JPS60173906A - トランジスタ駆動回路 - Google Patents

トランジスタ駆動回路

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JPS60173906A
JPS60173906A JP2846884A JP2846884A JPS60173906A JP S60173906 A JPS60173906 A JP S60173906A JP 2846884 A JP2846884 A JP 2846884A JP 2846884 A JP2846884 A JP 2846884A JP S60173906 A JPS60173906 A JP S60173906A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
transistor
voltage
drive
collector
current
Prior art date
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Application number
JP2846884A
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English (en)
Inventor
Kenji Kotake
小竹 健二
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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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】 [発明の技術分野] この発明は駆動用トランジスタを用いて出力用トランジ
スタを駆動するトランジスタ駆動回路に係り、特に消費
電力の損失を低減するようにしたものに関する。
[発明の技術的背景とその問題点] 周知のように、出力用トランジスタの直流電流増幅率h
FEが低いとき、特に大電力スイッチング用トランジス
タの場合、hFEを向上させるためには、駆動用トラン
ジスタをダーリントン接続し、この駆動用トランジスタ
の出力電流を駆動電流として用いればよい。第1図にそ
の駆動回路の構成を示す。
すなわち、図中E1 、E2は電圧源、R1は抵抗、Q
lは駆動用トランジスタ、Q2は出力用トランジスタ、
RLは負荷を示すもので、この駆動回路は、まず上記電
圧源E1から電流iB1が抵抗R1を介して駆動用トラ
ンジスタQ1のベースに流れると、この駆動用トランジ
スタがオン状態となり、電圧!l1E2から電流ic1
が負荷RL、駆動用トランジスタQ・1、出−力用トラ
ンジスタQ2のベース、コレクタを介して電圧IE2へ
流れるようになる。このとき、電流fclはトランジス
タQ2のベース電流IBIであるから、出力用トランジ
スタQ2もオン状態となって電−流ic2が流れるよう
になるものである。
ところで、トランジスタは、一般にベース電流を十分流
すとコレクタ・エミッタ間電圧が十分に低くなり、0.
3〜0.8 [V]程度になる。しかしながら、上記の
ように駆動用トランジスタQ1をダーリントン接続され
た出力用トランジスタQ2のコレクタ・エミッタ間電圧
Vc E 2は、トランジスタQ2のベース・エミッタ
間電圧VBE2とトランジスタQ1のコレクタ・エミッ
タ間電圧VCE1との和に等しくなるため、単体のとき
よりも高くなる。そして、上記ベース・エミッタ間電圧
VBE1はダイオードの順方向特性に等しいものである
から最低でも0.7[V]程度あり、これによって上記
出力トランジスタQ2は電圧VCE2がコレクタ電流i
c2に依存して高くなる特性を有している。
ここで、E2 =30 [V] 、RL =0.3 [
A]段設定たとき、VBE2 =1.2 [Vコ、V 
CEl =0.35 [V]、VCE2 =1.65 
[V]、1c2=90[’A]となる。このとき、トラ
ンジスタQ2で消費される無駄な電力損失P1は、Pl
 =VcE2 x 1c2 =1.65 [V]x90 [Aコ ニ148.5 [W] ・・・(1) となり、電力損失が極めて多い。
また、第2図に示すような駆動回路も考えられている。
この駆動回路は、第1図に示した駆動回路に、電圧源E
3及び抵抗R2を新たに設け、駆動用トランジスタQ1
のコレクタ電流1c1の供給源を独立させたものである
。すなわち、この駆動回路は、上記電流ic1が駆動用
トランジスタQ1のベースに供給されてこのトランジス
タ。1がオン状態になると、電圧源E3がら電流icl
が抵抗R2、トランジスタQ1、出力用トランジスタQ
2のベース、コレクタを介して電圧11!E3へ流れる
ようになる。このとき、N流1c1はトランジスタQ2
のベース電流であるから、この出力用トランジスタQ2
もオン状態となって電流1c2が流れるようになるもの
である。
ところで、上記トランジスタQ2のベース・エミッタ間
電圧Ve E 2は、前述したようにコレクタ電流ic
2に依存されるので、負荷RLの変動によって変化する
。したがって、トランジスタQ2のベース電流iB2を
安定させて流すためには、電圧源E3をVCE1+VB
E2より十分高くすると共に、抵抗R2を介在させて電
流1c1(=ip2)を安定化すればよい。
ここで、E3 =10 [V]、R2−0,8[Ω]、
181 =1. 2[A] 、 E2=30[V コ 
、RL=0.3[Ω]に設定したとき、VCE2=0.
