下になると、高電流利得トランジス
タ1のコレクタ・エミッタ間電圧”VCE1 ”は、 VCE1=(VCC−V11−VBE9)−VE1 =(VCC−V14−VBE9)−(VIN−VBE1) =VCC−VBB+VBE12+VIN−VBE1+VBE3−VBE9 −VIN+VBE1 =VCC−VBB+VBE12+VBE3−VBE9 (4) となり、入力電圧”VIN”が図2中”VIN2 〜”V
IN3” の間では、入力電圧に係わりなく図2中”ロ”の
ように一定電圧に制限される。この結果、式(4)が高
電流利得トランジスタ1のコレクタ・エミッタ間耐圧以
下になるようにバイアス電圧源13のバイアス電圧”V
BB”を調整すればよい。
Here, if the resistance values of the resistors 11 and 14 are made equal, the collector current and the emitter current of the transistor 12 are substantially equal, so that the voltage drop of the resistor 11 "
V 11 ″ becomes almost equal to the voltage drop “V 14 ” of the resistor 14. Therefore, when the input voltage “V IN ” becomes lower than the voltage value such that the relation of the equation (3) is satisfied, the collector of the high current gain transistor 1 becomes. -The voltage between emitters "V CE1 " is V CE1 = (V CC -V 11 -V BE9 ) -V E1 = (V CC -V 14 -V BE9 )-(V IN -V BE1 ) = V CC -V BB + V BE12 + V iN -V BE1 + V BE3 -V BE9 -V iN + V BE1 = V CC -V BB + V BE12 + V BE3 -V BE9 (4) , and the input voltage "V iN" is in FIG. 2 "V IN2" ~ "V
Regardless of the input voltage, it is limited to a constant voltage as shown by "b" in Fig. 2 between IN3 ". As a result, the equation (4) becomes less than the collector-emitter breakdown voltage of the high current gain transistor 1. The bias voltage of the bias voltage source 13 "V
Adjust BB ”.

【0017】つまり、トランジスタ12、抵抗11及び
14、バイアス電圧源13は、高電流利得トランジスタ
1のエミッタ電圧”VE1”とバイアス電圧”VBB”との
差を利得1倍で増幅するベース接地回路として動作する
ことになる。
That is, the transistor 12, the resistors 11 and 14, and the bias voltage source 13 are grounded base for amplifying the difference between the emitter voltage "V E1 " of the high current gain transistor 1 and the bias voltage "V BB " by a gain of one. It will operate as a circuit.

【0018】また、立ち上がりの速い波形の入力電圧”
IN”が印加された場合、図5に示すような電流ミラー
回路が存在しないため、電圧制限回路50aの応答を制
限するものは抵抗11とトランジスタ12のコレクタの
寄生容量によって決まる時定数である。ここで、例え
ば、PNPトランジスタの寄生容量は”0.8pF”程
度、これに対してNPNトランジスタの寄生容量は”
0.3pF”程度であり、トランジスタ12はNPNト
ランジスタであることからPNPトランジスタと比較し
てコレクタの寄生容量が小さく、また、ベース接地の回
路構成であるため帰還容量による応答の悪化も生じな
い。
In addition, an input voltage having a waveform with a fast rising edge
When V IN ″ is applied, since there is no current mirror circuit as shown in FIG. 5, what limits the response of the voltage limiting circuit 50 a is the time constant determined by the parasitic capacitance of the resistor 11 and the collector of the transistor 12. Here, for example, the parasitic capacitance of the PNP transistor is about "0.8 pF", whereas the parasitic capacitance of the NPN transistor is "0.8 pF".
Since the transistor 12 is an NPN transistor, the parasitic capacitance of the collector is smaller than that of the PNP transistor, and the base-grounded circuit configuration does not deteriorate the response due to the feedback capacitance.

