JPS589460A - トランジスタブリツジ整流回路 - Google Patents

トランジスタブリツジ整流回路

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JPS589460A
JPS589460A JP57113804A JP11380482A JPS589460A JP S589460 A JPS589460 A JP S589460A JP 57113804 A JP57113804 A JP 57113804A JP 11380482 A JP11380482 A JP 11380482A JP S589460 A JPS589460 A JP S589460A
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resistor
telephone line
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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】 不発明は電話用ブリッジ整流回路、特Gこ加入者電話器
回路を低い印加電圧の2線式電話回線Gこ結合するのに
使用でき、モノリシック集積回路構成とすることができ
るトランジスタブリッジ整流回路に関するものである。
2線式電話回線端における電圧の極性は、保守および修
理作業に当り偶発的な極性の反転が起り得るから、正確
には不定である。しかし電話器回路の端子には所定の一
定極性の電圧を供給する必要があり、従って電話器回路
は、電話回線の前記所定の一定極性が反転した場合電話
回線の電圧整流を行う回路を介して電話回線に結合する
必要がある。
この目的に対し既知の整流回路としてグレーツ(Gra
etz )ブリッジ回路形の整流回路が最も常用されて
いる。
既知のブリッジ形整流回路は、第1図に示したように、
pnp形のバイポーラ第1および第2トランジスタTI
およびT2並にnpn形のバイポーラ第8および第4ト
ランジスタT3およびT4を備えたブリッジ回路で構成
される。トランジスタTlのコレクタはトランジスタT
2のコレクタに接続し、トランジスタT3のコレクタは
トランジスタT4のコレクタQ、:接続し、これらコレ
クタ結線により、電流を供給すべき電話器回路Cに対す
る第1および第2端子を構成する。トランジスタTlお
よびT8のエミッタは2線式電話回線の一方の導線aに
接続し、トランジスタT2およびT4のエミッタは同じ
電話回線の叱方の導線すに接続する。
トランジスタT1およびT8のベースは抵抗R1および
R3を介して導線すにそれぞれ接続し、トランジスタT
2およびT4のベースは抵抗R2およびR4を介してそ
れぞれ導線aに接続する。これラヘース抵抗はこれらブ
リッジ接続トランジスタを適切にバイアスするよう作動
する。
電話回線の極性が固定されている場合には、そのエミッ
タが電話回線の高電位の導線に接続されたpnp形トラ
ンジスタと、そのエミッタが低電位の導線に接続された
npn形トランジスタが導通し、池の2個のトランジス
タは遮断される。
従って電話器回路Cに供給される電流は常に、電話回線
の実際の極性とは無関係に、2個のpnp形トランジス
タのコレクタ間結線で構成された電話器回路の端子を介
して、2個のnpn形トランジスタのコレクタ間結線で
構成された′電話器回路の端子に流れ、両端子間の電圧
の極性は一定である。
上述した形式の既知のブリッジ整流回路は2個の導油状
態トランジスタのベース電流の和に等しい′4流を吸取
する。各ブリッジ接続トランジスタのベースバイアス回
路のインピーダンスは当該トランジスタのベース抵抗の
インピーダンスQこ等しく、一定である。従って電話回
線からみた整流回路のインピーダンスは一定であり、2
個の導通状態トランジスタの並列接続ベース抵抗に等価
な抵抗のインピーダンスに等しい。
ブリッジ接続トランジスタの負荷は直流に比べ交流に対
して大きいインピーダンスを有する電話器回路で構成さ
