JPS584489B2 - スイッチング回路 - Google Patents
スイッチング回路Info
- Publication number
- JPS584489B2 JPS584489B2 JP16580578A JP16580578A JPS584489B2 JP S584489 B2 JPS584489 B2 JP S584489B2 JP 16580578 A JP16580578 A JP 16580578A JP 16580578 A JP16580578 A JP 16580578A JP S584489 B2 JPS584489 B2 JP S584489B2
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- JP
- Japan
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- current
- switching
- transistor
- amplifier
- drive
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- Expired
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/51—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
- H03K17/56—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices
- H03K17/60—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being bipolar transistors
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- Electronic Switches (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、ドライブ電流の平均値を軽減できるスイッチ
ング回路に関するものである。
ング回路に関するものである。
トランジスタを用いたスイッチング回路においては、ド
ライブ電流の大きさは通常、スイッチング電流の大小に
拘らず一定である。
ライブ電流の大きさは通常、スイッチング電流の大小に
拘らず一定である。
第１図は従来のスイッチング回路の構成を示す回路図で
ある。
ある。
同図はＮＰＮトランジスタを使用した場合であって、Ｑ
１がスイッチングトランジスタ、Ｑ２がそのドライブト
ランジスタである。
１がスイッチングトランジスタ、Ｑ２がそのドライブト
ランジスタである。
第１図において端子Ｔｉにハイレベルの信号が与えられ
ると、電源ＶＣ’Ｏから抵抗Ｒ０、トランジスタＱ２を
経て、ドライブ電流ＩＢがスイッチングトランジスタＱ
１のベースに流れ、これによってスイッチング電流ＩＳ
が流れる。
ると、電源ＶＣ’Ｏから抵抗Ｒ０、トランジスタＱ２を
経て、ドライブ電流ＩＢがスイッチングトランジスタＱ
１のベースに流れ、これによってスイッチング電流ＩＳ
が流れる。
この場合、スイッチング電流ＩＳが時間とともに変化す
る場合であっても、常にトランジスタＱ１を飽和状態に
するためには、ドライブ電流ＩＢは、スイッチング電流
ＩＳの最大電流値に対して、トランジスタＱ１を飽和状
態にできる電流値でなければならない。
る場合であっても、常にトランジスタＱ１を飽和状態に
するためには、ドライブ電流ＩＢは、スイッチング電流
ＩＳの最大電流値に対して、トランジスタＱ１を飽和状
態にできる電流値でなければならない。
従ってスイッチング電流Ｉｓが、その平均電流に比べて
最大電流が非常に大きい場合、特に最大電流状態にある
時間が短い場合は、平均スイッチング電流に対応するド
ライブ電流よりも非常に大きいドライブ電流を流さなけ
ればならず、スイッチング回路としての効率が悪い欠点
があった。
最大電流が非常に大きい場合、特に最大電流状態にある
時間が短い場合は、平均スイッチング電流に対応するド
ライブ電流よりも非常に大きいドライブ電流を流さなけ
ればならず、スイッチング回路としての効率が悪い欠点
