JPS60112303A - Protecting circuit of output transistor - Google Patents

Protecting circuit of output transistor

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JPS60112303A
JPS60112303A JP58219706A JP21970683A JPS60112303A JP S60112303 A JPS60112303 A JP S60112303A JP 58219706 A JP58219706 A JP 58219706A JP 21970683 A JP21970683 A JP 21970683A JP S60112303 A JPS60112303 A JP S60112303A
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Japan
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output
circuit
transistor
potential
current
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JP58219706A
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Inventor
Kazuo Imanishi
今西 和雄
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

PURPOSE:To obtain a protecting circuit of an output transistor by producing a set signal when an output fault of the output transistor is detected to cut off the bias of the output transistor and then producing a reset signal after detecting the release of an output fault. CONSTITUTION:When an output terminal 19 has a short circuit to an earth or a Vcc power supply and the output current of a power amplifier circuit increases, a current amount detecting circuit 20 detects the increase of the output current and delivers a set signal S. Then a bias cut-off control signal V is delivered from a bias control circuit 24 to cut off the bias current of an output transistor. Thus an output stop state is obtained. When the terminal 19 is released from a short circuit state, the output potential of the power amplifier circuit is reset to its original state by a potential setting circuit 21. An output potential detecting circuit 22 detects the reset of the output potential and delivers a reset signal R. Then a bias current is supplied to the output transistor to set again this transistor to an output working state.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発F3Aは、例えば電力増幅器等に用いられる出力
トランジスタの出力端が短絡したときに、との出力トラ
ンジスタを短絡にょる出力異常状態から保護するだめの
出方トランジスタの保護回路に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Technical Field of the Invention] This generator F3A protects the output transistor used in, for example, a power amplifier from an abnormal output state due to the short circuit when the output terminal of the output transistor is short-circuited. This article relates to protection circuits for transistors that fail.

〔発明の技術的背景とその問題点〕[Technical background of the invention and its problems]

周知のように、例えば電力増幅器にあっては、その出力
端子が電源あるいはアースに短絡した場合に、出力トラ
ンジスタが過電流あるばは過電圧によって破壊されてし
まうことを防止するために、出力トランジスタの保護回
路が設けられている。
As is well known, for example, in a power amplifier, the output transistor is A protection circuit is provided.

第1図は、最も簡単な電力増幅器を示すものである。す
なわち、この電力増幅器は、ドライブトランジスタQt
及び抵抗R1,R2よりなる駆動回路11.トランジス
タ。21Q31抵抗R4よりなるカレントミラー回路1
2.出方トランジスタQ4及び抵抗R3よシなる出カ回
路13及びスイッチングトランジスタQ5でなる保護回
路14で構成されるものである。つまシ、この電力増幅
器は、入力端子INに信号が供給されると、この信号に
応じて上記駆動回路11から上記出力トランゾスタQ4
ヘバイアス電流を出力させ、この出力トランジスタQ4
を駆動する。そして、この出力トランジスタQ4のエミ
ッタ出力を出力端子OUTに接続される図示し々い負荷
へ出力するものである。
FIG. 1 shows the simplest power amplifier. That is, this power amplifier has a drive transistor Qt
and a drive circuit 11 consisting of resistors R1 and R2. transistor. Current mirror circuit 1 consisting of 21Q31 resistor R4
2. It is composed of an output circuit 13 consisting of an output transistor Q4 and a resistor R3, and a protection circuit 14 consisting of a switching transistor Q5. In this power amplifier, when a signal is supplied to the input terminal IN, the output transistor Q4 is output from the drive circuit 11 in response to the signal.
This output transistor Q4 outputs a bias current to
to drive. The emitter output of this output transistor Q4 is output to various loads connected to the output terminal OUT.

ここで、例えば上記出力端子OUTがアースに短絡した
場合、上記出力トランジスタQ4の負荷が重くなるので
、この出力トランジスタQ4に過電流が流れようとする
。すると、上記出力トランジスタQ4のベース電位が上
昇するため、上記保護回路14のスイッチングトランジ
スタQ、がオン状態と寿り、これによって駆動回路11
のドライブトランジスタQlヘペース電流が供給されな
くなり、結局出力トランジスタQ4が駆動されなくなる
ものである。
Here, for example, if the output terminal OUT is short-circuited to ground, the load on the output transistor Q4 becomes heavy, so that an overcurrent tends to flow through the output transistor Q4. Then, since the base potential of the output transistor Q4 rises, the switching transistor Q of the protection circuit 14 is turned on, and as a result, the drive circuit 11
The pace current is no longer supplied to the drive transistor Ql, and as a result, the output transistor Q4 is no longer driven.

