JPS58133014A - ダ−リントン・トランジスタ駆動回路 - Google Patents

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】 この発明は、ダーリントン接続形トランジスタの駆動回
路の改良に餉するものである。

トランジスタには、衆知の様に、ＮＰＮ４るいはＰＮＰ
Ｎ玉形半導体層よりａるシングル・トランジスタやその
シングル・トランジスタを２個〜８個縦続接続したダー
リントン・トランジスタがある。

このうち、ダーリントン・トランジスタは電流増幅率が
概略各々のトランジスタの電流増幅率の積になるので非
常に大きくなシ、小さいベース電流で駆動でき、特に大
容量素子に過している。その反面、スイッチング時間特
にターンオフ時間に関しては、通電時に蓄積さｎた各々
のトランジスタのキャリアをベースに逆方向に電流を流
して放電させる必要があるが、前段の補助トランジスタ
が早く連断されてしまうため補助トランジスタのベース
・エミッタ間にバイパス用ダイオードを設けてはいるが
、一般にシングル・トランジスタよシも長くなってしま
う、。

この棚のダーリントン・トランジスタ回路の従来例を第
１図に示す。同図において、（１）は主トランジスタａ
Ｑ及び補助トランジスタαυよ構成るダーリントン接続
形トランジスタ回路、（２）及び（４）は補助トランジ
スタのベース・エミッタ間に接続されたバイパス用ダイ
オード及び抵抗であ！０　、（３）は主トランジスタの
ベース・エミッタ間に接続さｎた抵抗である。（１００
’）は、ダーリントン・トランジスタ回路へのベース電
流供給回路であシ、制御端子（Ｂｓ）より抵抗−を介し
て補助トランジスタへ順方向ペース電流を供給するとと
もに、制御端子（Ｂ２）よシ逆バイアス電ａＩ［ｇｌ路
（５）を介して補助トランジスタ及び主トランジスタの
蓄積キャリアを放電させる逆方向ペース電流を供給する
。

次に動作について説明する。ダーリントン・トランジス
タの導通制御に関してはよく知らｎているので、ここで
は蓄積キャリアの放電に陶して説明する。

通常ダーリントン・トランジスタにおいては、駆動段の
補助トランジスタの方がチップ面積が数分の１と小さい
ので、制御端子（Ｂりよシベースに逆方向に電流を流し
た場合補助トランジスタの方が早く連断さｎる。従って
、補助トランジスタのベース・エミッタ接合が阻止状態
になるのでそれ以降は主トランジスタの方には逆ベース
電流が流れなくなる。こｎを改善する方法として第１図
にポス様に、補助トランジスタαυのエミッタ・ペース
間にバイパス用ダイオード（２）を付加すｎはよいこと
は良く知られている。

この時の逆方向ペース電流工１１（ＯＦＦ）は、図中に
矢印で示した如く、初期は主トランジスタのエミッタ→
同ベース→補助トランジスタのエミッタ→同ベースの経
路で流れ（破線で図示）、補助トランジスタｏｖが連断
さｎた後は主トランジスタ００の逆方向ベース電流は同
図一点鎖線の様にバイパス用ダイオード（２）を通して
流ｎる。この様に、バイパス用ダイオード（２）により
逆方向ベース電流より（ＯＦＦ）の経路は形成さｎ１蓄
積キヤリアの放電は行なわれる。ここで、蓄積キャリア
の放電は逆方向ベース電流より　（ＯＦＦ　）が大きい
程促進さｎる。このキャリア放電時間は、応用上、よシ
高周波スイッチング動作を行なわせようとすｒｔは、短
かけれは短かい程良い。

一方、通常ダーリントン・トランジスタでの主トランジ
スタα０と補助トランジスタａυとは同一チップ上ある
いは同一パッケージ内に収納されているが、逆バイアス
電源を含むベース駆動回路（Ｚｏｏ”）は装置の実装上
電線接続さｎている場合が多い。

従って、逆バイアス回路には配線インダクタンスが存在
するので、蓄積キャリアの放電時間を短かくすべく、立
上シの早い波高値の大きい逆方向ペースＩＩＬ流を流そ
うとすｎは大きな逆バイアス電源が必要になるが、ベー
ス・エミ・イタ間の許容逆耐圧の制限を受けてしまう。

従来のダーリントン・トランジスタ回路は、上記の様に
構成さｎているので、逆バイアス電源回路を必要とする
欠点があった。

この発明は、上記の様な欠点を除去するためになさｎた
もので、主トランジスタのベース・エミッタ間に第１の
キャリア放電用トランジスタを、補助トランジスタのベ
ースと主トランジスタのエミッタとの間に第２のキャリ
ア放電用トランジスタをそｎぞれ近接して設けた構成に
し、補助トランジスタのエミッタ・ベース間が阻止状態
を回復するまでは主トランジスタの蓄積キャリアを第２
のキャリア放電用トランジスタへも分流させることによ
シ蓄積キャリアを放電しやすくしたダーリントン・トラ
ンジスタ駆動回路を提供することを目的とする。

