JPS6117617Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、略定電流特性を有して電流を流すこ
とが可能な定電流回路に関し、更に詳細には、電
源電圧が所定値以上に増加した時に電流値が減少
する傾向の定電流特性を有する回路に関する。

例えば、従来のSEPP回路（シングル・エンデ
ツド・プツシプル回路）に於ける入力段の差動増
幅器に定電流を流し、且つ電圧増幅段のトランジ
スタに定電流を流すための定電流回路は、第１図
に示す如く、一対のトランジスタQ₁，Q₂のエミ
ツタを夫々の抵抗R₁，R₂を介して接続し、夫々
のベースを抵抗R₃を介して電源端子Vccに接続
し、トランジスタQ₁によつて差動増幅器に第１
の定電流I₁を流し、トランジスタQ₂によつて電圧
増幅回路に第２の定電流I₂を流すように構成され
ていた。これにより、電源電圧Vccが変化して
も、第２図に示す如く略定電流を流すことが可能
であるが、電源電圧が増加するに従つてダイオー
ドD₁の電圧が若干増加し、電流I₁及びI₂が徐々に
増大するこの結果、SEPP回路に於ける無信号時
電流即ちアイドリング電流が増大し、出力段のパ
ワートランジスタの熱暴走の恐れがあつた。

定電流特性を良くするために、第３図に示す抵
抗R₃とR₄との分圧点にツエナーダイオードZDを
接続する方式もあるが、この方式で例え定電流特
性を良くしても、電源電圧の上昇による熱暴走を
完全に防ぐことは出来ない。何故ならば、SEPP
回路で電流I₂がほぼ一定であつても、電源電圧の
増加に依つてコンプリメンタリ段及び出力段にお
けるトランジスタの増幅率ｈ_FEが若干増加し、し
かも無信号時電力損失（アイドリング電流×電源
電圧）も増加してトランジスタの温度が上り、ベ
ース・エミツタ間電圧が低下し、アイドリング電
流が増加し、熱暴走の恐れが生じる。

そこで、本考案の目的は、電源電圧が所定値以
上に増加すると電流が減少する傾向の定電流特性
を有する定電流回路を提供することにある。

上記目的を達成するための本考案は、そのコレ
クタが定電流を流すための第１の負荷回路を介し
て一方の直流電源線に接続され、そのエミツタが
第１の抵抗と第２の抵抗とを介して他方の直流電
源線に接続された第１のトランジスタと、そのコ
レクタが電源電圧の所定値以上の増加とは逆に減
少する電流を要求する第２の負荷回路を介して前
記一方の直流電源線に接続され、そのエミツタが
第３の抵抗を介して前記他方の直流電源線に接続
された第２のトランジスタと、そのコレクタが第
４の抵抗と第５の抵抗とを介して前記一方の直流
電源線に接続され、そのエミツタが前記他方の直
流電源線に接続され、そのベースが前記第１の抵
抗と前記第２の抵抗との間の分圧点に接続された
第３のトランジスタとを具備し、更に前記第１の
トランジスタのベースが前記第４の抵抗と前記第
５の抵抗との間の分圧点に接続され、前記第２の
トランジスタのベースが前記第５の抵抗と前記第
３のトランジスタとの間の分圧点に接続されてい
ることを特徴とする定電流回路に係わるものであ
る。

尚本願に於ける定電流回路は、完全な定電流特
性を有する回路のみならず、定電流特性に近い特
性を有して電流を流すことが出来る回路も意味し
ている。即ち、電源電圧の増大によつて電流が僅
かに減少するような回路も定電流回路と呼ぶこと
にする。

上記本考案によれば、第３のトランジスタ及び
第５の抵抗を設けて第１及び第２のトランジスタ
を制御するため、第２のトランジスタのコレクタ
電流は、電源電圧の増加とは逆に徐々に減少す
る。従つて、簡単な回路構成で熱暴走を起す恐れ
がない回路を提供することが出来る。