ところで、上記保護回路14は、出力トランジスタQ4
が上記のように駆動されなくなると、出力トランジスタ
Q4のベース電位が低下するので、スイッチングトラン
ジスタQ5がオフ状態となる。すると、Qlへのベース
電流が再び駆動回路11に供給されるようになるので、
この駆動回路1ノから出力トランジスタQ4ヘバイアス
電流が出力され、出力トランジスタQ4を出力動作状態
に設定するようになる。このように上記保護回路14は
、出力端子OUTが短絡している期間出力トランジスタ
Q4が出力動作状態及び出力停止状態を繰返すように制
御し、出力トランジスタQ4の平均出力レベルを低下さ
せるようにしてこの出力トランジスタQ4を保護するも
のである。
By the way, the protection circuit 14 has an output transistor Q4.
When the output transistor Q4 is no longer driven as described above, the base potential of the output transistor Q4 decreases, so that the switching transistor Q5 is turned off. Then, the base current to Ql is again supplied to the drive circuit 11, so
A bias current is output from the drive circuit 1 to the output transistor Q4, and the output transistor Q4 is set to the output operation state. In this way, the protection circuit 14 controls the output transistor Q4 to repeat the output operation state and output stop state while the output terminal OUT is short-circuited, and reduces the average output level of the output transistor Q4. This protects the output transistor Q4.

しかしガから、上記のような従来の保護回路では、出力
トランジスタに対して出力動作状態及び出力停止状態を
緑返すように制御するので、上記短絡による異常検出レ
ベルを出力トランジスタが安全動作領域(ASO)内で
上記繰返しを行なうように設定しなければならない。こ
の異常検出レベルの設定は、出力トランジスタのASO
領域が周囲の条件等によって変化するので、極めて困難
なものである。このため、上記保護回路の異常検出レベ
ルを短絡時に出力トランジスタの平均出力レベルが充分
低くなるように設定すると、正常動作時に保護回路が働
くような不具合が生じてしまうことになる。
However, in the conventional protection circuit as described above, the output transistor is controlled so that the output operation state and output stop state are returned in green. ) must be configured to repeat the above steps. This abnormality detection level setting is based on the ASO of the output transistor.
This is extremely difficult because the area changes depending on surrounding conditions. For this reason, if the abnormality detection level of the protection circuit is set so that the average output level of the output transistor becomes sufficiently low during a short circuit, a problem will occur in which the protection circuit operates during normal operation.

また、上記のような問題から、上記保護回路のスイッチ
ング手段として、サイリスタ(SCR)のような一度オ
ン状態となるとオン状態を持続するスイッチング回路を
用いたものもあるが、このような保護回路では、出力ト
ランジスタの出力端が短絡状態から開放されても、一旦
電源を切らなければ出力トランジスタは出力動作状態に
戻されないので、使用上極めて不便なものである。
In addition, due to the above-mentioned problems, some switching circuits such as thyristors (SCRs), which remain on once turned on, are used as switching means for the above-mentioned protection circuits. Even if the output terminal of the output transistor is released from the short-circuited state, the output transistor cannot be returned to the output operating state unless the power is turned off, which is extremely inconvenient in use.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

この発明は上記のような問題を改善するためにたされた
もので、出力トランジスタの出力異常を検出して直ちに
出力トランジスタの出力動作を停止させ、その出力異常
が解除されたとき上記出力トランジスタを元の出力動作
状態に復帰し得る、極めて良好な出力トランジスタの保
護回路を提供することを目的とする。
This invention was made to improve the above-mentioned problem, and it detects an output abnormality of the output transistor, immediately stops the output operation of the output transistor, and when the output abnormality is removed, the output transistor stops operating. It is an object of the present invention to provide an extremely good protection circuit for an output transistor that can restore the original output operating state.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

す々わち、この発明による出力トランジスタの保護回路
は、出力トランジスタの出力電流及び出力電圧を監視す
ることによって該出力トランジスタの出力異常を検出し
たときセット信号を発生する異常検出手段と、前記出力
トランジスタの非動作状態における出力電位を設定する
出力電位設定手段と、前記出力トランジスタの非動作状
態で前記出力電位設定手段による出力電位を監視するこ
とによって出力トランジスタの出力異常が解除されたこ
とを検出してリセット信号を発生する異常解除検出手段
と、前記セット信号の発生に応じて前記出力トランジス
タへ供給されるバイアスを遮断し前記リセット信号の発
生に応じて前記バイアスの遮断を解除するバイアス制御
手段とを具備してなることを特徴とするものである。
That is, the output transistor protection circuit according to the present invention includes an abnormality detection means that generates a set signal when an output abnormality of the output transistor is detected by monitoring the output current and output voltage of the output transistor; Output potential setting means for setting an output potential when the transistor is in a non-operating state; and detecting that the output abnormality of the output transistor has been released by monitoring the output potential by the output potential setting means when the output transistor is in the non-operating state. abnormality release detection means for generating a reset signal in response to the generation of the set signal; and bias control means for interrupting the bias supplied to the output transistor in response to generation of the set signal and canceling the blocking of the bias in response to generation of the reset signal. It is characterized by comprising the following.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、第2図及び第3図を参照してこの発明の一実施例
を詳細に説明する。
Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 2 and 3.

