JPS63257326A - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、スイッチ回路に係シ、特に他の回路との接続
に好適なスイッチ回路に関する。

〔従来の技術〕

アナログ１８号を自由にオン・オフできるスイッチ回路
として、「アナログスイッチ回路の使い方Ｊ鈴木茂昭著
、ＣＱ出版、　　１９８０．（Ｐ２７）に記載のような
ブリッジ構成のダイオード・スイッチが知られている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術はスイッチング速度が高速であシ、かつ、
スイッチがオン状態時忙残留している抵抗（オン抵抗；
Ｒａｍ）が小さいので広く使われている。しかし、本ス
イッチ回路では、７ノードを結合したダイオード側よシ
流入する電ａ（流入ｔ＃、）と、カソードｔ−結合した
ダイオード側よシ流出する電流（流出電流）を等しく調
整する必要がある。

これは両者の電流のアンバランスによる差電流がスイッ
チ回路の入出力端よシ流出、あるいは流入し、外部接続
回路に影響を及ぼすためである。

さらに、スイッチ・オン状態での人力インピーダンスも
低いので、本スイッチ回路前段の回路では、出力インピ
ーダンスを下げておくか、または両者の間にバッファ回
路を設けておく必要があった。

本発明の目的は、回路規模を変えずに、流入。

流出電流のアンバランスを回路内で吸収させ、かつ他の
回路との接続が容易なスイッチ回路を提供することにあ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、ベースに入力信号が入力され、コレクタ忙
定電圧源が接続され、エミッタに第１の定電流源が接続
されたトランジスタと、前記トランジスタのエミッタに
一端を接続された第１．纂２の直列接続ダイオードと、
前記直列接続の第１゜第２ダイオードの他端に接続され
た第２の定電流源と、前記トランジスタのエミッタに一
端を接続され、他端に第１の制＃電圧が印加される第６
のダイオードと、第２の定電流源と第２のダイオードと
の接続部に一端が接続され、他端に第２の制御電圧が印
加される第４のダイオードを設け、第１、第２のダイオ
ードの接続部から出力ヲ得ることで達成される。

〔作用〕

スイッチオンとする時忙は、前記第３．第４のダイオー
ドが逆バイアスとなるよう■１の制御電圧か高電位に、
第２の制御電圧が低電位に設定される。この結果、直列
接続され酊１．絹２のダイオードに第２の定１１Ｅｆｉ
源の電流が流れる。一方、前記トランジスタのコレクタ
には、第１の定電流源の電流と第２の定電＃、源の差の
電流が流れるＯ この状態では前記トランジスタ、および第１゜第２のダ
イオードにバイアス電流が流れるのでトランジスタのベ
ースに入力し比信号は、出力である第１．第２のダイオ
ードの接続部に忠実に伝わシ、スイッチ・オンとなる。

一方スイッチをオフにする時には、第１の制御電圧が低
電位に、第２の制御電圧が高電位に設定され、第３のダ
イオードに第１の電流源の゛電流が流れ、第４のダイオ
ードに第２の電流源の電流が流れる。この状態では第１
、第２のダイオードが逆バイアス状態であることから第
１．第２のダイオードの接続部には、入力信号が伝わら
ずスイッチ・オフとなる。

次に、先に述べた流入、ｆＬ出’ＩＩ流のアンバランス
を回路内で吸収させる作用について説明する。

スイッチ・オンの状態で、トランジスタおよび第１、第
２のダイオードに４流が流れるが、先に述べたように、
トランジスタのコレクタには、第１、第２の定゛１ａ源
の電流の差の電流が流れる。

よって第１．第２の定電流源の″電流のアンバランスは
、トランジスタのコレクタ電流の増減によって吸収され
る。このコレクタ電流の変化は、入力端であるトランジ
スタのベース電流においておよそ１／／（β：電流増幅
率）倍に低減するものであシ、外部回路への影響はない
。

ま次入力は、トランジスタのベース入力であるので、ス
イッチ・オンの時でも入力インピーダンスは高くなる。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例を示したものである。

同図において、１は入力端子、２は出力端子、３は電源
端子、４，５はスイッチ・ドライブ端子、６は’ｋｌ　
ａ　Ｉｏ’ｊｔ　Ｒす定電流源、７は′Ｈｔ流Ｌｔ”流
す定電流源、島、几、Ｄ３．桟はダイオードを示す。

なお、電源端子３には正電圧を印加しておく。

まず、本（２）路のスイッチ動作を第２図および第３図
を用いてｆ５ｉ！明する。

第２図、第３図の回路構成は第１図とまったく同じであ
シ、同一要素のものに同一の符号がつけである。

第２歯はスイッチ・オン状態を表す。ダイオードＤ！、
Ｄ４が逆バイアス状態になるようスイッチ・ドライブ端
子４に印加する電位φ、は電源端子３と同電位とし、ス
イッチ・ドライブ端子５に印加する電位φ、は０とする
。

このとき、ダイオードＤ８．　Ｄ、は逆バイアス状態で
あるから、厘電流源７の電流工、はダイオードＤ１＋八
を流れ、定を流源６に流れ込む。一方、トランジスタ姑
のコレクタ電流■、は、トランジスタＱ＋のエミツタが
定’ＭＬ　ａ　ｍ（６と接続していることから、定電流
源の電流Ｉ、　、　Ｉ、を用いて次式で表される。

