JPS6261423A - アナログスイツチ回路 - Google Patents

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］ 本発明は、大振幅の交流信号、直流信号もしくは直流が
重畳された交流信号をオンオフするアナログスイッチ回
路に関する。

［発明の技術的背景とその問題点］ 従来交流信号もしくは直流信号をオンオフするアナログ
スイッチ回路にはＦＥＴ素子、トランジスタ素子を使用
したものがあるが、これらの素子のオンオフ制御電圧は
アナログスイッチ回路を通過するアナログ波形の振幅に
依存するため、それ以上の電圧が必要とされるという難
点があった。

また小電圧のオンオフ制御が可能な素子として、ＳＣＲ
（サイリスタ）があるが、これは直流のオフ制御ができ
ず、また直流のオンオフ制御が可能なＧＴＯ素子は、オ
フ制御に比較的大電力が必要とされる。

このように従来のアナログスイッチ回路では小電力で直
流および交流のオンオフ制御をすることができないとい
う問題があった。

［発明の目的］ 本発明は上記の事情に対処してなされたもので、小電圧
で直流信号および交流信号のオンオフ制御が可能なアナ
ログスイッチ回路を提供するものである。

［発明の概要］ 本発明は、ＰＮＰトランジスタとＮＰＮトランジスタの
各コレクターとベースを相互接続して５ＣＲｉ能をもた
せたアナログスイッチ回路において、前記ＰＮＰトラン
ジスタのベースとエミッターにそれぞれコレクターとエ
ミッターを、またベースに前記アナログスイッチ回路を
オフトリガするため一定電流のパルスを加える定電流源
を接続した第２のＰＮＰトランジスタと、前記ＮＰＮト
ランジスタのベースとエミッターにそれぞれコレクター
とエミッターを、またベースにこのアナログスイッチ回
路をオフトリガするため一定電流のパルスを加える定電
流源を接続した第２のＮＰＮトランジスタと、前記ＰＮ
Ｐトランジスタのコレクターに接続され、このアナログ
スイッチ回路をオントリガするための一定電流のパルス
を加える定電流源と、前記ＮＰＮトランジスタのコレク
ターに接続されこのアナログスイッチ回路をオントリガ
する一定電流のパルスを加える定電流源と、前記各定電
流源を駆動するパルスを発生させるパルス送出タイミン
グ制御部とを設けることにより、小電圧で直流信号およ
び交流信号のオンオフ制御を可能としたものである。

［発明の実施例］ 以下、本発明を図面を参照しながら詳細に説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す図である。

このアナログスイッチ回路は、コレクターとベースを相
互接続したＰＮＰトランジスタＴＲ１およびＮＰＮトラ
ンジスタＴＲ２と、同じくコレクターとベースを相互接
続したＰＮＰトランジスタＴＲ５およびＮＰＮトランジ
スタＴＲ６と、このＰＮＰトランジスタＴＲＩ、ＴＲ５
のベースとエミッターにそれぞれコレクター、エミッタ
ーを、またベースにこのアナログスイッチ回路をオフト
リガするため一定電流のパルスを加える定電流源Ｉ２を
接続したＰＮＰトランジスタＴＲ４、ＴＲ８と、ＮＰＮ
トランジスタＴＲ２、ＴＲ６のベース、エミッターにそ
れぞれコレクター、エミッターを、またベースにこのア
ナログスイッチ回路をオフトリガするため一定電流のパ
ルスを加える定電流源１１を接続したＮＰＮトランジス
タＴＲ３、ＴＲ８と、前記ＰＮＰトランジスタＴＲＩの
コレクターに接続されこのアナログスイッチ回路をオン
トリガするため一定電流のパルスを加える定電流源■４
と、ＮＰＮトランジスタＴＲ２、ＴＲ６のコレクターに
接続されこのアナログスイッチ回路をオントリガする一
定電流のパルスを加える定電流源■３と、外部よりのオ
ンオフ制御信号によりこれら各定電流源を駆動するパル
スを発生ざじるパルス送出タイミング制御部４とから構
成されている。