があった。
本発明はこのような従来回路の欠点を除去しようとする
ものであってその目的は、スイッチング電流の大小に応
じてドライブ電流を増減することによって、ドライブ電
流の平均値を減少できる、スイッチング回路を提供する
ことにある。
ものであってその目的は、スイッチング電流の大小に応
じてドライブ電流を増減することによって、ドライブ電
流の平均値を減少できる、スイッチング回路を提供する
ことにある。
この目的を達成するため本発明のスイッチング回路にお
いては、入力信号に応じてドライブ電流を出力するドラ
イブトランジスタと前記ドライブ電流によって導通して
スイッチング電流を流すスイッチングトランジスタとか
らなるスイッチング回路において、前記ドライブ電流に
比例した出力を発生する第１の増幅器と、前記スイッチ
ング電流に比例した出力を発生する第２の増幅器と、前
記第１の増幅器の出力と前記第２の増幅器の出力との差
に比例した出力を発生して前記ドライブトランジスタの
入力に帰還する第３の増幅器とを具え、ドライブ電流を
スイッチング電流に応じて変化させることを特徴として
いる。
いては、入力信号に応じてドライブ電流を出力するドラ
イブトランジスタと前記ドライブ電流によって導通して
スイッチング電流を流すスイッチングトランジスタとか
らなるスイッチング回路において、前記ドライブ電流に
比例した出力を発生する第１の増幅器と、前記スイッチ
ング電流に比例した出力を発生する第２の増幅器と、前
記第１の増幅器の出力と前記第２の増幅器の出力との差
に比例した出力を発生して前記ドライブトランジスタの
入力に帰還する第３の増幅器とを具え、ドライブ電流を
スイッチング電流に応じて変化させることを特徴として
いる。
以下、実施例について詳細に説明する。
第２図は本発明のスイッチング回路の原理を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
同図において、Ｑ１はスイッチングトランジスタ、Ｑ２
はドライブトランジスタ、ＲＥ，ＲＢはそれぞれトラン
ジスタＱ１のエミツタ電流およびベース電流検出用抵抗
、Ａｍｐ１，Ａｍｐ２，Ａｍｐ３はそれぞれＡ１，Ａ２
，Ａ３を存する増幅器である。
はドライブトランジスタ、ＲＥ，ＲＢはそれぞれトラン
ジスタＱ１のエミツタ電流およびベース電流検出用抵抗
、Ａｍｐ１，Ａｍｐ２，Ａｍｐ３はそれぞれＡ１，Ａ２
，Ａ３を存する増幅器である。
第２図においで、増幅器Ａ １はスイッチングトラン
ジスタＱ１のベース電流ＩＢに比例した出力Ｖ０１を発
生し、増幅器Ａｍｐ２はトランジスタＱ１のエミツタ電
流に比例した出力Ｖ。
ジスタＱ１のベース電流ＩＢに比例した出力Ｖ０１を発
生し、増幅器Ａｍｐ２はトランジスタＱ１のエミツタ電
流に比例した出力Ｖ。
２を発生する。増幅器Ａｍｐ３は両出力Ｖ０１，Ｖ０２
の差に比例した出力を発生し、この出力はドライブトラ
ンジスタＱ２のベースに帰還される。
の差に比例した出力を発生し、この出力はドライブトラ
ンジスタＱ２のベースに帰還される。
従って動作状態では両出力■０１，Ｖ０２の差はほぼゼ
ロとなっている。
ロとなっている。
このような状態でドライブ電流ＩＢとスイッチング電流
Ｉｓの関係を考える。
Ｉｓの関係を考える。
増幅器Ａｍｐ１の入力については次の関係式が成立する
。
。
Ｖ０１＝Ａ１ＲＢＩＢ （１）
増幅器Ａｍｐ２の入出力については次の関係式が成立す
る。
増幅器Ａｍｐ２の入出力については次の関係式が成立す
る。
■０２−Ａ２ＲＥ（■Ｓ＋■Ｂ） （２）一
般にスイッチング電流■ に比べてベース電流Ｉｓは十
分小さい。
般にスイッチング電流■ に比べてベース電流Ｉｓは十
分小さい。
従って（２）式は次のように書きかえられる。
ＶＯ２＝Ａ２ＲＥＩＳ （３）増
幅器Ａｍｐ３の入出力については次の関係式が成立する
。
幅器Ａｍｐ３の入出力については次の関係式が成立する
。
Ｖ０３＝Ａ３（ＶＯ２−ＶＯ１） （４）
（１），（３），（４）式から次の関係か成立する。
（１），（３），（４）式から次の関係か成立する。
増幅器Ａｍｐ３の利得Ａ３を十分大きく取ることによっ
て（５）式の右辺はＯとおくことができるので、同，式
左辺からドライブ電流ＩＢとスイッチング電流Ｉｓにつ
いて次の関係式が得られる。