れるから、後述する本発明の回路の動作の説明から明ら
かになるように、これらトランジスタのベースバイアス
回路の交流インピーダンスの値を直流インピーダンスの
値より大きくするのが有利である。しかしこれは、既知
の整流回路ではバイアス回路にリアクティブ素子を付加
することによっても達成することができない。
電話回線端子における′電圧と、電話器回路が接続され
るブリッジ整流回路端子における電圧の差として規定さ
れる″゛電圧喪失″は通常の作動状態では2個の導通状
態トランジスタのコレクターエミッタ飽和電圧の和に等
しい。
不発明の目的は、電話器回路を低電圧印加2線式電話回
線に結合するのに使用するモノリシック集積回路化トラ
ンジスタブリッジ整流回路であって、電圧喪失は従来の
整流回路と同じであり、′電流の吸収は従来の整流回路
より小さく、電話回線につき従来の整流回路より高いイ
ンピーダンスを有し、かつブリッジ接続トランジスタの
ベースバイアス回路の交流インピーダンスおよび直流イ
ンピーダンスノ間の比を僅かな固数のリアクティブ素子
を付加することにより選択できるようにするトランジス
タブリッジ整流回路を提供するにある次に、第2および
8図につき本発明の詳細な説明する。なお第1〜8図に
おいて対応する要素は同一記号で示す。
第2図に示した本発明の整流回路の実施例は1対のpn
p形バイポーラトランジスタTlおよびT2と、1対の
npn形バイポーラトランジスタT8およびT4とで構
成したトランジスタブリッジ回路を備える。トランジス
タTIのコレクタはトランジスタT2のコレクタGこ接
続し、トランジスタT3のコレクタはトランジスタT4
のコレクタに接続し、これらコレクタ結線は電話器回路
Cを接続するための第1端子(+記号を付した)および
第2端子(−記号を付した)を構成する0 トランジスタTlおよびT3のエミッタは2線式電話回
線の第1導線aに接続し、トランジスタT2およびT4
のエミッタは電話回線の第2導線すに接続する。トラン
ジスタT1およびT4のベースはpnp形バイポーラト
ランジスタT5のエミッタおよびコレクタにそれぞれ接
続し、トランジスタT2およびT3のベースはpnp形
バイポーラトランジスタT6のエミッタおよびコレクタ
にそれぞれ接続する。トランジスタT5およびT6のベ
ースはnpn形バイポーラトランジスタTIOおよびT
12のコレクタにそれぞれ接続し、更にトランジスタT
5のベースおよびエミッタはダイオードD5のカソード
およびアノードにそれぞれ接続し、かつトランジスタT
6のベースおよびエミッタはダイオードD6のカソード
およびアノードにそれぞれ接続する。
トランジスタTlOのベースおよびエミッタはダイオー
ドDIOのアノードおよび電話回線の導線すにそれぞれ
接続する。トランジスタT12のベースおよびエミッタ
はダイオードD12の゛γアノードよび電話回線の導線
aにそれぞれ接続する。ダイオードDI(+およびD1
2のカソードは電話回線の導線すおよびaにそれぞれ接
続する。またダイオードDIOのアノードはpnp形バ
イポーラトランジスタTllのコレクタに接続し、この
トランジスタTllのベースおよびエミッタはダイオー
ドDllのカソードおよび電話回線の導=aにそれぞれ
接続するダイオードDllのアノードおよびカソードは
電話回線の導線aおよび抵抗R1の一方の端子にそれぞ
れ接続し、またダイオードD12のアノードも抵抗R1
のこの端子に接続する。抵抗R1の叱方端子は′電話回
線の導線すに直接接続する。
第3図は第2図(こおいてpnp形バイポーラトランジ
スタTllおよびnpn形バイポーラトランジスタT1
2並にダイオードDllおよびD12を含む回路部分の
変形例を示す。第3図においてはトランジスタTllお
よびT12のコレクタに接続する整流回路の部分は図示
してないが、この部分は第2図に示したものと同じであ
る。
第3図の例ではトランジスタTllのベースおよびエミ
ッタはダイオードDllのカソード並に′電話回線の導
13LaおよびダイオードDllのアノードにそれぞれ
