JPS63117620A - 電流制限機能付き出力回路 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、電流制限機能付ぎの出力回路、特に低電圧
動作の可能な出力回路に関するものである。

〔従来の技術〕

第２図は従来の電流制限機能（＝１き出力回路の回路図
であり、図において、Ｑｌ、Ｑ２はトランジスタで、こ
れらは互いにカレントミラーを構成するように接続され
ている。上記の第１のトランジスタＱ　は抵抗Ｒ１と直
列に接続され、これらにより電源端子１、接地端子２間
に一定の起動電流１１を流ず起動回路３が構成されてい
る。また上記の第２のトランジスタＱ２の］レクタは第
３のトランジスタＱ３のベースに接続され、第２のトラ
ンジスタＱ２のエミッタおよび第３のトランジスタＱ３
のコレクタは電源端子１に接続されている。出力端子４
と接地端子２の間には第４のトランジスタＱ４が接続さ
れ、この第４のトランジスタＱ４と上記第３のトランジ
スタＱ３とはダーリントン接続されで、これらにより出
力ドライブ回路５が構成されている。すなわち、第３の
トランジスタＱ３のエミッタは電流検出抵抗Ｒ２を介し
て第４のトランジスタＱ４のベースに接続されている。

−ｈ１第２のトランジスタＱ２のコレクタと第４のトラ
ンジスタＱ４のベースとは電流制限トランジスタとして
作用する第５のトランジスタＱ５を介して接続されると
ともに、この第５のトランジスタＱ５のベースは第３の
トランジスタＱ３のエミッタに接続されて、この第５の
トランジスタＱ５と上記゛電流検出抵抗Ｒ２とにより出
力ドライブ回路５のドライブ電流を制限する電流制限回
路６が構成されている。

上記の出力回路において、電源端子１に電源電圧■　が
印加されると、第１のトランジスタＱ１Ｃ と抵抗Ｒ１で構成される起動回路３に一定の起動電流１
１が流れる。第１のトランジスタＱ１のベース・エミッ
タ電圧をＶ　　とすると、上記起動ＥＱ１ 電流］、は ［−ＭＶ　　　−Ｖ　　　　）／Ｒ・・・（１）Ｉ　　
　　　　　ＣＣＢＥＱＩ　　　　　　１となる。

また、第２のトランジスタＱ２は第１のトランジスタＱ
１とカレントミラーを構成しているので、この第２のト
ランジスタＱ２のコレクタ電流Ｉ２と上記起動電流■１
との関係は Ｉ２＃１１　　　　　　　　　　　　　・・・（２）と
なる。すなわら、第２のトランジスタＱ２のコレクタ電
流Ｉ２しほぼ一定に保たれる。このとき第５のトランジ
スタＱ５がオフの状態にあるとすると、上記コレクタ灘
流Ｉ２は第３のトランジスタＱ３のベースに流れる。こ
こで第３．第４のトランジスタＱ　　、Ｑ　　の増幅度
がほぼ等しくｈ［［であるとすると、第３のトランジス
タＱ３のコレクタ電流Ｉ　はＩ−ｈＦ、となり、また第
４のトランジスタＱ　のコレクタ電流はＩ　　−ｈ　　
　と４　　　　　　　　　２　　　ＦＥ なる。したがって、電流検出抵抗Ｒ２にはＩ２・ｈ、１
：の電流が流れることになり、第５のトランジスタＱ５
のベース・エミッタ電圧をＶＢ［Ｑ５とすると、このベ
ース・エミッタ電圧Ｖ　　と、上記］しＥＱ５ クタ電流Ｉ２との間には ｖ　　　−ｒ　　−Ｆｌ、Ｅ’　Ｒ２・（３１ＢＥＱ５
　　　２ の関係式が成り立つ。この（３）式を変換すると■２°
ｈＦＥ　”　ｖ８［Ｑ５／Ｒ２”’　（４）となる。こ
の（４）式から明らかなように、電流Ｉ２・ｈｌ［（−
Ｉ３）は第５のトランジスタＱ５のベース・エミッタ電
圧ＶＢｌ：Ｑ５に関係付けられる値Ｖ８［。５／Ｒ２を
上限として制限される。つまり第４のトランジスタＱ４
のベース電流は電流制限回路６によって制限を受け、ド
ライブ電流が許容値を越えて流れないように出力ドライ
ブ回路５の保護がはかられる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、上記構成の従来の電流υ１限機能付き出力回
路において、第４のトランジスタＱ４のべ、−ス・エミ
ッタ間電圧をＶ　　　第５のトランジＢＥＱ４’ スタＱ　のベース・エミッタ間電圧をＶ　　　第５　　
　　　　　　　　　　　　　８［’Ｑ５）３のトランジ
スタＱ３のベース・エミッタ間電圧をＶＢＥＱ３、第２
のトランジスタＱ２のコレクタ・エミッタ間電圧をＶ　
　とすると、上記した電流ＥＱ２ 制限回路６を動作させるために必要な最低の電源電圧Ｖ
ＣＣＨ［Ｎ　” Ｖ”　ＶＢＥＱ４＋ＶＢＥＱ５”　ＶＢＩＥＱ３″−”
　ＣＥＱ２ＣＣＨ［Ｎ ・・・（５） となる。通常、トランジスタのベース・エミッタ間電圧
は０．６Ｖ１コレクタ・エミッタ聞電圧は０．１ｖであ
るから、これらの値を上記の（５）式に代入すると、 ■　　　　　　　　＃　０　、　６−ト　０．　　６　
　・ト　０　、　６　・ト　０．　　　ＩＣ１４１Ｎ ＃１．９　（Ｖ） となり、おおよそ２■以ヒの電源電圧でないと電流制限
機能が働かず、これより低い電源電圧を備えたバッテリ
機器などへの使用が困難になるという問題点があった。