て（５）式の右辺はＯとおくことができるので、同，式
左辺からドライブ電流ＩＢとスイッチング電流Ｉｓにつ
いて次の関係式が得られる。
（６）式の関係から、第２図の回路はスイッチング電流
Ｉｓに比例したドライブ電流ＩＢを流すことができ、従
って負荷電流の変動が大きい場合に、ドライブ電流を制
御することによって、効率の良いスイッチングを行い得
ることがわかる。
Ｉｓに比例したドライブ電流ＩＢを流すことができ、従
って負荷電流の変動が大きい場合に、ドライブ電流を制
御することによって、効率の良いスイッチングを行い得
ることがわかる。
第５図は本発明のスイッチング回路の一実施例の構成を
示す回路図である。
示す回路図である。
同図においてＱ１はスイッチングトランジスタ、Ｑ２Ａ
ｔ，Ｑ２はドライブトランジスタ、Ｒ１，Ｒ２はそれぞ
れトランジスタＱ１のエミツタ電流およびベース電流検
出用抵抗である。
ｔ，Ｑ２はドライブトランジスタ、Ｒ１，Ｒ２はそれぞ
れトランジスタＱ１のエミツタ電流およびベース電流検
出用抵抗である。
また、Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６はトランジスタ、Ｒ３，
Ｒ４は抵抗である。
Ｒ４は抵抗である。
第３図において、抵抗Ｒ４、トランジスタＱ４は第１図
における増幅器Ａｍｐ１に相当し、スイッチングトラン
ジスタＱ１のベース電流ＩＢに比例した出力を発生する
。
における増幅器Ａｍｐ１に相当し、スイッチングトラン
ジスタＱ１のベース電流ＩＢに比例した出力を発生する
。
トランジスタＱ２Ａと抵抗Ｒ２および抵抗Ｒ４とトラン
ジスタｑは並列に接続されていてその電圧降下は等しい
。
ジスタｑは並列に接続されていてその電圧降下は等しい
。
またトランジスタＱ２とＱ４のベース・エミツタ間電圧
ＶＢＥは等しく選ばれている。
ＶＢＥは等しく選ばれている。
従って次の関係が成立する。抵抗Ｒ３に流れる電流■３
は、電流■２に比べて十分小さく選ばれているので、ト
ランジスタＱ１のベース電流ＩＢは電流■２に等しいと
みなし得る。
は、電流■２に比べて十分小さく選ばれているので、ト
ランジスタＱ１のベース電流ＩＢは電流■２に等しいと
みなし得る。
従って次の関係が成立する。また、抵抗Ｒ３、トランジ
スタＱ３ −Ｑ５の部分は増幅器Ａｍｐ２に相当し、ス
イッチング電流Ｉｓに比例した出力を発生する。
スタＱ３ −Ｑ５の部分は増幅器Ａｍｐ２に相当し、ス
イッチング電流Ｉｓに比例した出力を発生する。
トランジスタＱ１と抵抗Ｒ１および抵抗Ｒ３とトランジ
スタＱ３は並列に接続されていてその電圧降下は等しく
、またトランジスタＱ１とＱ３のベース・エミツタ間電
圧ＶＢＥは等しく選ばれている。
スタＱ３は並列に接続されていてその電圧降下は等しく
、またトランジスタＱ１とＱ３のベース・エミツタ間電
圧ＶＢＥは等しく選ばれている。
従って次の関係が成立する。
また、トランジスタＱ３とＱ５はカレント・ミラーを形
成し、トランジスタＱ５のコレクタ電流■５はトランジ
スタＱ３の電流■３に等しい。
成し、トランジスタＱ５のコレクタ電流■５はトランジ
スタＱ３の電流■３に等しい。
従って次の関係が成立する。
トランジスタＱ６は増幅器Ａｍｐ３に相当した作用を行
う。
う。
トランジスタＱ６のベース電流Ｉ６は電流■４とＩ５の
差であるから、（８） ，（１０）式から次の関係が成
立する。
差であるから、（８） ，（１０）式から次の関係が成
立する。
トランジスタＱ６の出力はトランジスタＱ２，Ｂを経て
ドライブトランジスタＱ２ に帰還されているので動作
状態でトランジスタＱ６への入力が０になるように制御
される。
ドライブトランジスタＱ２ に帰還されているので動作
状態でトランジスタＱ６への入力が０になるように制御
される。
従ってこの状態で次の関係が成立する。
このようにして第２図の回路によって、スイッチングト
ランジスタＱ１に対して、スイッチング電流Ｉｓに比例
したベース電流ＩＢを供給することができる。
ランジスタＱ１に対して、スイッチング電流Ｉｓに比例
したベース電流ＩＢを供給することができる。
なお本回路は帰還系を形成しているため、Ｑ６のコレク
タとベース間には位相補償用に容量Ｃを挿入している。
タとベース間には位相補償用に容量Ｃを挿入している。