以下、図面を参照して本考案の実施例について
述べる。

第４図は本考案に係わる定電流回路を示すもの
である。この定電流回路では、正の直流電源電圧
＋Vccを供給給する一方の直流電源線１と、接地
された他方の直流電源線２とが設けられ、第１の
トランジスタQ₁のコレクタと一方の直流電源線
１との間に定電流を流すための第１の負荷回路
L₁が接続され、また第１のトランジスタQ₁のエ
ミツタと他方の直流電源線２との間に第１の抵抗
R₁と第２の抵抗R₂とが接続されている。

第２のトランジスタQ₂のコレクタと一方の直
流電源線１との間には、所定値以上の電源電圧の
増加とは逆に減少する電流を要求する第２の負荷
回路L₂が接続され、この第２のトランジスタQ₂
のエミツタと他方の直流電源線２との間に第３の
抵抗R₃が接続されている。第３のトランジスタ
Q₃のコレクタは、第４の抵抗R₄と第５の抵抗R₅
とを介して一方の直流電源線１に接続され、第４
の抵抗R₄と第５の抵抗R₅との分圧点Ａに第１の
トランジスタQ₁のベースが接続されている。こ
の第３のトランジスタQ₃のエミツタは他方の直
流電源線２に接続され、そのベースは第１の抵抗
R₁と第２の抵抗R₂との分圧点Ｂに接続されてい
る。そして、第２のトランジスタQ₂のベース
は、第３のトランジスタQ₃と第５の抵抗R₅との
間の分圧点Ｃに接続されている。尚この原理図で
は第２のトランジスタQ₂のベースが分圧点Ｃに
直接に接続されているが、勿論後述の具体例のよ
うにベース電流制限抵抗を接続してもよい。

この定電流回路で、第１のトランジスタQ₁の
コレクタ電流をI₁、第２のトランジスタQ₂コレク
タ電流をI₂、第１，第２、及び第３のトランジス
タQ₁，Q₂，Q₃のベース・エミツタ間電圧をＶ_BE
1、Ｖ_BE2、Ｖ_BE3、各トランジスタQ₁，Q₂，Q₃の
ベースと接地との間の電位をＶ_B1、Ｖ_B2、Ｖ_B3、
電源電圧を＋Vccとして、この回路の動作を次に
説明する。第１のトランジスタQ₁のエミツタ電
流はコレクタ電流と略等しいから、I₁R₂＝Ｖ_BE3
が成立し、これから、I₁＝Ｖ_ＢＥ３／Ｒ_２が得られる。
即 ち、Ｖ_BE3及びR₂は略一定であるから、電流I₁は
定電流特性を有して流れる。尚この電流I₁の値
は、電源電圧Vccが増加すると、I₃が増加するた
め、Ｖ_BE3が徴増し、これに伴なつて多少増加す
る。

第１のトランジスタQ₁のベース電位Ｖ_B1は、
Ｖ_B1＝（R₁＋R₂）I₁＋Ｖ_BE1で表わされ、I₁が略一
定であるからＶ_B1も電源電圧の増加に伴ない若干
増加するが、略一定となる。

第２のトランジスタQ₂のコレクタ電流I₂は、R₅
＝０であれば、第１のトランジスタQ₁と同様に
電源電圧の増加によつて増加の傾向を示す定電流
特性を有して流れる。しかし、第５図の抵抗R₅
を有限の値を有した抵抗とすれば、次式が近似的
に成立する。

Ｖ_B2＝I₂R₃＋Ｖ_BE2 Ｖ_B1＝Ｖ_B2＋I₃R₅ I₃R₅＋Ｖ_B1−Ｖ_B2 そして、この３式から次式が得られる。

I₂＝１／Ｒ_３〔Ｖ_B1−Ｖ_BE2−R₅Ｖｃｃ−Ｖ_ＢＥ３／
Ｒ_５＋Ｒ_４〕 このI₂を示す式に於いて、Ｖ_B1、Ｖ_BE2、Ｖ_BE3
は電源電圧の増加に対して若干は増加するが、略
一定であるので、R₅とR₄とを適当に選ぶことに
よつて電源電圧Vccの増加に対して電流I₂の値を
減少させることが出来る。