この発明は、このような問題点を解決するためになされ
たもので、素子数を増加しないで低電圧動作を可能とす
る電流制限機能付き出力回路を得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る電流制限機能付き出力回路は、カレント
ミラーを構成する第１．第２のトランジスタのうち第１
のトランジスタを含み一定の起動電流を流す起動回路と
、前記第２のトランジスタの通電量を制御信号としで受
けドライブ電流を流す出力ドライブ回路と、前記第１の
トランジスタと並列に接続され前記出力ドライブ回路の
通電間が所定値以上にとき導通して前記第２のトランジ
スタの通電間を減少させる電流制限トランジスタとを設
けたものである。

〔作用〕

この発明においては、出力ドライブ回路のドライブ電流
が所定値以上流れようとすると、電流制限トランジスタ
がオンしてこれと並列な第１のトランジスタのエミッタ
面積が増大したのと同等の効果を生じ、これによりカレ
ントミラーを構成する第２のトランジスタとのエミツタ
面積比が変化して該第２のトランジスタの通電量が減少
し、結果として出力ドライブ回路のドライブ電流が制限
を受ける。

（実施例） 第１図はこの発明の一実施例を示す回路図であり、従来
の出力回路でＮＰＮタイプであった電流制限トランジス
タとして作用する第５のトランジスタＱ５を起動回路３
を構成する第１のトランジスタＱ１と同様のＰＮＰタイ
プとしたこと、およびこの第５のトランジスタＱ５なら
びに電流検出抵抗Ｒ２の結線構成を変更したことを除い
て、その他の構成は第２図に示す従来の出力回路と同一
である。同図において、電流検出抵抗Ｒ２は、電源端子
１と第３のトランジスタＱ３のコレクタとの間に接続さ
れでいる。また電流制限トランジスタとして作用する第
５のトランジスタＱ５は、電源端子１と抵抗１（１との
間に、第１のトランジスタＱ１と並列に接続され、この
第５のトランジスタＱ５のベースは第３のトランジスタ
Ｑ３のコレクタに接続されている。これにより、第５の
トランジスタＱ５のベース・エミッタ間に電流検出抵抗
Ｒ２が介在し、この電流検出抵抗Ｒ２と第５のトランジ
スタＱ５とによって電流制限回路６が構成される。

次に上記実施例の動作を説明する。電源端子１に電源電
圧Ｖ。０が印加されたとき、起動回路３に流れる起動電
流１１は第２図に関して上述したように、（Ｖ　　−Ｖ
　　　）／Ｒ１となる。また第２ＣＣＢ［Ｑｌ のトランジスタＱ　の］レクタ雷流Ｉ２は起動型流１１
とほぼ等しい。このため第３．第４のトランジスタＱ３
．Ｑ４の増幅度がほぼ等しくｈ［［であるとすると、第
３のトランジスタＱ３のコレクタ電流Ｉ　はＩ−ｈ、、
となり、また第４のトランジスタＱ　のコレクタ電流は
Ｉ　　−ｈ　　　とな４　　　　　　　　　２　　「［ る。第３のトランジスタＱ３のコレクタ電流■３は電流
検出抵抗Ｒ２を流れるので、この電流検出抵抗ＲにはＩ
　−Ｒ２の電圧降下が生じる。いま、第３のトランジス
タＱ３のコレクタ電流Ｉ３が増大方向に変化して、電流
検出抵抗Ｒ２による電圧降下が第５のトランジスタＱ５
のベース・エミッタ電圧■ＢＥＱ５を越えたとすると、
第５のトランジスタＱ５はオンし、そのコレクタを電流
１４は起動回路１の抵抗Ｒ１に流れ込む。起動回路１の
起動電流１１は一定であるから、この起動電流１１の−
・部として流れ込んだ上記コレクタ電流Ｉ４に相当する
世だけ第１のトランジスタＱ１の一ルクタ電流が減少す
る。このＩ：め、第１のトランジスタＱ１とカレントミ
ラーを構成する第２のトランジスタＱ　のコレクタ電流
Ｉ２もほぼ同量減少する。言い換えれば第５のトランジ
スタＱ５のオンにより、これと並列な第１のトランジス
タＱ１のエミッタ面積が増大したのと同等の効果を生じ
、カレントミラーを構成する第２のトランジスタＱ２と
のエミツタ面積比が変化して、そのコレクタ電流Ｉ２の
減少を生じるのである。したかつで第３のトランジスタ
Ｑ３のベース電流は減少することになり、その結果、増
大方向に変化しつつあった第３のトランジスタＱ３のコ
レクタ電流Ｉ（＝Ｉ　　−ｈ、Ｅ＞は減少方向に引き戻
される。