接続し、トランジスタT12のベースおよびエミッタは
ダイオードD12のアノード並に電話回線の導線aおよ
びダイオードD12のカソードにそれぞれ接続する。ま
たダイオードDllのカソードおよびダイオードD12
のアノードは抵抗R1の一方の端子に接続し、抵抗R1
の叱方端子は抵抗R2の一方の端子に接続し、抵抗R2
の叱方端子は導線すに接続する。抵抗R1およびR2の
共通接続点並に導線aの間にコンデンサC1を接続する
第2図の回路では電話回線Gこ信号が存在しない場合、
電話回線の電圧とダイオード(DllまたはD12)の
ジャンクション電圧との差に等しい一定電圧が抵抗R1
の両端子間に供給される(またコンデンサC1を含む第
8図の例の場合には上記一定電圧が直列抵抗R1および
R2の両端間に供給される)。従ってオームの法則によ
り抵抗R1(第8図の場合は抵抗R1およびR2)に一
定値の電流が流れ、この電流の方向は電話回線の極性に
よって決まる。
ダイオードD]、OおよびDllと、トランジスタTl
OおよびTllと、これらを接続する結線により第1′
心流鏡酸回路を構成し、第2図においてこの第1′直流
鏡像回路を記号S1を付した破線ブロックで示し、同様
に、ダイオードD12と、トランジスタT12と、これ
らを接続する結線により第2電流鏡像回路を構成し、こ
の第2電流鏡像回路を記号S2を付した破線ブロックで
示す。
トランジスタT5およびこれに接続したダイオードD5
は通常、被制御電流負荷(β)形pnpバイポーラトラ
ンジスタと呼ばれる形式の第1トランジスタを構成し、
第2図においてこの第1被制御電流負荷トランジスタを
記@Qlを付した破線ブロックで示し、トランジスタT
6およびこれに接絖したダイオードD6は第2の被制御
電流負荷pnpバイポーラトランジスタを構成し、これ
を記号Q2を付した破線ブロックで示す。このように構
成した1 i1K制御電流負荷バイポーラトランジスタ
については既知のように、この被制御電流負荷バイポー
ラトランジスタに含まれるバイポーラトランジスタのベ
ース、エミッタ、コレクタおよび導電形式をこの被制御
電流負荷バイポーラトランジスタのベース、エミッタ、
コレクタおよヒ導電形式とすることができる。第1およ
び第2″1mmm回路81およびS2の入力枝路は抵抗
R1の一方の端子に接続し、第1および第2電流鏡像回
路SlおよびS2の出力枝路は第1および第2被制御電
流負荷トランジスタQ1およびQ2のベースにそれぞれ
接続する。電流鏡瞭回wjSlおよびS2の入力電流は
トランジスタQ1およびQ2のベースを介して制御する
ため固定された電a転送係数において鏡像関係にて送出
される。
電話回線の導線aの電位が導線すの電位より高い場合に
は、トランジスタTI 、 T4 、 T5 、ダイ(
]5  ) オードD5、トランジスタTlO、トランジスタTll
およびダイオードDllは導通するが、トランジスタT
2 、 T8 、 T6 、ダイオードD6、トランジ
スタT12およびダイオードD12は遮断され、電話回
線の極性が反転して導線すの電位が導線aの電位より高
くなった場合、上記トランジスタおよびダイオードの導
通状態および遮断状態は逆になる。
第1の場合即ち導線aの電位が導線すの電位より高い場
合には、電流鏡像回路siと、この回路S1によって駆
動される被制御βトランジスタQ1と、このトランジス
タQlによって制御されるトランジスタTlおよびT4
だけが作動し、第2の場合I!Oち導mbの電位が導#
Jaの電位より高い場合には、電流鏡像回路S2と、こ
の回路S2によって駆動される被制御βトランジスタQ
2と、このトランジスタQ2によって制御されるトラン
ジスタT2およびT3だけが作動する。上記第1の場合
には電流はトランジスタTlから電話器回路Oを介して
トランジスタT4へ流れ、上記第2の場合には電流はト
ランジスタT2から電話器回路Cを介しく 16  ) てトランジスタT3へ流れる。従って電話器回路に対し
ては電話回線の極性とは無関係に常にブリッジの°゛十
°°端子から“−°°端子に向う同一方向において電流