なおコンデンサーＣ１〜Ｃ４と抵抗Ｒ１〜Ｒ４は、誤動
作を防止する目的で使用されており、端子１．２に急激
なパルス状電圧が印加され、これがトリガとなってアナ
ログスイッチ回路がオン状態となるのを防止する。

またダイオードＤ１〜０１０は電流の方向を決めるもの
で各トランジスタに逆電圧が加わることを防止している
。

このアナログスイッチ回路は、端子１．２間の信号パス
を端子３のコントロール端子によりオンオフする。この
とき端子１．２間の信号パスは、２→１方向の電流はＰ
ＮＰトランジスタＴＲ５、ＮＰＮトランジスタＴＲ６、
ダイオードＤ２を流れ、１→２方向の電流はＰＮＰトラ
ンジスタＴＲ１、ＮＰＮトランジスタＴＲ２、ダイオー
ドＤ１を通過する。

さらにこのＰＮＰトランジスタＴＲ５、ＮＰＮトランジ
スタＴＲ６の組合せ、およびＰＮＰトランジスタＴＲ１
、ＮＰＮトランジスタＴＲ２の組合せは、オン状態を自
己保持できるＳＣＲ構造を持つ回路であり、これらの回
路をオフトリガするトランジスタがＮＰＮトランジスタ
ＴＲ３およびＰＮＰトランジスタＴＲ４と、ＮＰＮトラ
ンジスタ丁Ｒ７およびＰＮＰトランジスタＴＲ８である
。

これらのトランジスタを一瞬オンさせると、自己保持状
態が解除されアナログスイッチ回路はオフ状態となる。

また定電流源１１、Ｉ２はＮＰＮトランジスタＴＲ３、
ＰＮＰトランジスタＴＲ４およびＮＰＮトランジスタＴ
Ｒ７、ＰＮＰトランジスタＴＲ８のベース電流に各トラ
ンジスタのエミッター電位に関係なく一定パルス電流を
供給し、定電流源Ｉ３、Ｉ４はＰＮＰトランジスタＴＲ
１、ＮＰＮトランジスタＴＲ２、ＰＮＰトランジスタＴ
Ｒ５、ＮＰＮトランジスタＴＲ６のベース電流に各トラ
ンジスタのエミッター電圧に関係なく一定パルス電流を
供給する。

さらにパルス送出タイミング制御部４は、端子３にオン
信号が印加されると、一定時間定電流源Ｉ３、Ｉ４を駆
動する信号を送出し、またオフ信号が印加されると一定
時間定電流源１１、Ｉ２を駆動する信号を送出する。そ
のため端子１．２の電圧条件に関係なく、確実に小電力
でオンオフ制御ができるアナログスイッチ回路が構成で
きる。

第２図はこのアナログスイッチ回路の機能を説明する図
である。

このアナログスイッチ回路は、起電力Ｅｏ、インピーダ
ンスＺｏで等価的に表わせる回路網と、起電力Ｅ＋、イ
ンピーダンスＺ１で等価的に表わせる回路網との間の接
続を制御するもので、このアナログスイッチ回路を駆動
する定電流源、パルス送出タイミング制御部等を動作さ
けるために供給される電圧をＶｃｃｌＶＥＥとすれば、
起電力Ｅ）、Ｅｏがこれら供給電圧より大きい振幅を持
つ場合であってもオンオフ制御信号が端子３に印加され
た瞬間にオンオフ動作を行うことができる。

このオンオフ制御動作を第３図を用いて説明する。

なお説明を簡単にするためアナログスイッチ回路の電流
の方向は端子１→端子２方向であると仮定し、またＶＦ
はダイオードのアノード、カソード間、トランジスタの
ベース、エミッター間の順方向の電圧降下を示すもので
ある。

第３図（ａ＞はこのアナログスイッチ回路がオフ−オン
動作をする場合を示している。まず起電力Ｅ１が電圧Ｖ
ＥＥ＋２ＶＦより高い場合（区間１）には、定電流源Ｉ
３によりＰＮＰトランジスタＴＲ１のベース電圧が降下
され、ＳＣＲ構造ＴＲＩ、ＴＲ２に電流が流れ、このア
ナログスイッチ回路をオンにすることができる。