第2図はその基本構成を示すもので、図中符号15.1
6は入力端子で、このうち入力端子15けカップリング
コンデンサC1を介して信号源17に接続され、また入
力端子16は抵抗R8及びカップリングコンデンサc2
を介してアースに接続される。この入力端子15.16
は、その出力端が抵抗Rfを介して反転入力端(−)に
接続されると共に、出力端子19及びカップリングコン
デンサC3を介して負荷抵抗R1に接続される。っ咬り
、との差動増幅器18は、上記抵抗R8,Jと共に電力
増幅回路を構成するもので、上記信号源17の出力信号
を抵抗R,,Jで決定される利得で増幅して上記負荷抵
抗R1へ出力するものでおる。
Figure 2 shows its basic configuration, with reference numeral 15.1 in the figure.
6 is an input terminal, of which 15 input terminals are connected to the signal source 17 via a coupling capacitor C1, and the input terminal 16 is connected to a resistor R8 and a coupling capacitor C2.
connected to ground via. This input terminal 15.16
has its output terminal connected to the inverting input terminal (-) via the resistor Rf, and is also connected to the load resistor R1 via the output terminal 19 and the coupling capacitor C3. The differential amplifier 18 with the double-bit resistors R8 and J constitutes a power amplification circuit, and amplifies the output signal of the signal source 17 with a gain determined by the resistors R, , J. It outputs to the load resistor R1.

そして、上記差動増幅器18の出力端には、との差動増
幅器18内の出力トランジスタ(図示せず)を保護する
ための保護回路を構成する、電流量検出回路20.高抵
抗R41R,よシなる電位設定回路21及び出力電位検
出回路22がそれぞれ接続される。
At the output terminal of the differential amplifier 18, a current amount detection circuit 20. A high resistance R41R, a different potential setting circuit 21, and an output potential detection circuit 22 are connected, respectively.

まず、上記電流量検出回路2θは、上記電力増幅回路の
出力電流量を監視して、この出力電流量が上記出力トラ
ンジスタのASO領域以上に増大したときセット信号S
を出力するものである。
First, the current amount detection circuit 2θ monitors the output current amount of the power amplifier circuit, and when the output current amount increases beyond the ASO region of the output transistor, the set signal S
This outputs the following.

また、上記出力電位検出回路22は、上記電位設定回路
21によって現われる電力増幅回路の出力電位を監視し
て、この電位が正常レベルであるときリセット信号Rを
出力するものである。
Further, the output potential detection circuit 22 monitors the output potential of the power amplification circuit produced by the potential setting circuit 21, and outputs a reset signal R when this potential is at a normal level.

1この電流量検出回路20及び出力電位検出回路22か
ら出力されるセット信号S及びリセット信号Rは、それ
ぞれスイッチングトランジスタQ6でなるセット・リセ
ット回路23を介してバイアス制御回路24に供給され
る。つまシ、このバイアス制御回路24には、セット信
号Sが出力されるときリセット信号Rは供給されないよ
うにカされている。そして、このバイアス制御回路24
は、上記セット信号Sが供給されたときバイアス遮断制
御信号■を上記差動増幅器18の制御入力端に出力して
、上記出力トランジスタのバイアス電流を遮断させ、上
記リセット信号Rが供給されたとき上記バイアス遮断制
御信号Vの出力を停止するものである。
1. The set signal S and reset signal R outputted from the current amount detection circuit 20 and the output potential detection circuit 22 are supplied to the bias control circuit 24 via a set/reset circuit 23 formed of a switching transistor Q6, respectively. Finally, the bias control circuit 24 is designed so that the reset signal R is not supplied when the set signal S is output. And this bias control circuit 24
outputs the bias cut-off control signal ■ to the control input terminal of the differential amplifier 18 to cut off the bias current of the output transistor when the set signal S is supplied, and when the reset signal R is supplied. This is to stop the output of the bias cutoff control signal V.

つまシ、上記のように構成した保護回路は以下のように
動作するものである。す々わち、上記出力端子19がア
ースあるいはvce電源に短絡して上記電力増幅回路の
出力電流が増大すると、上記電流量検出回路20がこれ
を検出してセット信号Sを出力し、上記バイアδ制御回
路24からバイアス遮断制御信号Vを出力させる。
Finally, the protection circuit configured as described above operates as follows. That is, when the output terminal 19 is short-circuited to ground or the VCE power supply and the output current of the power amplifier circuit increases, the current amount detection circuit 20 detects this and outputs the set signal S, and the bias voltage is increased. The bias cutoff control signal V is output from the δ control circuit 24.

このため、上記電力増幅回路の差動増幅器18は、出力
トランジスタのバイアス電流を遮断してこの出力トラン
ジスタを出力停止状態に設定する。
Therefore, the differential amplifier 18 of the power amplification circuit cuts off the bias current of the output transistor and sets this output transistor to an output stop state.

そして、上記出力端子19が短絡状態から開放されると
、電位設定回路21によって上記電力増幅回路の出力電
位が元に戻るため、上記出力電位検出回路22がこれを
検出してリセット信号Rを出力し、上記バイアス制御回
路24に対してバイアス制御信号Vの出力を停止させる
ようになる。このため、上記差動増幅器18は、出力ト
ランジスタにバイアス電流を供給して、この出力トラン
ジスタを再び出力動作状態に戻すようになる。
When the output terminal 19 is released from the short-circuited state, the potential setting circuit 21 returns the output potential of the power amplifier circuit to its original state, so the output potential detection circuit 22 detects this and outputs a reset signal R. However, the output of the bias control signal V to the bias control circuit 24 is stopped. Therefore, the differential amplifier 18 supplies a bias current to the output transistor to return the output transistor to the output operation state again.