【0019】なお、図1に示す第1の実施例では高電流
利得トランジスタ利用してバイアス電流を低減したバッ
ファアンプとして用いた例であるが、演算増幅器若しく
は比較回路の初段差動増幅器に用いることも有効であ
る。但し、演算増幅器の初段差動増幅器に用いる場合は
バッファアンプと同様にバイアス電流を低減を目的とす
るのに対して、比較回路の初段差動増幅器に用いる場合
は理由が異なる。即ち、比較回路の初段差動増幅器では
2つの入力電圧差が大きいのが一般的であり、一方の入
力トランジスタではベース・エミッタ間電圧が逆バイア
スになっている。この逆バイアスの耐圧は通常のNPN
トランジスタで”3V”、PNPトランジスタで”5
V”程度である。
The first embodiment shown in FIG. 1 is an example in which a high current gain transistor is used as a buffer amplifier in which the bias current is reduced, but it is used in a first stage differential amplifier of an operational amplifier or a comparison circuit. Is also effective. However, when it is used for the first-stage differential amplifier of the operational amplifier, the purpose is to reduce the bias current similarly to the buffer amplifier, whereas when it is used for the first-stage differential amplifier of the comparison circuit, the reason is different. That is, the difference between the two input voltages is generally large in the first-stage differential amplifier of the comparison circuit, and the base-emitter voltage of one input transistor is reverse biased. This reverse bias breakdown voltage is a normal NPN
Transistor "3V", PNP transistor "5"
It is about V ″.

【0020】従って、従来では図3に示すような差動増
幅器を構成して逆バイアスの耐圧を上げている。図3に
おいて、15、16は抵抗、17〜20はトランジス
タ、21は定電流源である。ここではトランジスタ1
9、20を付加して逆バイアスを2つのトランジスタで
分割して受けることにより、ベース・エミッタ間電圧の
逆バイアスの耐圧を向上させている。しかし、これは入
力電圧範囲及び入力オフセット電圧の悪化を招くことに
なる。
Therefore, conventionally, a differential amplifier as shown in FIG. 3 is constructed to increase the reverse bias withstand voltage. In FIG. 3, 15 and 16 are resistors, 17 to 20 are transistors, and 21 is a constant current source. Here transistor 1
By adding 9 and 20 and receiving the reverse bias by dividing the two transistors, the breakdown voltage of the reverse bias of the base-emitter voltage is improved. However, this causes deterioration of the input voltage range and the input offset voltage.

【0021】一方、高電流利得トランジスタのベース・
エミッタ間電圧の逆バイアスの耐圧は”15V”程度
と、通常のトランジスタと比較して高いので、高電流利
得トランジスタを用いた初段差動増幅器は有効である。
図4は本発明に係る電圧制限回路の第2の実施例を用い
た初段差動増幅器を示す構成回路図である。ここで、
3、9、11、12、13、14は図1と同一符号を付
してある。図4において9aはベースがNPNトランジ
スタ9のベースに接続されたNPNトランジスタ、1
5、16は抵抗、21は定電流源、22、23は高電流
利得トランジスタである。また、トランジスタ3、9、
9a及び12、抵抗11及び14バイアス電圧源13は
電圧制限回路50bを構成している。
On the other hand, the base of the high current gain transistor
The reverse bias withstand voltage of the emitter-to-emitter voltage is about "15V", which is higher than that of a normal transistor. Therefore, the first-stage differential amplifier using a high current gain transistor is effective.
FIG. 4 is a configuration circuit diagram showing a first stage differential amplifier using a second embodiment of the voltage limiting circuit according to the present invention. here,
3, 9, 11, 12, 13, and 14 have the same reference numerals as those in FIG. In FIG. 4, 9a denotes an NPN transistor whose base is connected to the base of the NPN transistor 9,
Reference numerals 5 and 16 are resistors, 21 is a constant current source, and 22 and 23 are high current gain transistors. Also, the transistors 3, 9,
The bias voltage sources 13 and 9a and 12 and the resistors 11 and 14 form a voltage limiting circuit 50b.

【0022】図4に示す第2の実施例では、抵抗15、
16、定電流源21、高電流利得トランジスタ22、2
3から構成される差動増幅器に対して、この高電流利得
トランジスタ22、23のコレクタ電圧をそれぞれ制限
する2つのトランジスタ9a、9で構成した2つのエミ
ッタフォロワ回路から成る電圧制限回路50bを付加し
たことを特徴とする。また、電圧制限回路50b内の他
の構成及び動作については第1の実施例と同様である。
In the second embodiment shown in FIG. 4, the resistor 15,
16, constant current source 21, high current gain transistors 22, 2
A voltage limiting circuit 50b composed of two emitter follower circuits composed of two transistors 9a and 9 for respectively restricting the collector voltage of the high current gain transistors 22 and 23 is added to the differential amplifier composed of three. It is characterized by Further, other configurations and operations in the voltage limiting circuit 50b are similar to those in the first embodiment.

