JPS6025163Y2 - トランジスタ駆動装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は複数個並列接続されたパワートランジスタの駆
動装置に関するもので、特に、ダーリントン接続された
ダーリントン駆動装置に関する。

従来、パワートランジスタをスイッチング用として用い
る場合には、トランジスター石のみで用いられ、ダーリ
ントン接続で駆動するとスイッチングタイムが遅くなり
、スイッチング損失が増加するなどの欠点があった。

特に、ダーリントン接続で、かつ高速スイッチングで並
列運転させた場合においては、ターンオン・ターンオフ
時のバランスがとれず主トランジスタが破壊したり、あ
るいは、ダーリントントランジスタが破壊するなどの欠
点があった。

本考案は以上の欠点を除き、ダーリントン接続されたト
ランジスタの並列運転駆動回路を提供するものである。

以下、図面に従かい本考案の一実施例の詳細な説明を行
なう。

第１図は、本考案によるダーリントン駆動装置の一実施
例であり、第２図はその各部波形を示す。

第１図において、順ベース電流駆動回路１と逆ベース電
流駆動回路２を縦続接続して順逆ベース電流駆動回路を
構成する。

その出力信号ｉＢ１゜ｉＢ２をダーリントン前段回路３
Ａ、３Ｂにそれぞれ加える。

ダーリントン前段回路３Ａ、３Ｂのコレクタ共通端子Ｃ
は、主トランジスタ（図示せず）のコレクタ端子に接続
され、並列接続された主トランジスタのそれぞれのベー
ス端子に、ベース出力端子Ｂ１．Ｂ２が接続される。

主トランジスタのエミッタ共通端子は、エミッタ出力端
子Ｅに接続される。

順ベース電流駆動回路１は、以下の如き構成である。

入力信号であるパルス幅制御信号Ｖｐが抵抗１０を介し
てＮＰＮトランジスタ１１のベースに加えられ、ベース
・エミッタ並列抵抗１２が接続される。

ＮＰＮ ）ランジスタ１１がオンオフすると、コレクタ
抵抗１３を介して＋Ｂ電源よりベース・エミッタが直列
関係に接続されたＰＮＰ ）ランジスタ１４がオンオフ
する。

ＰＮＰトランジスタ１４のベース・エミッタと並列関係
に抵抗１５を接続し、スイッチング速度を速くする。

ＰＮＰトランジスタ１４のコレクタ抵抗１６ａ、１６ｂ
を２つに分割し、それぞれ、ダーリントン前段回路３Ａ
、３Ｂに接続される。

逆ベース電流駆動回路２は、以下の構成である。

パルス幅制御信号Ｖｐがツェナーダイオード２０と抵抗
２１の直列回路を介してトランジスタ２２のベースに加
えられる。

トランジスタ２２のエミッタ端子は、Ｂ電源に接続され
る。

チェナーダイオード２０のツェナー電圧Ｖｚは、−Ｂ電
源の電圧よりもわずかに高く設定し、パルス幅制御信号
Ｖｐが、Ｈレベルになると、ツェナーダイオード２０が
ブレークオーパージ、トランジスタ２２が導通する。

トランジスタ２２のベース・エミッタ間には、抵抗２３
を並列接続する。

十Ｂ電源より抵抗２４ａ。２４ｂを直列接続し、抵抗２
４ｂにはスピードアップコンデンサ２５を並列接続し、
ダーリントン接続されたトランジスタ２６ａ、２６ｂの
入力ベース端子に接続する。

トランジスタ２６ａ、２６ｂのコレクタ端子は、ダイオ
ード２７ａ、２７ｂのカソード端子が接続され、ダイオ
ード２７ａのアノード端子は、前記コレクタ抵抗１６ａ
１ダイオード２７ｂのアノード端子は、前記コレクタ抵
抗１６ｂが直列関係に接続される。

トランジスタ２６ａのベース・エミッタ端子間にダイオ
ード２８を逆並列接続し、トランジスタ２６ｂのベース
゛・エミッタ間に抵抗２９を並列接続する。

パルス幅制御信号ＶｐがＨレベルの時、ダーリントン接
続されたトランジスタ２６ａ、２６ｂは導通状態で、ダ
イオード２７ａ、２７ｂを介して、ベース出力端子Ｂ□
、Ｂ２を負電圧にバイアスする。

トランジスタ２２のコレクタ端子は、抵抗２４ａ。

２４ｂの接続点に接続され、パルス幅制御信号ＶｐがＨ
レベルの時、スピードアップコンデンサ２５の充電々圧
により、トランジスタ２６ａ、２６ｂのベース・エミッ
タに逆バイアス電圧を加え、トランジスタ２６ａ、２６
ｂ＠ターンオフさせる。

ダーリントン駆動回路３Ａ、３Ｂには、コレクタ端子を
共通接続したダーリントン駆動トランジスタ３０ ａ、
３０ ｂを備え、そのエミッタ端子は、それぞれ主
トランジスタのベースへ接続されるベース出力端子Ｂ１
． Ｂ２に接続される。

ダーリントン駆動トランジスタ３０ａ＊３０ｂのベース
・エミッタ間には、抵抗３１ ａ、 ３１ ｂｓダイオ
ード３２ａ、３２ｂと低抵抗３３ ａ、 ３３ ｂの直
列回路が並列関係に接続されるダイオード３２ａ、３２
ｂは、それぞれダーリントン駆動トランジスタ３０ａｔ
３０ｂのベース・エミッタと逆並列関係に接続される。