以下、この発明の一実施例を説明する。

第２図に第一の実施例を示す。同図にνいて、（１）は
主トランジスタαＱ及び補助トランジスタａυよ構成る
ダーリントン接続形トランジスタ回路、韓は主トランジ
スタαＱのベース・エミッタ間に接続さｎだ第１のキャ
リア放電用トランジスタ、（２）は補助トランジスタα
υのベースと主トランジスタ（１Ｇのエミッタ間に接続
さｎた第２のキャリア放電用トランジスタである。（ホ
）、（２）、＠はそれぞれ補助トランジスタａ］）、第
２のキャリア放電用トランジスタ（２）、第１のキャリ
ア放電用トランジスタ（６）のベース抵抗である。また
、（１００）は、ダーリントン・トランジスタ囲路及び
キャリア放電用トランジスタへのベース電流供給回路で
ある。さらに、（Ｂｌ）は補助トランジスタ（１１）に
順方向ベース電流を供給する第１の制御端子、（Ｂ雪）
は第１及び第２のキャリア放電用トランジスタにベース
電流を供給する第２の制御端子、（Ｂ）は補助トランジ
スタＱυのベース端子、（］！ｉｔは主トランジスタα
Ｑのエミッタ端子、（Ｃ）は同コレクタ端子である。

次に、動作について説明する。まず、ダーリントン・ト
ランジスタの導通制御については詳細説明は１゛略し、
蓄積キャリアの放電に関して説明する。ダーリントン・
トランジスタの通電時には主トランジスタ及び補助トラ
ンジスタのベース端に過剰キャリアが蓄積される。この
蓄積キャリアを放電させるには、逆方向ベース電流を流
せはよいことはすでに従来例で説明した。

この発明では、この逆方向ベース電流を供給するために
主トランジスタ及び補助トランジスタのベース・エミッ
タ間にそｎぞｎキャリア放電用トランジスタを接続し、
ダーリントン・トランジスタをターンオフさせるときに
は、制御端子（氏）よシの順方向ベース電流ＩＢ（ＯＮ
）を遮断するとともに制御端子（Ｂ２）より前記のキャ
リア放電用トランジスタにベース電流を供給する。この
ときの蓄積キャリアの放電に関して以下説明する。

−１ｆ、ダーリントン・トランジスタ（１）が導通して
いる状態でより（ＯＮ）を遮断しｘｉ（ＯＦＦ）を供給
した直後よシ、主トランジスタＱ□のコレクタ電流〔Ｉ
Ｃ（Ｍ））及び補助トランジスタαυのコレクタ電流即
ち主トランジスタＱ□のベース電流（ＸＣ（ム）〕は第
１　、第２のキャリア放電用トランジスタ斡、（至）に
分流し始メ、〔工Ｃ１Ｃ１１（、工ＣＢ（ム）〕ペース
・コレクタ間の蓄積キャリアは放電する。また、この状
態では主トランジスタ（１０及び補助トランジスタαυ
のベース・エミッタ間電位は図示の様にベース電位の方
が高０ので主トランジスタのベース・エミッタ間の蓄積
キャリアは第１のキャリア放電用トランジスタ（ロ）を
通して放電し始めるＣ−ｘ　Ｂ　（Ｍ　）　）とともに
補助トランジスタＱｌ）のベース・エミッタ間の蓄積キ
ャリアは第２のキャリア放電用トランジスタ→主トラン
ジスタのエミッタ→同ベースの経路で放電し始める（−
ｘｉ（Ａ））。このとき、蓄積キャリアの放電時間を短
かくすべく、逆方向ベース電流即ち放電電流〔−より（
Ｍ）あるいは−より（Ａ））を大きくするには、放電ル
ープ中のインピーダンスを小さくすｎばする程よい。こ
のためには、キャリア放電用トランジスタをできるだけ
小さな飽和電圧のものにし、さらに放電ループ中の配線
インダクタンスを極力少なくするためにキャリア放電用
トランジスタυ。

餞をダーリントン・トランジスタ（１）にできるだＣす
近接して接続す口はよい。特に、上記構成にお−１では
、主トランジスタＱＱの蓄積キャリアｓ、を第１のキャ
リア放電用トランジスタ（ロ）を通して放電するが、補
助トラン９、スタαυの放電が終了しエミッタ・ベース
間が逆阻止状態になるまでは、＄２のキャリア放電用ト
ランジスタへも分流するので１１槓キヤリアの放電は促
進さｎる。

一方、キャリア放電用トランジスタ＠、（至）をダーリ
ントン・トランジスタ（１）と同一パツケーリ内に収納
することにより、配線インダクタンスを極少にできるの
で蓄積キャリアの放電効果は一層大きくなる。