ここで、上記のような保護回路を備えた電力増幅回路に
ついて、集積回路化に適した具体的な回路を第3図に示
してさらに詳述する。但し、第3図において第2図と同
一部分には同一符号を付して示し、主要部についてのみ
述べる。
Here, regarding the power amplifier circuit equipped with the above-mentioned protection circuit, a specific circuit suitable for integration is shown in FIG. 3, and will be further described in detail. However, in FIG. 3, the same parts as in FIG. 2 are designated by the same reference numerals, and only the main parts will be described.

すなわち、上記差動増幅器18は、トランジスタQ7〜
Qtt+抵抗R6〜R9よシなる差動増幅回路181、
ドライブトランジスタQ12゜Q131ダイオードDi
 r D2 +抵抗RIOよシなる駆動回路182、出
力トランジスタQ 141Q tsのコンプリメンタリ
回路でなる出力回路183及びトランジスタQrs r
 Ql? +抵抗Rtt * R12゜ダイオードD 
3 r D 4 よりなるバイアス電流供給回路184
で構成される。そして、上記出力回路183の出力端a
は、前記保護回路を構成する電流量検出回路20.電位
設定回路2ノ及び出力電位検出回路22の各接続点b−
dに接続される。
That is, the differential amplifier 18 includes transistors Q7 to
A differential amplifier circuit 181 consisting of Qtt+resistors R6 to R9,
Drive transistor Q12゜Q131 diode Di
r D2 + a drive circuit 182 consisting of a resistor RIO, an output circuit 183 consisting of a complementary circuit of an output transistor Q 141Q ts, and a transistor Qrs r
Ql? +Resistance Rtt * R12゜Diode D
3 r D 4 bias current supply circuit 184
Consists of. Then, the output terminal a of the output circuit 183 is
is a current amount detection circuit 20. which constitutes the protection circuit. Each connection point b- of the potential setting circuit 2 and the output potential detection circuit 22
connected to d.

まず、上記電流量検出回路20は、上記出力回路183
の出力トランジスタQ14 r Qtsに対してそれぞ
れ17Nのエミッタ面積を有するトランジスタQ+s 
+ Q19でなるコンプリメンタリ回路201、トラン
ジスタQzo”Q2gよりなる第1のカレントミラー回
路202及びトランジスタロ23.ダイオードD5 よ
りなる第2のカレントミラー回路203で構成される。
First, the current amount detection circuit 20 is connected to the output circuit 183.
transistors Q+s each having an emitter area of 17N for the output transistors Q14 r Qts.
+ Q19, a first current mirror circuit 202 consisting of a transistor Qzo''Q2g, and a second current mirror circuit 203 consisting of a transistor Q23 and a diode D5.

つまシ、この電流量検出回路20は、上記出力トランジ
スタQ14 + Qlsに流れる電流の17Hの電流を
上記コンプリメンタリ回路201によって検出し、その
電流に応じて第1のカレントミラー回路202のトラン
ジスタQ21 + Q22から、各コレクタ電流をそれ
ぞれセット・リセット回路23へ出力するものである。
In this current amount detection circuit 20, the complementary circuit 201 detects a current of 17H flowing through the output transistor Q14 + Qls, and depending on the detected current, the transistors Q21 + Q22 of the first current mirror circuit 202 are detected. , each collector current is outputted to the set/reset circuit 23, respectively.

次に、上記出力電位検出回路22は、トランジスタQ2
4 + Q25よシなるコンプリメンタリ回路22ノ、
抵抗R13〜R15より々る上記コンプリメンタリ回路
221の動作範囲設定回路222及びトランジスタQ2
6 、 Q27よりなるカレントミラー回路223で構
成される。つ捷り、この出力電位検出回路22は、上記
トランジスタQ27のコレクタ電流及びトランジスタQ
25のコレクタ電流をそれぞれ前記セット・リセット回
路23へ出力するものである。
Next, the output potential detection circuit 22 includes a transistor Q2.
4 + Q25, complementary circuit 22,
Operating range setting circuit 222 of the complementary circuit 221 consisting of resistors R13 to R15 and transistor Q2
6, and a current mirror circuit 223 consisting of Q27. This output potential detection circuit 22 detects the collector current of the transistor Q27 and
25 collector currents are output to the set/reset circuit 23, respectively.

このセット・リセット回路23は、トランジスタQ2g
 + Q29及び抵抗R16よりなるもので、上記電流
量検出回路20のトランジスタQ21の出力電流及び上
記出力電位検出回路22の出力電流が共にトランジスタ
Q2gのペースに供給され、まだ上記電流量検出回路2
0のトランジスタQ22の出力電流型上記トランジスタ
Q29のコレクタに供給されるようになされている。こ
のトランジスタQ29のコレクタは、バイアス制御回路
24の入力端eに接続される。
This set/reset circuit 23 includes a transistor Q2g
+Q29 and resistor R16, the output current of the transistor Q21 of the current amount detection circuit 20 and the output current of the output potential detection circuit 22 are both supplied to the pace of the transistor Q2g, and the current amount detection circuit 2 is still connected to the current amount detection circuit 2.
The output current of the transistor Q22 of zero type is supplied to the collector of the transistor Q29. The collector of this transistor Q29 is connected to the input terminal e of the bias control circuit 24.