65 [V]、VOEl =0.5 [V:l、VBE
2 =1.5 [V]、1c1=10[A]、ic2 
=100 [A]となる。このさき、トランジスタQ2
で消費される無駄な電力損失P2は、R2=VOE2 
X 1c2 =0.65 [V] x 100 [A]−65[W]
 ・・・ (2) となって極めて少なくなる。ところが、駆動用トランジ
スタQ1の電力損失P3が、10[V]x10[Aコニ
100[W]となって無視できなくなり、この駆動回路
の電力損失は合計で165[W]となる。これは第1図
に示した駆動回路の損失とほとんど変わらないものであ
る。
したがって、トランジスタ駆動回路にあっては、従来よ
り簡単な構成でトランジスタの電力損失を低減し得るよ
うにすることが強く望まれている。
[発明の目的コ この発明は上記のような事情を考慮してなされたもので
、簡単な構成でトランジスタの電力損失を低減し得る、
極めて良好なトランジスタ駆動回路を提供することを目
的とする。
[発明の概要コ すなわち、この発明によるトランジスタ駆動回路は、制
御電極に入力信号が供給される駆動用トランジスタの一
方の被制御電極を出力用トランジスタの制御電極に接続
して前記駆動用トランジス夕から前記入力信号に応じた
駆動電流を前記出力用トランジスタに供給するようにし
たトランジスタ駆動回路において、前記出力用トランジ
スタの一方の被制御電極及び前記駆動用トランジスタの
他方の被制御電極間に、前記出力トランジスタの制御電
極及び一方の制御電極間の電圧と前記駆動用トランジス
タの各被制御電極間の電圧とを加算した電圧より高く設
定した電圧源を前記駆動電流の方向に対して順方向に接
続してなることを特徴とするものである。
[発明の実施例コ 以下、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。但し、第3図において第1図と同一部分には同
一符号を付して示し、ここでは異なる部分についてのみ
述べることにする。
第3図はその構成を示すもので、このトランジスタ駆動
回路は、前記駆動用トランジスタQ1のコレクタを電圧
IE4の正電極に接続し、前記出力用トランジスタQ2
のコレクタを上記電圧源E4の負電極に接続したもので
ある。この電圧源E4は、トしンジスタQl 、Q2に
よる電圧Vnc2+VcElより若干高く設定したもの
である′。
すなわち、前記電流iBlが駆動用トランジスタQ1の
ベースへ流れると、このトランジスタQ1はオン状態と
なり、これによって上記電圧源E4から電流fciが流
れて、トランジスタQ1、トランジスタQ2のベース、
エミッタを通り、電圧源E2及び負荷RLを介して電流
源E4に戻る。
このとき、電流1c1=I日2であるからトランジスタ
Q2がオン状態となって電流ic2が流れる。そして、
このトランジスタQ2のコレクタ・エミッタ間電圧VC
E2が十分低くなると、上記電流1c1つまりトランジ
スタQ2のベース電流ia2はトランジスタQ2のベー
ス、コレクタを通って電圧源E4に戻る。
そして、V日E2+VCE1は第1図に示した回路と同
じであるが、トランジスタQ2のコレクタ・エミッタ間
電圧VCE2は、電圧源E4が逆方向に接続されている
ので、VcE2”VnE2+VCE1−E4であり、十
分低くなる。このときの電流1clは、電圧源E2から
供給され、上記電圧源E4はトランジスタQ1のコレク
タ及びトランジスタQ2のコレクタ間のバイアス電源と
考えることができるので、電圧源E4の電圧値はVBC
2+VCE1より若干高く設定することにより、トラン
ジスタQ2を安定に駆動することができるようになる。
ここで、E2 =30 [Vコ、RL−0,3[Ω]、
iBl =1.2 [A]、E4 =2 [V]に設定
すると、VC+E2 =0.65 [V]、VBE2 
=1、 35 [V] 、 Vc E 1 =0. 7
5 [V コ 、VBE2 =0.95 [V]、ic