以上説明したように、本発明のスイッチング回路によれ
ば、スイッチング電流の大小に応じてドライブ電流が増
減することによって、ドライブ電流の平均値を径滅する
ことができ、従ってスイッチング回路としての効率を向
上させることができる。
ば、スイッチング電流の大小に応じてドライブ電流が増
減することによって、ドライブ電流の平均値を径滅する
ことができ、従ってスイッチング回路としての効率を向
上させることができる。
第１図は従来のスイッチング回路の構成を示す回路図、
第２図は本発明のスイッチング回路の原理を示すブロツ
ク図、第３図は本発明のスイッチング回路の一実施例の
構成を示す回路図である。 Ｑ１，Ｑ２，Ｑ２Ａ，Ｑ２Ｂ，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６
・・・・・・トランジスタ、Ａｍｐ１，Ａｍｐ２，Ａｍ
ｐ３・・・・・・増幅器、Ｒｏ，ＲＢ，ＲＥ，Ｒ１，Ｒ
２，Ｒ３，Ｒ４・・・・・・抵抗、Ｃ・・・・・・容量
、Ｔｉ・・・・・・入力端子。
第２図は本発明のスイッチング回路の原理を示すブロツ
ク図、第３図は本発明のスイッチング回路の一実施例の
構成を示す回路図である。 Ｑ１，Ｑ２，Ｑ２Ａ，Ｑ２Ｂ，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６
・・・・・・トランジスタ、Ａｍｐ１，Ａｍｐ２，Ａｍ
ｐ３・・・・・・増幅器、Ｒｏ，ＲＢ，ＲＥ，Ｒ１，Ｒ
２，Ｒ３，Ｒ４・・・・・・抵抗、Ｃ・・・・・・容量
、Ｔｉ・・・・・・入力端子。
Claims (1)
- １ 入力信号に応じてドライブ電流を出力するドライブ
トランジスタと前記ドライブ電流によって導通してスイ
ッチング電流を流すスイッチングトランジスタとからな
るスイッチング回路において、前記ドライブ電流に比例
した出力を発生する第１の増幅器と、前記スイッチング
電流に比例した出力を発生する第２の増幅器と、前記第
１の増幅器の出力と前記第２の増幅器の出力への差に比
例した出力を発生して前記ドライブトランジスタの入力
に帰還する第３の増幅器とを具え、ドライブ電流をスイ
ッチング電流に応じて変化させることを特徴とするスイ
ッチング回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16580578A JPS584489B2 (ja) | 1978-12-30 | 1978-12-30 | スイッチング回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16580578A JPS584489B2 (ja) | 1978-12-30 | 1978-12-30 | スイッチング回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5592034A JPS5592034A (en) | 1980-07-12 |
| JPS584489B2 true JPS584489B2 (ja) | 1983-01-26 |
Family
ID=15819320
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16580578A Expired JPS584489B2 (ja) | 1978-12-30 | 1978-12-30 | スイッチング回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS584489B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2755848B2 (ja) * | 1990-11-16 | 1998-05-25 | 株式会社東芝 | 微小電圧検出回路およびこれを用いた電流制限回路 |
-
1978
- 1978-12-30 JP JP16580578A patent/JPS584489B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5592034A (en) | 1980-07-12 |
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