このバイアス制御回路24は、トランジスタQso +
 Q31及び抵抗R17〜RI9よシなるSCR回路2
41、このSCR回路241の出力に応じて前記差動増
幅器18のバイアス供給回路184を動作状態及び動作
停止状態に切換制御する、スイッチングトランジスタQ
32でなるバイアス切換回路242で構成される。
This bias control circuit 24 includes a transistor Qso +
SCR circuit 2 consisting of Q31 and resistors R17 to RI9
41. A switching transistor Q that controls switching of the bias supply circuit 184 of the differential amplifier 18 between an operating state and a non-operating state according to the output of the SCR circuit 241.
It is composed of a bias switching circuit 242 consisting of 32 parts.

以下、上記のような構成において、その動作について説
明する。
The operation of the above configuration will be described below.

今、上記差動増幅器18の動作状態で、上記出力端子1
9がアースに短絡したとする。すると、上記出力トラン
ジスタQ+4に過電流T、1が流れようとする。これに
対して電流量検出回路20は、トランジスタQ18によ
って上記電流11の1/Nの電流I2を監視しておシ、
第1のカレントミラー回路202のトランジスタQ21
゜Q22から上記電流I2と同等の電流I3 、14を
、それぞれセット・リセット回路23のトランジスタQ
のペース及びトランジスタQ29のコレクタへ出力する
Now, in the operating state of the differential amplifier 18, the output terminal 1
9 is shorted to ground. Then, an overcurrent T,1 attempts to flow through the output transistor Q+4. On the other hand, the current amount detection circuit 20 monitors the current I2, which is 1/N of the current 11, using the transistor Q18.
Transistor Q21 of first current mirror circuit 202
゜From Q22, currents I3 and 14 equivalent to the above current I2 are applied to the transistor Q of the set/reset circuit 23, respectively.
and the collector of transistor Q29.

ここで、上記セット・リセット回路23は、上記電流I
2が、上記電流11が過電流となるときの対応値となる
とき、トランジスタQ2Bがオン状態となるように設定
すると、トランジスタQ2gがオン状態に、またトラン
ジスタQ29がオフ状態になるので、結局上記電流I4
をセット信号として上記バイアス制御回路24へ出力す
る。すると、このバイアス制御回路24は、SCR回路
241を−Hオン状態に設定すると共にバイアス切換回
路242のスイッチングトランジスタQ32をオン状態
にして、上記差動増幅器28のバイアス電流供給回路2
84の動作を停止させる。このため、上記差動増幅器2
8では、全ての回路にバイアス電流が供給されなくなる
ので、上記出力トランジスタQ14は出力停止状態とな
る。この状態は、上記SCR回路241がオフ状態とな
るまで保持されるものである。
Here, the set/reset circuit 23 controls the current I
2 is the corresponding value when the current 11 becomes an overcurrent, and if the transistor Q2B is set to be in the on state, the transistor Q2g will be in the on state and the transistor Q29 will be in the off state. Current I4
is output to the bias control circuit 24 as a set signal. Then, the bias control circuit 24 sets the SCR circuit 241 to the -H on state and also turns on the switching transistor Q32 of the bias switching circuit 242, thereby increasing the bias current supply circuit 2 of the differential amplifier 28.
The operation of 84 is stopped. Therefore, the differential amplifier 2
8, the bias current is no longer supplied to all circuits, so the output transistor Q14 is in an output stopped state. This state is maintained until the SCR circuit 241 is turned off.

次に今、上記出力端子19が短終から開放されたとする
と、接続点aの電位は電位設定回路21の抵抗R4,R
,によって設定される電位へ動き始める。つまシ、上記
抵抗R4+R5がR4=R,に設定されているとすると
、上記接続点aの電位はVcc/2へ向かって動き出す
ようになる。
Next, if the output terminal 19 is opened from the short end, the potential at the connection point a will be changed to the resistors R4 and R of the potential setting circuit 21.
, begins to move to the potential set by . Finally, if the resistors R4+R5 are set to R4=R, the potential at the connection point a starts to move toward Vcc/2.

このような接続点aの電位変化は、上記出力電位検出回
路22によって監視されている。ここて、この出力電位
検出回路22について述べる。まず、説明を簡単にする
ために、上記動作範囲設定回路222の抵抗R13〜R
15がR13=R14= ’Rtsであるとする。この
場合、図中接続1 点f、gの各電位は、それぞれ−vco1丁V。。
Such potential changes at the connection point a are monitored by the output potential detection circuit 22. Here, this output potential detection circuit 22 will be described. First, in order to simplify the explanation, the resistors R13 to R of the operating range setting circuit 222 will be described.
15 is R13=R14='Rts. In this case, each potential of the connection points f and g in the figure is -vco1V. .