また起電力ＥＯが電圧ＶＣＣ−３ＶＦより低い場合（区
間２）には、定電流源Ｉ４によりＮＰＮトランジスタＴ
Ｒ２のベース電圧が上昇し、ＳＣＲ構造ＴＲ１、ＴＲ２
に電流が流れ、このアナログスイッチ回路をオンとする
ことができる。

このようにこのアナログスイッチ回路は起電力Ｅｏ、Ｅ
＋と供給電圧Ｖｃｃ、　ＶＥＥとの大小に関係なくオン
トリガできる。

また第３図（Ｂ）はこのアナログスイッチ回路がオン−
オフ動作する場合を示している。まず起電力Ｅｏが電圧
Ｖｃｃ−３ＶＦより低い場合（区間１）には、定電流源
■１によりＮＰＮＩ−ランジスタＴＲ３のベース電圧が
上昇し、ＮＰＮトランジスタＴＲ３がオンされ、ＳＣＲ
構造ＴＲ１、ＴＲ４の自己保持状態が解除されこのアナ
ログスイッチ回路をオフすることができる。

また起電力Ｅ１が電圧ＶＥＥ＋２ＶＦより高い場合（区
間２）には、定電流源■２によりＰＮＰトランジスタＴ
Ｒ４のベース電圧が降下し、ＰＮＰトランジスタＴＲ４
がオンされ、ＳＣＲ構造ＴＲ１、ＴＲ２の自己保持状態
が解除され、このアナログスイッチ回路をオフすること
ができる。

このようにこのアナログスイッチ回路が起電力ＥＯ１Ｅ
１と供給電圧Ｖｃｃ、　ＶＥＥとの大小とは関係なくオ
フトリガできる。

なおこの実施例では、オントリガ時に定電流源Ｉ３、Ｉ
４の電流がスイッチ信号側に流入するが、これはアナロ
グスイッチ回路の通過電流に比べ小ざく無視できると考
えられる。

ざらにこの実施例は、その要部がトランジスタ、ダイオ
ードで構成されているため、ＬＳＩ化が容易であり、し
たがって従来のリレー等に比べ、小型化、低コスト化を
実現できる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明のアナログスイッチ回路に
よれば、小電圧の制御信号で大振幅の交流信号や、直流
が重畳した交流信号をオンオフ制御することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す回路図、第２図は同実
施例の機能を説明する図、第３図は同実施例のオンオフ
制御動作を説明する図である。 ＴＲ１、ＴＲ４、ＴＲ５、ＴＲ８ ・・・・・・・・・ＰＮＰトランジスタＴＲ２、ＴＲ３
、ＴＲ６、ＴＲ７ ・・・・・・・・・ＮＰＮトランジスタ１１、Ｉ２、Ｉ
３、Ｉ４・・・・・・・・・定電流源第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ＰＮＰトランジスタとＮＰＮトランジスタの各コ
   レクターとベースを相互接続してＳＣＲ機能をもたせた
   アナログスイッチ回路において、前記ＰＮＰトランジス
   タのベースとエミッターにそれぞれコレクターとエミッ
   ターを、またベースに前記アナログスイッチ回路をオフ
   トリガするため一定電流のパルスを加える定電流源を接
   続した第２のＰＮＰトランジスタと、前記ＮＰＮトラン
   ジスタのベースとエミッターにそれぞれコレクターとエ
   ミッターを、またベースにこのアナログスイッチ回路を
   オフトリガするため一定電流のパルスを加える定電流源
   を接続した第２のＮＰＮトランジスタと、前記ＰＮＰト
   ランジスタのコレクターに接続され、このアナログスイ
   ッチ回路をオントリガするための一定電流のパルスを加
   える定電流源と、前記ＮＰＮトランジスタのコレクター
   に接続されこのアナログスイッチ回路をオントリガする
   一定電流のパルスを加える定電流源と、前記各定電流源
   を駆動するパルスを発生させるパルス送出タイミング制
   御部とからなるアナログスイッチ回路。