l =10 [A]、1c2=90[A]となる。この
とき、トランジスタQ1における電力損失は、2[V]
X10[Aコニ20[W]となり、トランジスタQ2に
おける電力損失は、0.65 [V] x90 [A]
=58.5 [W]となり、全体の電力損失は78゜5
[Wコとなる。
したがって、上記のことかられかるように、上記のよう
に構成したトランジスタ駆動回路は、従来のものに比し
て約半分の電力損失で済み、大幅な電力損失の低減を図
ることができるものである。
尚、上記実施例では、トランジスタQ1 、 Q2が共
にNPN型のものを用いて説明したが、これは第4図(
a)〜(C)にそれぞれ示すように、PNP−NPN、
PNP−PNP、 Npx−pxPの組み合わせの場合
でも、同様に実施可能である。また、第4図(d)に示
すように、複数個の駆動用トランジスタQ1.Q1’、
Q1”、・・・をそれぞれダーリントン接続し、各トラ
ンジスタQl、Ql’、Q1”、・・・のコレクタ間に
それぞれ電圧源E4.E4’、E4”・・・を介在させ
て出力用トランジスタQ2の駆動回路を構成すれば、各
駆動用トランジスタQl、Ql’、Ql”、・・・が上
記出力用トランジスタQ2と同様に動作するので、この
場合にも電力損失を低減することができるものである。
これにより、回路部品の中で比較的高価なトランジスタ
として許容損失が約1/2のものを使用することができ
て経済的に有利になる。また、放熱器も1/2の大きさ
のもので十分なので、これを使用する装置は非常に小形
化することができるようになる。
[発明の効果] 以上のようにこの発明によれば、簡単な構成でトランジ
スタの電力損失を低減し得る、極めて良好なトランジス
タ駆動回路を提供することができる。これにより、小形
で低廉、低損失の装置が製作可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図はそれぞれ従来のトランジスタ駆動回
路の構成を示す回路図、第3図はこの発明に係るトラン
ジスタ駆動回路の一実施例を示す回路図、第4図M(a
)〜(d)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。 Ql・・・駆動用トランジスタ、Q2・・・出力用トラ
ンジスタ、E1〜E4・・・電圧源、RL・・・負荷。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第1図 第2図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 制御電極に入力信号が供給される駆動用トランジスタの
    一方の被制御電極を出力用トランジスタの制御電極に接
    続して前記駆動用トランジスタから前記入力信号に応じ
    た駆動電流を前記出力用トランジスタに供給するように
    したトランジスタ駆動回路において、前記出力用トラン
    ジスタの一方の被制t[I電極及び前記駆動用トランジ
    スタの他方の被制御電極間に、前記出力トランジスタの
    制御電極及び一方の制御電極間の電圧と前記駆動用トラ
    ンジスタの各被制御電極間の電圧とを加算した電圧より
    高く設定した電圧源を前記駆動電流の方向に対して順方
    向に接続してなることを特徴とするトランジスタ駆動回
    路。
JP2846884A 1984-02-20 1984-02-20 トランジスタ駆動回路 Pending JPS60173906A (ja)

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JPS60173906A true JPS60173906A (ja) 1985-09-07

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