となる。このため、上記コンプリメンタリ回路221の
トランジスタQ24は、接続点aの電位すなわち接続点
dの電位をVd1このトランジスタQ24のオン状態で
のペース・エミッタ間電圧をV+H24とすると、 vd≦−Vcc VIl124 − (1)であるとき
オン状態となシ、同じくトランジスタQzsは、そのオ
ン状態でのペース・エミッタ間電圧をV とすると、 E2S Vd≧−■cc+vB]!!25 ・・・(2)である
ときオン状態となる。(尚、一般には上記トランジスタ
Q24 + Q25は、それぞれ15 Vd≦R13R14+R15”CC−■mEz4・”(
3)RI4 +R15 Vd≧R13+R14+Ris ”cc + VBZ2
5 °−(4)が満足するときオン状態となる。) 壕だ、逆に接続点aの電位Va (= Vd )が、1 Vee+VB]C25≦Va≦3 ”e e −■RN
 24 ”’ (5)の範囲にあるとき、上記トランジ
スタQ241Q25はオフ状態となる。
becomes. Therefore, in the transistor Q24 of the complementary circuit 221, the potential at the connection point a, that is, the potential at the connection point d, is Vd1, and if the pace-emitter voltage in the ON state of this transistor Q24 is V+H24, then vd≦−Vcc VIl124 − ( 1) When the transistor Qzs is in the on state, the voltage between the pace and the emitter in the on state is V, then E2S Vd≧−■cc+vB]! ! 25...(2), it is in the on state. (In general, the above transistors Q24 + Q25 each have a voltage of 15 Vd≦R13R14+R15"CC-■mEz4・"(
3) RI4 +R15 Vd≧R13+R14+Ris ”cc + VBZ2
When 5°-(4) is satisfied, it is turned on. ) On the other hand, the potential Va (= Vd) at the connection point a is 1Vee+VB]C25≦Va≦3 ”e e −■RN
24''' (5), the transistors Q241Q25 are turned off.

つまり、この出力電位検出回路22は、上記出力端子1
9がアースに短絡しているとき、接続点dの電位Vdが
アース電位となるので、トランジスタQz<がオン状態
となってカレントミラー回路223のトランジスタQ2
7から電流I5を出力するようになる。尚、この電流I
5はセット・リセット回路23のトランジスタQzsの
ペースに供給されるが、このときトランジスタQ211
は、すでに電流量検出回路20から出力される電流I3
によってオン状態に設定されている。この電流I3は、
上記差動増幅器18の出力トランジスタQ14が出力停
止状態になると出力されなくなる。
In other words, this output potential detection circuit 22 operates at the output terminal 1.
9 is short-circuited to the ground, the potential Vd of the connection point d becomes the ground potential, so the transistor Qz< is turned on and the transistor Q2 of the current mirror circuit 223
7, the current I5 is output. Furthermore, this current I
5 is supplied to the pace of the transistor Qzs of the set/reset circuit 23, but at this time, the transistor Q211
is the current I3 already output from the current amount detection circuit 20
is set to the on state by This current I3 is
When the output transistor Q14 of the differential amplifier 18 enters the output stop state, no output is produced.

そして、上記出力端子19の短絡が開放されると、接続
点aの電位vaは、前述したようにVcc/2電位に向
かって動き出し、(a Vcc−vBE□4)の電位を
越える。すると、上記トランジスタQ24がオフ状態と
なるので、上記電流15が出力されなくなる。このため
、上記セット・リセット回路23は、トランジスタQ2
8がオフ状態となり、トランジスタQ29がオン状態と
なる。
Then, when the short circuit of the output terminal 19 is opened, the potential va at the connection point a starts moving toward the Vcc/2 potential as described above and exceeds the potential of (a Vcc-vBE□4). Then, the transistor Q24 is turned off, so the current 15 is no longer output. Therefore, the set/reset circuit 23 has the transistor Q2
8 is turned off, and transistor Q29 is turned on.

このとき上記バイアス制御回路24は、トランジスタQ
31のペースがアース電位に導かれるので、SCR回路
24ノがリセットされてオフ状態となシ、これによって
バイアス遮断制御信号Vの出力が停止してスイッチング
トラン・ゾスタQazをオフ状態に設定するようになる
。このため、上記差動増幅器18は、バイアス電流供給
回路184が動作状態に復帰するので、再び出力動作状
態となる。すなわち、上記動作範囲設定回路222の抵
抗R13〜R15を、この出力電位検出回路22の出力
電流I5が上記出力トランジスタQ+4 + Qtsを
ASO領域内に対応する範囲外で出力されるように設定
すれば、上記出力トランジスタQ14 + Q+sを完
全に保護し得るようになる。
At this time, the bias control circuit 24 controls the transistor Q
31 is brought to ground potential, the SCR circuit 24 is reset and turned off, thereby stopping the output of the bias cutoff control signal V and setting the switching transformer Qaz to the off state. become. Therefore, the bias current supply circuit 184 returns to the operating state, so that the differential amplifier 18 returns to the output operating state. That is, if the resistors R13 to R15 of the operating range setting circuit 222 are set so that the output current I5 of the output potential detection circuit 22 is outputted to the output transistor Q+4 + Qts outside the range corresponding to the ASO region. , the output transistor Q14 + Q+s can be completely protected.