さらに、キャリア放電用トランジスタは増幅作用がある
ので第２の制御端子（Ｂりよシのベース電流は小さくて
すみ、ベース電流供給回路を小形化できる。

第２図の第−実施例では、キャリア放電用トランジスタ
曹及び（至）のベース電流をそれぞれ個別のベース抵抗
を通して供給していたが、ベース抵抗を共通にしてベー
ス・エミッタ間をダイレクト・パラに接続してもよく第
８因にその第２実施例を示す。同図において、（２１’
）は共通ベース抵抗である。この構成においても、蓄積
キャリアの放電に関しては第一実施例と同じである。尚
、このダイレクト・パラに接続する構成では、前述した
同一パッケージへの実装がよシ容易になる。

上記は、キャリア放電用トランジスタ（６）及びＱ３が
ＮＰＮ形トランジスタの場合であるがＭＰ形トランジス
タでもよく第４図にその第８実施例を示す。

この場合は、第２の制御端子（Ｂｚ）よりのキャリア放
電用トランジスタへのベース電流〔より（０１ＰＦ））
の方向が反転するだけで蓄積キャリアの放電に関しては
第１実施例と同じである。

尚、第２図〜第４図の実施例においては、補助トランジ
スタが一段の場合について説明したが、二段あるいは七
〇以上の場合でもキャリア放電用トランジスタをそれぞ
ｎのベースと主トランジスタのエミッタとの間に接続す
れは上記実施例と同様の効果が得ら口る。

また、第２図；第４図の実施例では図示していないが、
ダーリントン・トランジスタ回路及びそｎぞれのキャリ
ア放電用トランジスタのベース・エミッタ間に熱安定性
向上のために必要がｓｒｔは抵抗を入ｎてもよい。

次に、第１−第８実施例でのベース電流供給回路（１０
Ｇ）の具体的回路例について説明する。ｆｓｂ図（＆）
は第１及び第２実施例、同図（１））は第８実施例に対
応する。詳細説明は省略するが、導通制御指令信号を端
子（８１）、　（８りから入力すれば第１の制御端子（
Ｂｌ）よシ図示矢印方向に順方向ベース電流が供給され
る。また、指令信号を遮断ずれは第１の制御端子（Ｂ１
）よシの編方向ベース電流は遮断さｎ、第２の制御端子
よシ図示矢印方向にキャリア放電用トランジスタへのベ
ース電流が供給さｎる。

以上の様に、この発明によれは、主トランジスタのベー
ス・エミッタ間にｊＩｌのキャリア放電用トランジスタ
を、また補助トランジスタのベースと主トランジスタの
エミッタとの間に＃ｉ２のキャーリア放電用トランジス
タを近接して設ける構成にしたので、補助トランジスタ
のエミッタ・ベース間が阻止状態を回復するまでは主ト
ランジスタの蓄積キャリアが第２のキャリア放電用トラ
ンジスタへも分流するので蓄積キャリアを放電しやすく
できるダーリントン・トランジスタ駆動回路が得らｎる
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のダーリントン・トランジスタ回路、第２
図はこの発明の第一の実施例によるダーリントン・トラ
ンジスタ駆動回路、第８図Ｇｉこの発明の゛第２の実施
例によるダーリントン・トランジスタ駆動回路、第４図
はこの発明の第８の実施例によるダーリントン・トラン
ジスタ駆動回路、第５図（ａ）（（９）はベース電流供
給回路の具体例である。 図において、（１）はダーリントン接続形トランジスタ
回路、ＱＱは主トランジスタ、αηは補助トランジスタ
、（ロ）は第１のキャリア放電用トランジスタ、（至）
は第２のキャリア放電用トランジスタ、翰、す◇。 （２１’　）　、（イ）はベース抵抗、（１０Ｇ）、　
（１０ＧつはベースＩＩｃ流供給回路でおる。 尚、図中、同一符号はそｎぞれ同一また−よ相当部分を
示す。 代理人　　葛　野　信　−（外１名） 第１図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）主トランジスタとこの主トランジスタのコレクタ
   ・ベース間に接続さｎた一段ないし数段の補助トランジ
   スタとよ構成るダーリントン接続形トランジスタ回路、
   前記補助トランジスタへの順方向ベース電流を供給する
   第１の制御手段、前記主トランジスタのベース・エミッ
   タ間に接続された第１のキャリア放電用トランジスタ、
   前記補助トランジスタのベースと主トランジスタのエミ
   ッタとの間に接続さｎた第２のキャリア放電用トランジ
   スタ、及び削ａｃ！第１及び第２のキャリア放電用トラ
   ンジスタにペース亀、ｍを供給する第２の制御手段を備
   えたターリン−トランジスタ躯勧回路。 （２、特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、第１
   及び第２のキャリア放電用トランジスタの夫々のベース
   ・エミッタ間をダイレクト・パラ接続としたことを特徴
   としたダーリントン・トランジスタ駆動−路。 （３）特許請求の範囲第１項または第２項記載のものに
   おいて、ダ、−リントン接続形トランジスタ（ロ）路、
   第１のキャリア放電用トランジスタ及び第２のキャリア
   放電用トランジスタを同一パッケージに収納したことを
   特徴とするダーリントン・トランジスタ駆動回路。