が供給される。
整流回路のパラメータは、ブリッジ接続トランジスタが
導通時に飽和領域で作動するよう適切に選定する。
本発明の整流回路の吸収電流は既知のブリッジ回路の約
半分であり、実際上、ブリッジ回路において電話回線の
極性に応じて導通ずる1)np)ランジスタの出力ベー
スバイアス電流を、このトランジスタに接続した被制御
電流負荷トランジスタを介して、対応して導通するnp
n )ランジスタの入力ベースバイアス電流として再度
使用する(少なくとも被制御βトランジスタのベース電
流は無視できる)。従って電流の吸収は1個のpnp 
)ランジスタのベース電流の値に等しくなる。
先に述べたようにブリッジ接続トランジスタは飽和領域
で作動するよう適切にバイアスして、トランジスタブリ
ッジ回路での電圧長欠を可能な最低直にするようにして
いる。
トランジスタの飽和電流負荷βSatはこのトランジス
タ自体の代表的な技術データであり、その値はコレクタ
電流1C6atおよびベース電流■Bsatの比に等し
い。各ブリッジ接続トランジスタについては、コレクタ
・エミッタ飽和電圧およびベース・エミッタ電圧の如き
小さい′電圧を無視すると上記ベース電流およびコレク
タ電流は近似的に次式 から求めることができ、ここでVは電話回線の電圧であ
り、ZBは当該トランジスタのベースバイアス回路のイ
ンピーダンスであり、zLはブリッジ回路の正および負
出力端子に接続した電話器回路で構成される負荷インピ
ーダンスである。従ってトランジスタを飽和させるため
のバイアス条件は ZB−β5at−ZL である。電話回線接続端に対する整流回路のインピーダ
ンスは原理的にはブリッジ接続トランジスタのベースバ
イアス回路のインピーダンスZBによって決まる。
先に述べた既知の整流回路では各ブリッジ接続トランジ
スタに関するインピーダンスZBが同じトランジスタの
ベース抵抗に等しいから、上記既知の整流回路の電話回
線からみたインピーダンス2はトランジスタの抵抗およ
び内部容量を無視すると次式から として算出することができ、このインピーダンスはベー
スバイアス回路のインピーダンスZBより小さい(約半
分)。然るに本発明の整流回路の電話回線からみたイン
ピーダンスは各ブリッジ接続トランジスタのベースバイ
アス回路のインピーダンスにほぼ等しく、実際上バイア
ス回路は同時に導通しかつ関連する被制御電流負荷トラ
ンジスタを流れる同一電流によって駆動される各トラン
ジスタ対に共通である。
従って負荷および使用されるトランジスタが等しく、本
発明の整流回路の電話回線からみたインピーダンスは既
知の整流回路の電話回線からみたインピーダンスの約2
倍になる。
電話器回路で構成される負荷の交流インピーダンスはそ
の直流インピーダンスより大きく(例えば約6倍)なる
が、この負荷を接続したブリッジ接続トランジスタのベ
ースバイアス回路のインピーダンスはこの回路にリアク
ティブ素子を含まない場合一定値を有する。
トランジスタを飽和させるためのバイアス条件ZB−β
sat ・z” は満足されないから、交流電流に対する動作は殆んど影
響を受けない。
第8図に示した本発明の変形回路では直流電流および交
流電流の両方に対し飽和状態ならしめるためのバイアス
条件を満足するため適切なコンデンサCIを付加し、か
つ単一抵抗R1をこれと等価な1対の直列接続抵抗R1
およびR2によって置換する。
既知の整流回路に比べ、ブリッジ接続トランジスタのベ
ースバイアス回路にこれらブリッジ接続トランジスタの
制御電流を増幅する電流鏡像回路を備える本発明の整流
回路によれば実際上、かかる簡単な回路変更によりバイ
アス回路のインピーダンスの交流電流に対する値を直流
電流に対する埴より増大することができる。
実際上、交流電流に対してはトランジスタQ1およびQ
2を介してブリッジ接続トランジスタのベースを制御す
るため電流鏡像回路SlおよびS2で増幅されるこれら
の電流鏡像回路の入力電流は全入力電流の一部だけ直流
電流であり、その理由は入力電流がこれら電流鏡像回路
の入力枝路に並列接続したコンデンサ01&こも流れる