上記のような動作は、上記出力端子19がvcc電源側
に短絡した場合も同様であるのでここではその説明を省
略し、以下上記出力端子19が、例えば比較的長いスピ
ーカコードのような線材の抵抗分が多いコードでアース
に短絡した場合について述べる。
The above operation is the same even when the output terminal 19 is short-circuited to the VCC power supply side, so the explanation will be omitted here. Let's discuss the case where a cord with a high resistance is shorted to ground.

すなわち、上記のような線材で短絡されると、上記接続
点aの電位vaは、線材の抵抗分が犬き] イト(丁vcc〜■BF、□4)の電位以下に々らない
That is, when the wire is short-circuited as described above, the potential va at the connection point a will not be equal to or lower than the potential at the wire (VCC - BF, □4) due to the resistance of the wire.

この場合、上記保護回路では、上記出力トランジスタQ
+4に過電流1:1が流れると、電流量検出回路20か
ら電流13.14が出力されて上記バイアス制御回路2
4のSCR回路24ノがオン状態となり、これによって
差動増幅器18の動作が停止する。どのため、上記接続
点aの電位がアース電位となるので、上記出力電位検出
回路22ではトランジスタQ24がオン状態となって電
流I5を出力するようになる。すると、セット・リセッ
ト回路23のトランジスタ02gがオン状態となり、こ
れによってトランジスタQ29がオフ状態となるので、
上記SCR回路241にリセットがかからずオン状態を
保持する。このように、上記のような線材によって出力
端子19が短絡しても、上記保護回路は良好に動作する
ものである。
In this case, in the above protection circuit, the above output transistor Q
When an overcurrent of 1:1 flows through +4, a current of 13.14 is output from the current amount detection circuit 20 and the bias control circuit 2
The SCR circuit 24 of No. 4 is turned on, thereby stopping the operation of the differential amplifier 18. As a result, the potential at the connection point a becomes the ground potential, so that the transistor Q24 in the output potential detection circuit 22 turns on and outputs the current I5. Then, the transistor 02g of the set/reset circuit 23 turns on, which turns the transistor Q29 off.
The SCR circuit 241 is not reset and remains on. In this way, even if the output terminal 19 is short-circuited by the wire as described above, the protection circuit operates well.

したがって、電力増幅回路に上記のような保護回路を構
成すれば、出力トランジスタの出力異常を検出して直、
ちに出力トランジスタの出力動作を停止させ、その出力
異常が解除されたとき上記出力トランジスタを元の出力
動作状態に復帰し得るようになる。
Therefore, if a protection circuit like the one described above is configured in the power amplifier circuit, an abnormal output of the output transistor can be detected and the
Immediately, the output operation of the output transistor is stopped, and when the output abnormality is removed, the output transistor can be returned to its original output operation state.

尚、上記実施例における出力電位検出回路22は、第4
図(a)乃至(c)に示すように構成してもよい。すな
わち、第4図(a)に示す出力電位検出回路は、上記電
力増幅回路の通常動作時に、その出力信号に影響を与え
ないように、電位検出用のトランジスタQ24 + Q
25の前段にトランジスタQ33 P Q34を介在さ
せて、高入力インピーダンス型にして接続したものであ
る。
Note that the output potential detection circuit 22 in the above embodiment has a fourth
It may be configured as shown in FIGS. (a) to (c). That is, the output potential detection circuit shown in FIG. 4(a) uses the potential detection transistors Q24 + Q so as not to affect the output signal during the normal operation of the power amplifier circuit.
Transistors Q33 P Q34 are interposed in the front stage of 25, and the high input impedance type is connected.

まだ、第4図(b)に示す出力電位検出回路は、上記出
力端子19がvcc電源側に短絡した場合、電位検出用
のトランジスタQ24 + Q21のベース・〜 エミッタ間に逆耐圧以上の電位がかかり、このトランジ
スタQ24 + Q25がブレー クダウンして動作不
良を起こすことを防止するように、上記電位検出用のト
ランジスタQ24 + Q25の前段にダイオードD6
.D7を介在させたものである。
However, in the output potential detection circuit shown in FIG. 4(b), when the output terminal 19 is short-circuited to the VCC power supply side, a potential higher than the reverse breakdown voltage is generated between the base and emitter of the potential detection transistors Q24 + Q21. In order to prevent these transistors Q24 + Q25 from breaking down and causing malfunction, a diode D6 is installed in front of the potential detection transistors Q24 + Q25.
.. This is with D7 interposed.