第５図は第４図の回路に於ける電源電圧Vccと
電流I₁，I₂，I₃との関係を示すものであり、第１
のトランジスタQ₁のコレクタ電流I₁は多少増加の
傾向を有して略一定に保たれている。第２のトラ
ンジスタQ₂のコレクタ電流I₂はR₅＝０の時には点
線で示すように多少増加するが、R₅を例えば100
Ωとすれば、実線で示すように減少の傾向とな
る。第３のトランジスタQ₃のコレクタ電流I₃は電
源電圧Vccに比例して増大する。

第４図の回路は上述の如く動作するので、電源
電圧Vccの増加によつて第２の負荷回路L₂が電流
が増加するような状態となつても、第２のトラン
ジスタQ₂の回路が電流を減少させるような動作
となるので、電流の増大を制限し、例えば熱暴走
を防止することが出来る。

第６図は第４図の回路が具体的に適用されてい
るSEPP回路を示すものである。この第６図に於
いて、第４図と共通する部分には同一の符号を付
してその説明を省略する。定電流回路部分は、第
２のトランジスタQ₂のベースと第３のトランジ
スタQ₃のコレクタとの間に第６の抵抗R₆を接続
した点を除いて、第４図の回路と同一である。第
１の負荷回路L₁は、第４及び第５のトランジス
タQ₄、及びQ₅と負荷抵抗R₇とから成る差動増幅
回路で形成され、第４のトランジスタQ₄のベー
スと接地との間にはコンデンサ３を介して信号源
４が結合されている。第２の負荷回路L₂は抵抗
R₃と第６のトランジスタQ₆とダイオードD₁とか
ら成る電圧増幅回路であり、この回路のトランジ
スタQ₆のベースは前段のトランジスタQ₄のコレ
クタに接続されている。

第６のトランジスタQ₆のエミツタはコンプリ
メンタリ段の第７のトランジスタQ₇のベースに
接続され、コンプリメンタリ段の第８のトランジ
スタQ₈のベースは第２のトランジスタQ₂のコレ
クタに接続されている。この第７のトランジスタ
Q₇のエミツタは抵抗R₉を介して中点５に接続さ
れていると共に出力段の第９のトランジスタQ₉
のベースに接続され、また第８のトランジスタ
Q₈のエミツタは抵抗R₁₀を介して中点５に接続さ
れ、コレクタは抵抗R₁₁を介して負の電源ライン
２ａに接続されていると共に出力段の第10のトラ
ンジスタQ₁₀のベースに接続されている。出力段
の第９のトランジスタQ₉は一方の直流電源線１
と出力ライン６との間に抵抗R₁₂を介して接続さ
れ、第10のトランジスタQ₁₀は出力ライン６の負
の電圧−Ｖ_DDを印加するための他方の電源ライン
２ａとの間に抵抗R₁₃を介して接続されている。
尚負荷７は出力ライン６と接地との間に接続され
ている。また定電流回路の他方の直流電源線２は
抵抗R₁₄を介して負の電源ライン２ａに接続され
ている。

この回路に於いて、R₁＝300Ω、R₂＝680Ω、
R₃＝200Ω、R₄＝39kΩ、R₆＝2.4kΩとし、R₅は
０，50，110，150，200，250オームから選択され
た値として、電源電圧Vccの変化に対する電流I₂
の変化を求めると、第８図となる。この第８図か
ら明らかなように、R₅＝０では、略定源流に保
たれるが、電源電圧Vccの増加に伴なつてI₂が
徐々に増加する。従つて第５の抵抗R₅を設けな
ければ、例え定電流特性が良くても、前述したよ
うに、コンプリメンタリ段のトランジスタQ₇、
Q₈、及び出力段のトランジスタQ₉，Q₁₀の増幅率
ｈ_FEが電源電圧の増加に依つて増加し、アイドリ
ング電流Idが増加し、熱暴走を起す。これに対し
て、第５の抵抗R₅を設けると電源電圧Vccの増加
に従つて電流I₂が減少する傾向を有した定電流特
性となるので、電源電圧Vccの増加でトランジス
タQ₇，Q₈，Q₉，Q₁₀の増幅率ｈ_FEが増加してアイ
ドリング電流が増大しようとしても、これを打ち
消すように電流I₂が変化するので、熱暴走を起す
恐れがない。即ちトランジスタQ₂を含む定電流
回路が電源電圧の増加で電流が減少する能動負荷
として働き、第７図に示す如く電源電圧Vccが増
加してもアイドリング電流Idがある点から減少
し、暴走しない。