からである。
従ってブリッジ接続トランジスタの制御電流は交流’g
 itにおいて小さく、かつバイアス回路のインピーダ
ンスは直流に対するより交流に対して大きくなる。
抵抗R1またはこれと等価な1対の抵抗およびコンデン
サ01のインピーダンス値の許容誤差は小さくする必要
があり、その理由はこれら回路素子は通常許容誤差が8
0%にも達するので整流回路の残りの部分と共にモノリ
シック集積回路として構成されないからである。
集積回路素子に対し結線を用いた個別菓子は遥′に高価
になる。従って第8図の簡単な変形回路の経済上の利点
は明らかである。
本発明の整流回路は既知の集積回路技術によりモノリシ
ック牛導体集積回路として構成するのに特に好適である
先に述べたようQこバイアス回路の抵抗およびコンデン
サだけは集積回路化を除外して整流回路の鍼調整可能な
許容誤差の余裕範囲を狭い範囲内に維持できるようにす
るのが便宜である。
以上、本発明を実施例につき詳細に説明したが本発明は
かかる実施例に限定されず、本発明の範囲内で棟々の変
形が可能である。例えば、2個の簡単な電流鏡像回路を
当業者であれば例えば整流回路が温度変化(こ応動じな
いようにするための回路を有する複雑な電流鏡像回路で
置換することができ、各ブリッジ接続トランジスタ(n
pn形およびpnp形の両方)を数個の直列接続トラン
ジスタで置換することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の整流回路を示す回路図、第2図は本発明
の整流回路の実1妬例祭示す回路図、 第8図は第2図の要部の変形例を示す回路図である。 C・・・電話器口1li8Tl −T4・・・トランジ
スタブリッジ       81 、 S2・・・′亀
W、鏡像回路(28) FIG、 1

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 L 加入者電話器回路を2線式電話回線に結合するため
    、第1導′亀形式のバイポーラ第1トランジスタ(T1
    )およびバイポーラ第2トランジスタ(T2)と、第1
    導電形式と反対の第2導電形式のバイポーラ第8トラン
    ジスタ(T3)およびバイポーラ第4トランジスタ(T
    4)とを備え、 前記第1トランジスタ(T1)のコレクタと前記第2ト
    ランジスタ(T2)を相互接続し、かつ前記第8トラン
    ジスタ(T3)のコレクタと前記第4トランジスタ(T
    4)のコレクタを相互接続し、これらコレクタ相互接続
    結線により加入者電話器回路を接続する第1(+)端子
    および第2(−)端子を構成し、 前記第1トランジスタ(T1)および第8トランジスタ
    (T8)のエミッタを電話回線の第1導線(a)に接続
    し、かつ前記第2トランジスタ(T2)および第4トラ
    ンジスタ(T4)のエミッタを電話回線の第2導籾(b
    )に接続し;前記第1〜第4トランジスタに対するバイ
    アス回路を備えるトランジスタブリッジ整流回路におい
    て、 前記バイアス回路が第1導電形式のバイポーラ第1被制
    御電流負荷トランジスタ(Ql)およびバイボiう′第
    2被制御電流負荷トランジスタ(Q2)を備え、前記第
    1被制御電流負荷トランジスタ(Ql)のエミッタおよ
    びコレクタを前記第1トランジスタ(Tl)のベースお
    よび前記第4トランジスタ(T4)のベースにそれぞれ
    接続し、前記第2被制御電流負荷トランジスタ(Q2)
    のエミッタおよびコレクタを前記第2トランジスタ(T
    2)のベースおよび前記第8トランジスタ(T3)のベ
    ースにそれぞれ接続し、電話回線の電圧の極性に応動す
    る前記第1および第2被制御電流負荷トランジスタ(Q
    l 、、Q2 )の制御回路を前記第1被制御電流負荷
    トランジスタのベースおよび前記第2被制御電流負荷ト
    ランジスタのベースに接続するよう構成したことを特徴