さらに、第4図(c)に示す出力電位検出回路は、電位
検出用トランジスタQ24 + Q25の各動作点によ
るしきい値電圧の温度特性を改善したものである。すな
わち、ダイオードD 8 + D 9がない場合、トラ
ンジスタQ24 + Q25がオン状態となる条件は、
前記(3) 、 (4)式で与えられるので、各トラン
ジスタQ24 + Q25におけるペース・エミッタ間
電圧VB11!24 + vBE□5の温度特性による
変化分がそのまましきい値に影響してし甘う。ところが
、上記ダイオードD 8+ D gを介在させると、上
記条件は、ダイオードの順方向電圧。
Furthermore, the output potential detection circuit shown in FIG. 4(c) has improved temperature characteristics of the threshold voltage depending on each operating point of the potential detection transistors Q24 + Q25. That is, if there are no diodes D 8 + D 9, the conditions for transistors Q24 + Q25 to be on are as follows:
Since it is given by the above equations (3) and (4), the change due to the temperature characteristics of the pace-emitter voltage VB11!24 + vBE□5 in each transistor Q24 + Q25 will directly affect the threshold value. . However, when the diode D 8+ D g is interposed, the above condition is the forward voltage of the diode.

Q24のvB8.Q25ノVBIi、が略等しいとして
、で与えられるので、上記温度特性による変化分は、と
なシ、略良好にしきい値の温度特性を改善することがで
きる。
Q24 vB8. Assuming that Q25 and VBIi are approximately equal, it is given by: Therefore, the change due to the temperature characteristics can substantially improve the temperature characteristics of the threshold value.

尚、前記電位設定回路21の高抵抗R41R5には、当
然のことながら電力増幅回路の負荷として十分大きな値
、すなわち正常動作時には無視できる値のものを選ぶ必
要がある。
Note that the high resistance R41R5 of the potential setting circuit 21 needs to be selected to have a sufficiently large value as a load on the power amplifier circuit, that is, a value that can be ignored during normal operation.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上のようにこの発明によれば、出力トランジスタの出
力異常を検出して直ちに出力トランジスタの出力動作を
停止させ、その出力異常が解除されたとき上記出力トラ
ンジスタを元の状態に復帰し得る、極めて良好な出力ト
ランジスタの保護回路を提供することができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to detect an output abnormality of an output transistor, immediately stop the output operation of the output transistor, and restore the output transistor to its original state when the output abnormality is removed. A good output transistor protection circuit can be provided.

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

第1図は従来の電力増幅器に用いられる出力トランジス
タの保護回路を示す回路図、第2図及び第3図はそれぞ
れこの発明に係る出カドラン・ゾスタの保護回路の一実
施例を示すもので、第2図は基本回路を示す回路図、第
3図は上記基本回路を元に構成した集積回路に適する保
護回路を示す回路図、第4図(a)〜(c)はそれぞれ
この発明に係る他の実施例を示す回路図である。 15.16・・・入力端子、17・・・信号源、18・
・・差動増幅器、18ノ・・・差動増幅回路、182・
・・駆動回路、183・・・出力回路、184・・・バ
イアス電流供給回路、19・・・出力端子、20・・・
電流量検出回路、21・・・電位設定回路、22・・・
出力電位検出回路、23・・・セット・リセット回路2
4・・・バイアス制御回路、S・・・セット信号、R・
・・リセット信号、■・・・バイアス遮断制御信号。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a protection circuit for an output transistor used in a conventional power amplifier, and FIGS. 2 and 3 each show an embodiment of the output transistor protection circuit according to the present invention. Fig. 2 is a circuit diagram showing a basic circuit, Fig. 3 is a circuit diagram showing a protection circuit suitable for an integrated circuit constructed based on the above basic circuit, and Figs. 4 (a) to (c) are respectively related to this invention. FIG. 7 is a circuit diagram showing another embodiment. 15.16...Input terminal, 17...Signal source, 18.
...Differential amplifier, 18th...Differential amplifier circuit, 182.
...Drive circuit, 183...Output circuit, 184...Bias current supply circuit, 19...Output terminal, 20...
Current amount detection circuit, 21...Potential setting circuit, 22...
Output potential detection circuit, 23...set/reset circuit 2
4...Bias control circuit, S...set signal, R...
...Reset signal, ■...Bias cutoff control signal.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 出力トランジスタの出力電流及び出力電圧を監視するこ
とによって該出力トランジスタの出力異常を検出したと
きセット信号を発生する異常検出手段と、前記出力トラ
ンジスタの非動作状態における出力電位を設定する出力
電位設定手段と、前記出力トランジスタの非動作状態で
前記出力電位設定手段による出力電位を監視することに
よって出力トランジスタの出力異常が解除されたととを
検出してリセット信号を発生する異常解除検出手段と、
前記セット信号の発生に応じて前記出力トランジスタへ
供給されるバイアスを遮断し前記リセット信号の発生に
応じて前記バイアスの遮断を解除するバイアス制御手段
とを具備してなることを特徴とする出力トランジスタの
保護回路。
Abnormality detection means for generating a set signal when detecting an output abnormality of the output transistor by monitoring the output current and output voltage of the output transistor; and output potential setting means for setting the output potential of the output transistor in a non-operating state. and abnormality release detection means for detecting that the output abnormality of the output transistor has been released by monitoring the output potential by the output potential setting means when the output transistor is in a non-operating state and generating a reset signal;
An output transistor comprising: bias control means for cutting off the bias supplied to the output transistor in response to the generation of the set signal and releasing the blocking of the bias in response to the generation of the reset signal. protection circuit.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63211905A (en) * 1987-02-27 1988-09-05 Toshiba Corp Audio output amplifier

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