ベース出力端子Ｂｌ、Ｂ２と、エミッタ端子Ｅ間に抵抗
３４ａｙ３４ｂを接続する。

抵抗３４ａｔ３４ｂは、主トランジスタのベース・エミ
ッタ並列抵抗である。

第２図は、第１図の動作を示す各部波形であり、Ｖｐは
パルス幅制御信号で、時間ち〜（期間Ｈレベルで、ち〜
ｔ２期間零レベルである。

ＶｐがＨレベルの時、トランジスタ１１．１４が導通し
、コレクタ抵抗１６ａ、１６ｂにより電流バランスをと
って、ダーリントン前段回路３Ａ、３Ｂに順ベース電流
が加えられる。

この時トランジスタ２２は、ダーリントントランジスタ
２６ａ、２６ｂのベース・エミッタ端子を負バイアス、
又は、零バイアスにしてターンオフさせ、逆ベース電流
は流れない。

時間ｔ。で信号Ｖｐが零電圧になると、トランジスタ１
１．１４はオフ状態で、ダーリントントランジスタ２６
ａ、２６ｂが導通して、出力ベース端子Ｂ□、Ｂ２より
ダイオード３２ａ、３２ｂおよびダイオード２７ａ、２
７ｂを介して、逆ベース電流を流す。

この時、ダイオード３２ａ。３２ｂと直列接続された低
抵抗３３ ａ、 ３３ ｂの両端には、逆ベース電流に
よる電圧降下が生じ、ダーリントントランジスタ３０ａ
、３０ｂのベース・エミッタに逆バイアス電圧を加え、
ターンオフタイムを早くする。

第２図ＶＢＥは、ベース出力端子Ｂ□、Ｂ２とエミッタ
端子Ｅとの電圧で、ｉＣｌは、ダーリントントランジス
タ３０ａのコレクタ電流である。

ダーリントン駆動トランジスタ３０ａｔ３ｏｂがターン
オフ瞬間、ベース・コレクタ領域の少数キャリヤがはき
出されストレージ期間ｔｓｔｇ中に大きなコレクタ電流
が流れる。

もし、ダイオード３２ａ、３２ｂと直列に抵抗を入れな
ければ、ストレージ期間ｔｓｔｇは非常に長くなり、主
トランジスタのストレージ期間よりも長くなると、ダー
リントン駆動トランジスタ３０ａ、３０ｂが破壊する恐
れがある。

低抵抗３３ａ、３３ｂの値を大きくすると、主トランジ
スタのターンオフタイムが長くなり、小さくしすぎると
、ダーリントン駆動トランジスタ３０ａ、３０ｂのター
ンオフタイムが長くなり、かつ、逆ベース電流駆動回路
の逆バイアストランジスタ２６ｂのコレクタ電流ピーク
電流が大きくなるので、逆バイアストランジスタのサー
ジ電流保護の役割を果たす。

この低抵抗３３ａ、３３ｂの抵抗値Ｒ８は、主トランジ
スタの逆ベース電流ＩＢ２との積が、ダーリントン駆動
トランジスタのＶＥＢＯを越えない範囲、すなわちｖＥ
ＢＯ〉■Ｂ２・Ｒｏにより最大値が決定され最小値は、
逆バイアストランジスタ２６ｂのコレクタピーク電流に
より制限される値となる。

通常１近辺となる。

以上述べた如く、本考案はダーリントン接続トランジス
タの順逆ベース電流駆動装置に関し、主トランジスタと
ダーリントン接続された駆動トランジスタのベース・エ
ミッタ間に逆並列関係に、低抵抗を直列接続したダイオ
ードを接続するもので、かつ、主トランジスタを並列接
続して、１つの逆バイアススイッチング素子により、２
個以上の主トランジスタを同時に逆バイアスし、ターン
オフタイムを早くするものである。

本考案によれば、主トランジスタとダーリントン駆動ト
ランジスタのターンオフタイムを早めることができ、か
つ１つの逆バイアススイッチング素子で同時に複数個の
主トランジスタを逆バイアスできる特徴がある。

また、１つの抵抗でダーリントントランジスタのベース
のエミッタ間に逆バイアス電圧を加えターンオフタイム
を早めると同時に、逆バイアススイッチング素子のコレ
クタサージ電流の制限抵抗を兼ねることができる。

逆バイアススイッチング素子が不導通の時には、コレク
タとダイオードオア接続されて順ベース電流駆動回路の
コレクタバランス抵抗は、完全に分離されておリダーリ
ントン前段回路への駆動電流の分担が均等になる特徴が
ある。

同様に主トランジスタの逆バイアス電流も低抵抗により
、均等化される特徴がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例におけるトランジスタ駆動装
置の回路図、第２図は第１図の各部波形図である。 １・・・・・・順ベース電流駆動回路、２・・・・・・
逆ベース電流駆動回路、３Ａ、３Ｂ・・・・・・ダーリ
ントン前段回路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 順ベース電流駆動回路と逆ベース電流駆動回路よりなる
   順逆ベース電流駆動回路、上記順逆ベース電流駆動回路
   により駆動される複数個のダーリントン前段回路よりな
   る主トランジスタの駆動回路において、前記順ベース電
   流駆動回路は１つの順ベース電流のスイッチング素子の
   出力端子に複数個のバランス抵抗を接続し、前記逆ベー
   ス電流駆動回路は１つの逆バイアススイッチング素子の
   出力端子にオア接続されたダイオードの共通接続点を接
   続し、前記複数個のバランス抵抗と前記オア接続された
   ダイオードの他端を直列関係に接続し、前記複数個のバ
   ランス抵抗とダイオードの相互接続点を前記複数個のダ
   ーリントン前段回路の駆動トランジスタのベース端子に
   接続すると共に前記駆動トランジスタのベース・エミッ
   タ端子間に逆並列関係にダイオードと抵抗の直列回路を
   接続してなるトランジスタ駆動装置。