    とするトランジスタブリッジ整流回路。 λ 前記制御回路が電流発生回路手段並に第1電流鏡像
    回路(81)および第2電流鏡像回路(S2)を備え、 前記第1電流鏡鑞回路(Sl)が第2導電形式のバイポ
    ーラ第5トランジスタ(TIO)および第1導′厩杉式
    のバイポーラ第6トランジスタ(Tll)並に第1ダイ
    オード(DIO)および第2ダイオード(Dll)を有
    し、前記第5トランジスタ(TIO)のコレクタを前記
    第1被制m’i流負荷トランジスタ(Ql)のベースに
    接続し、前記第1ダイオード(DIO)のカソードおよ
    び前記第5トランジスタ(TIO)のエミッタを電話回
    線の前記第2導線(’b)に接続し、前記第1ダイオー
    ドのアノードを前記第5トランジスタ(TIO)のベー
    スおよび前記第6トランジスタ(Tll)のコレクタに
    接続し、前記第2ダイオード(Dll)のアノードおよ
    び前記第6トランジスタ(Tll)のエミッタを′電話
    回線の前記第1導線(a)に接続し、前記第2ダイオー
    ド(Dll)のカソードを前記第6トランジスタ(Tl
    l)のベースおよび前記電流発生回路子1蒙に接続し、 前記第2′市流錬像回路(S2)が第2導電形式のバイ
    ポーラ第7トランジスタ(T12)および第8ダイオー
    ド(D12)を有し、前記第7トランジスタ(T 1.
    2 )のコレクタを前記第2被制’rs電流負荷トラン
    ジスタ(Q、2)のベースに接続し、前記第8ダイオー
    ド(D12)のカソードおよび前記第7トランジスタ(
    T12)のエミッタを電話回線の前記第1導線(a)に
    接続し、前記第3ダイオード(D12)のアノードを前
    記第7トランジスタ(T12)のベースおよび前記′電
    流発生回路手段Gこ接続する特許請求の範囲第1項記載
    の整流回路。 8 前記電流発生回路手段が抵抗(R1)を備え、前記
    抵抗の第1端子を前記第2ダイオード(D 11.)の
    カソードおよび前記第3ダイオード(D12)のアノー
    ドに接続し、前記抵抗の第2端子を電話回線の第2導線
    (1))に接続する特許請求の範囲第2項記載の整流回
    路。 表 前記電流発生回路手段が第1抵抗(R1)および第
    2抵抗(R2)を備え、前記第1抵抗(R1)の第1端
    子を前記第2ダイオード(Dll)のカソードおよび前
    記第8ダイオード(D12)のアノードに接続し、前記
    第2抵抗(R2)の第1および第2端子を前記第1抵抗
    (R1)の第2端子および電話回線の前記第2導線(b
    )にそれぞれ接続し、 更に前記111流発生回路手段が電話回線の前記第2導
    線(a)と、前記第1抵抗(R1)の第2端子および前
    記第2抵抗(R2)の第1端子の共通接続点との間に接
    続したコンデンサ(OR)を備える特許請求の範囲第2
    項記載の整流回路。 翫 全体をモノリシック半導体ブロックにおける集積回
    路として構成する特許請求の範囲第1〜4項中のいずれ
    か一項記載の整流回路。 6 前記抵抗(Ri)を除き全体をモノ1ノシ゛ンク半
    導体ブロックにおける集積回路として構成し、前記抵抗
    を個別集子として前記集積回路に接続する特許請求の範
    囲第8項記載の整流回路。 ?、 前記第1および第2抵抗並に前記コンデンサを除
    き全体をモノリシック半導体プロ′ツクにおける集積回
    路として構成し、前記第1および第2抵抗並に前記コン
    デンサを個+1JIl素子として前記集積回路に接続す
    る特許請求の範囲第4項記載の整流回路。
JP57113804A 1981-06-30 1982-06-30 トランジスタブリツジ整流回路 Granted JPS589460A (ja)

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