【0023】第2の実施例のような構成にすることによ
り、トランジスタを付加することなく、ベース・エミッ
タ間電圧の逆バイアスの耐圧向上用が図られ、高速で広
い入力電圧範囲の比較回路を実現することができる。
By adopting the configuration as in the second embodiment, it is possible to improve the withstand voltage of the reverse bias of the base-emitter voltage without adding a transistor, and a high speed comparison circuit with a wide input voltage range can be obtained. Can be realized.

【0024】[0024]

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明によれば次のような効果がある。高電流利得トラ
ンジスタのコレクタ・エミッタ間電圧の電圧制限回路を
利得1倍のベース接地回路で構成することにより、高電
流利得トランジスタの立ち上がりの速い入力電圧に対し
ても追従できるコレクタ・エミッタ間電圧の電圧制限回
路を実現することができる。
As is apparent from the above description,
The present invention has the following effects. By configuring the voltage limiting circuit for the collector-emitter voltage of the high current gain transistor with a base-grounded circuit with a gain of 1 times, the collector-emitter voltage of the high current gain transistor that can follow the rising rising input voltage A voltage limiting circuit can be realized.

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

【図1】本発明に係る電圧制限回路の第1の実施例を用
いたバッファアンプを示す構成回路図である。
FIG. 1 is a configuration circuit diagram showing a buffer amplifier using a first embodiment of a voltage limiting circuit according to the present invention.

【図2】第1の実施例における入力電圧と高電流利得ト
ランジスタのコレクタ・エミッタ間電圧の関係を示す特
性曲線図である。
FIG. 2 is a characteristic curve diagram showing a relationship between an input voltage and a collector-emitter voltage of a high current gain transistor in the first embodiment.

【図3】従来の初段差動増幅器の一例を示す回路図であ
る。
FIG. 3 is a circuit diagram showing an example of a conventional first stage differential amplifier.

【図4】本発明に係る電圧制限回路の第2の実施例を用
いた初段差動増幅器を示す構成回路図である。
FIG. 4 is a configuration circuit diagram showing a first-stage differential amplifier using a second embodiment of the voltage limiting circuit according to the present invention.

【図5】従来の電圧制限回路を用いたバッファアンプの
一例を示す回路図である。
FIG. 5 is a circuit diagram showing an example of a buffer amplifier using a conventional voltage limiting circuit.

【図6】従来例の入力電圧波形に対する応答波形を示す
タイミング図である。
FIG. 6 is a timing chart showing a response waveform to an input voltage waveform of a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,22,23 高電流利得トランジスタ 2,21 定電流源 3,6,7,9,9a,12,17,18,19,20
トランジスタ 4,5 ダイオード 8,11,14,15,16 抵抗 10 寄生容量 13 バイアス電圧源 50,50a,50b 電圧制限回路 100 入力端子 101 出力端子
1,22,23 High current gain transistor 2,21 Constant current source 3,6,7,9,9a, 12,17,18,19,20
Transistors 4,5 Diodes 8, 11, 14, 15, 16 Resistances 10 Parasitic capacitances 13 Bias voltage sources 50, 50a, 50b Voltage limiting circuits 100 Input terminals 101 Output terminals

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】高電流利得トランジスタのエミッタ電圧を
検出して、このエミッタ電圧に一定電圧を加算した電圧
を前記高電流利得トランジスタのコレクタに供給するこ
とにより、前記高電流利得トランジスタのコレクタ・エ
ミッタ間電圧を制限する電圧制限回路において、 前記高電流利得トランジスタのエミッタ電圧を検出する
第1のエミッタフォロワ回路と、 この第1のエミッタフォロワ回路で検出したエミッタ電
圧とバイアス電圧との電圧差を利得1倍で増幅するベー
ス接地回路と、 このベース接地回路の出力電圧を前記高電流利得トラン
ジスタのコレクタに供給する第2のエミッタフォロワ回
路とを備えたことを特徴とする電圧制御回路。
1. A collector-emitter of the high current gain transistor by detecting an emitter voltage of the high current gain transistor and supplying a voltage obtained by adding a constant voltage to the emitter voltage to the collector of the high current gain transistor. In a voltage limiting circuit for limiting the inter-voltage, a first emitter follower circuit for detecting the emitter voltage of the high current gain transistor, and a voltage difference between the emitter voltage and the bias voltage detected by the first emitter follower circuit are gained. A voltage control circuit comprising: a base-grounded circuit that amplifies by a factor of 1; and a second emitter follower circuit that supplies the output voltage of the base-grounded circuit to the collector of the high-current gain transistor.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010034786A (en) * 2008-07-28 2010-02-12 Yokogawa Electric Corp Differential amplifier

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