第５のトランジスタＱ５は Ｉ３°Ｒ２””ＢＥＱ５　　　　　　　　　°−（６）
となった時点でオンするので、第４のトランジスタＱ４
のベース電流となる第３のトランジスタＱ３のコレクタ
電流Ｉ３は結局、 １　　＝Ｖ８Ｅｏ５／Ｒ２・（７） の値に制限され、ドライブ電流が許容値を越えて流れな
いように出力ドライブ回路５の保護がはかられる。

そして、この出力回路では、上記した電流制限回路６の
動作／不動作にかかわらず、最低動作電圧ＶＣＣＭＩＮ
　’よ ■ＣＣＨＩＮ−■Ｂ［Ｑ４＋ｖＢ［Ｑ３＋ＶＣ［Ｑ２　
　°°（８）となる。通常、トランジスタのベース・エ
ミッタ間電圧は０．６Ｖ、コレクタ・エミッタ間電圧は
０．１■であるから、これらの値を上記（８）式に代入
すると、 Ｖ　　　　＃０．６＋０．６＋０．１ ＣＨＴＮ ＃１．３　（Ｖ） となり、おおよそ１．３■以上の電源電圧により第１図
の電流制限機能付き出力回路を動作させることができる
。すなわち、この出力回路では、バッテリ機器などの低
い電源電圧の電源機器によっても動作が可能となる。

なお、上記実施例では出力ドライブ回路５をＮＰＮタイ
プの第３．第４のトランジスタＱ３．Ｑ４で構成してい
るが、これらのトランジスタＱ３゜Ｑ４を逆導電型とし
てもよく、また他の半導体素子を使用してもよい。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明したとおり、電流制限トランジスタ
をカレントミラーを構成する一方のトランジスタを並列
に接続して、他方のトランジスタの通ｆｆｆｆ１を上記
電流制限トランジスタのオンに応答して減少させ電流制
限動作を行なうようにしたので、電流制限動作時にも出
力回路の最低動作電圧が影響を受けることはなく、した
がって素子数を増加しないで低電圧動作が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す回路図、第２図は従
来の電流制限機能付き出力回路の回路図である。 図において、３は起動回路、５は出力ドライブ回路、Ｑ
ｌは第１のトランジスタ、Ｑ２は第２のトランジスタ、
Ｑ５は第５のトランジスタ（電流制限トランジスタ）で
ある。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）カレントミラーを構成する第１、第２のトランジ
   スタのうち第１のトランジスタを含み一定の起動電流を
   流す起動回路と、前記第２のトランジスタの通電量を制
   御信号として受けドライブ電流を流す出力ドライブ回路
   と、前記第１のトランジスタと並列に接続され前記出力
   ドライブ回路の通電量が所定値以上のとき導通して前記
   第２のトランジスタの通電量を減少させる電流制限トラ
   ンジスタとを備えた電流制限機能付き出力回路。
2. （２）前記第１のトランジスタおよび前記電流制限トラ
   ンジスタの一方電極は高電位側に接続されるとともに、
   それらの他方電極は第１の抵抗を介して低電位側に接続
   されかつ前記第１のトランジスタの制御電極に接続され
   、前記第２のトランジスタの一方電極は高電位側に、他
   方電極は前記出力ドライブ回路の制御入力に、また制御
   電極は前記第１のトランジスタの制御電極に接続され、
   前記出力ドライブ回路は第２の抵抗を介して高電位側に
   接続されてその制御入力に応じたドライブ電流を流し、
   前記電流制限トランジスタの制御電極は前記第２の抵抗
   と前記出力ドライブ回路との接続点に接続される、特許
   請求の範囲第１項記載の電流制限機能付き出力回路。