更に詳しく述べると、第６図に於いて、電流I₂
が一定であれば、ダイオードD₁の順方向電圧が
一定となり、この電圧はトランジスタQ₇，Q₈，
Q₉，のベース・エミツタ間電圧の合計とほぼ等
しいから、トランジスタQ₇，Q₈には一定のコレ
クタ電流が流れ、これによつて出力段のトランジ
スタQ₉，Q₁₀のベース・エミツタ間の電位もほぼ
一定となり、結局出力段のアイドリング電流Idも
ほぼ一定となる。しかし、第６図の回路では第５
の抵抗R₅が設けられているので、トランジスタ
Q₂を含む定電流回路が能動負荷として働き、電
源電圧の増加とは逆に電流I₂が減少し、アイドリ
ング電流も減少する。

以上、本考案の実施例について述べたが、本考
案は上述の実施例に限定されるものではなく、更
に変形可能なものである。例えば、第６図のダイ
オードD₁の代りに第９図に示すトランジスタ１
０と抵抗１１，１２とから成るカレントミラー回
路を接続してもよい。また差動増幅器のトランジ
スタQ₄，Q₅のコレクタと電源との間にカレント
ミラー回路を接続しても差支えない。又、第６図
に示すSEPP回路以外にも勿論適用可能である。
また、第１の負荷回路L₁を単なる抵抗回路とし
てもよい。また必要に応じて各部に電流制限抵抗
等を付加しても差支えない。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の定電流回路を示す回路図、第２
図は第１図の回路に於ける電源電圧と電流との関
係とを示す特性図、第３図は従来の例の定電流回
路を示す回路図、第４図は本考案の実施例に係わ
る定電流回路を示す回路図、第５図は第４図の回
路に於ける電源電圧の変化と電流の変化を示す特
性図、第６図は本考案の具体的実施例に係わる
SEPP回路を示す回路図、第７図は第６図の回路
での電源電圧とアイドリング電流との関係を示す
特性図、第８図は第６図の回路で第５図の抵抗の
値を変えた場合の電源電圧と電流の関係を示す特
性図である。第９図は変形例のカレントミラー回
路を示す回路図である。 尚図面に用いられている符号に於いて、１は一
方の直流電源線、２は他方の直流電源線、Q₁は
第１のトランジスタ、Q₂は第２のトランジス
タ、Q₃は第３のトランジスタ、L₁は第１の負荷
回路、L₂は第２の負荷回路、R₁は第１の抵抗、
R₂は第２の抵抗R₃は第３の抵抗、R₄は第４の抵
抗、R₅は第５の抵抗である。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) そのコレクタが定電流を流すための第１の負
   荷回路を介して一方の直流電源線に接続され、
   そのエミツタが第１の抵抗と第２の抵抗とを介
   して他方の直流電源線に接続された第１のトラ
   ンジスタと、 そのコレクタが電源電圧の所定値以上の増加
   とは逆に減少する電流を要求する第２の負荷回
   路を介して前記一方の直流電源線に接続され、
   そのエミツタが第３の抵抗を介して前記他方の
   直流電源線に接続された第２のトランジスタ
   と、 そのコレクタが第４の抵抗と第５の抵抗とを
   介して前記一方の直流電源線に接続され、その
   エミツタが前方他方の直流電源線に接続され、
   そのベースが前記第１の抵抗と前記第２の抵抗
   との間の分圧点に接続された第３のトランジス
   タと、を具備し、更に前記第１のトランジスタ
   のベースが前記第４の抵抗と前記第５の抵抗と
   の間の分圧点に接続され、前記第２のトランジ
   スタのベースが前記第５の抵抗と前記第３のト
   ランジスタとの間の分圧点に接続されているこ
   とを特徴とする定電流回路。 (2) 前記第１の負荷回路は、シングル・エンデツ
   ド・プツシプル回路に於ける差動増幅回路であ
   り、前記第２の負荷回路は前記差動増幅回路に
   結合された電圧増幅回路である実用新案登録請
   求の範囲第１項記載の定電流回路。