Ｉ！＝ＩＯＩＩ　　　　　　　　　　　　　　ｆ３１今
、Ｉ、　＝Ｉ、／２の関係に定’ＫｔｆＬ源６．７を設
定しておく。この時トランジスタｑと、直列接続ダイオ
ードＤ＋　、Ｄ＊には等しいバイアス電流■。／２が流
れ、本回路はオン状態となる。また、出力端子２の出力
電圧Ｖ。は、次式で表される。

Ｖｏ　−Ｖｉ　＋　ＶＤ、　−ＶＢＩ　　　　　　　　
　　　　（４１ここでＶｌは入力端子１に印加した重圧
を表し、ＶＤ、は、ダイオードへの順方向降下電圧を表
し、■北は、トランジスタｑのベース・エミッタ間の降
下寛ａＥｔ−表す。ＶＤ、＝　ＶＢＩとなるように設計
することは容易である。従って出力端子２には、入力端
子１の電圧が忠実に出力される。

次にスイッチ・オフの状態ｆ！−第３囚を用いて説明す
る。

８ｇ２図のスイッチ・オンの場合とは逆に、スイッチ・
ドライブ端子４に印加する電位φ１を０とし、スイッチ
・ドライブ端子５に印加する電位φ２（ｉ−電源端子３
と同電位にする。

このとき、ダイオードＤ、には定を流源７の電流■１か
流れ、ダイオードＤ４には定電流源６の電流ＩＯが流れ
る。

よって、トランジスタＱ、のコレクタ１１Ｌ流はＯとな
り、入力端子１に印加される０５号は出力端子２には伝
わらない。また、ダイオードＤ＋　、烏も逆バイアス状
態であることから、出力端子２には電源端子５、スイッ
チ・ドライブ端子４．５における電圧変動の影響も現れ
ない。すなわち、スイッチングの状態となる。

以上本回路のスイッチ動作について説明した。

このように飢１図の回路ではトランジスタのコレクタを
流れるコレクタ電流Ｉｔ　（！：定を流源７を流れる電
流工１の和が、定電流源６を流れる電流ＩＯとなる。Ｊ
：５Ｋしたことで、篭流工◎、１１の値のアンバランス
による外部回路への影響がなくなっている。

トランジスタのコレクタ電流■、は、（３）式で示した
ように、定を流源６と定′成流源７を流れる電流の差で
ある。よって’［ｍＩ◎、１３間のアンバランス分の′
電流へ１は、このトランジスタのコレクタ電流ｌ。

に取量される。しかし、本スイッチ画路の入力端子１に
おいては、このＸ流△Ｉも１／、＆倍になるものであ）
、接続する外部回路への影響は無視しプるものであ８る
。

また、スイッチ・オンの状態での本回路の入力インピー
ダンスが従来に比べ、高（なる点は、入力部力、トラン
ジスタとトランジスタのエミッタに接続し比定電流源と
によシェミッタ・７ｔロワを４１１成していることから
容易に理解できる。

本実施例では、スイッチ・オンの状態においても入力イ
ンピーダンスが高く、定ｔａ源のアンバランスを回路内
で吸収することが可能であるので、他の回路の後部に本
実施例のスイッチ回路を接続することが容易である。

なお、本実施例では、２つの定電流源６．７の出力電流
Ｉ、　、　Ｉ、をＩ、＝Ｉｏ／２の関係としたが、定電
流源のアンバランスを回路内で吸収できる点を利用して
、意図的に１．　＞Ｉ。／２とすることができる。この
時、出力端子２に容量性負荷が接続された時、スイッチ
・オンの際の立上シ時間が短くなシ、よシ高速動作が可
能となる。あるいはスイッチング速度は同じであシなが
ら、低消費電力化が達せられる◎ これは、定電流源７の′ｌｔａの一部が、出力端子２に
接続された負荷を流れ、入力端子１に印加される電圧と
出力端子２に境れる出力電圧が等しくなるように調整さ
れるためである。つまシ、定電流源７の出力電流が増加
し、容量性負荷を充電する電流が増加し、容量性負荷の
充電の時間を短くできる。この場合、回路全体に流れる
電流値を変えることなく、スイッチ動作のスピード（立
上シ時間）を速くする効果がある。すなわち、低消費電
力化が図られる。

次に第４図に１本発明の具体的回路例を示す。

同図において、Ｑ２．Ｑ−−Ｑ４　、Ｑ−、Ｑａ　、　
Ｑ−はトランジスタを示し、Ｒ１，几、は抵抗、ｈ３．
ｖＢｌは定電圧源を示す。なお、同図において先出の番
号および記号を付したものは先出のものと四じものを示
す。

本回路では、定電流源を定電圧源Ｖ１、　、　Ｖ−とト
ランジスタＱ４　、　Ｑ、および抵抗ｆ’ｔ１．　Ｒ，
とで構成している。ダイオードは、トランジスタのペー
スコレクタ′ｆｔＭ合させてトランジスタをダイオード
として用いている。

第１図で示した定電流Ｉ。ｌ　Ｉ、は、本回路において
次の様に表現できる。

ここでｈはトランジスタＱ、のペース・エミッタ間電圧
降下であ）、へはトランジスタＱ、のベース・エミッタ
間′屯圧降下である。Ｖｃｃは電源端子３に印加されて
いる電圧である。

抵抗Ｒ，ｌ　Ｒ１，もＬ　＜　ハ定’ＩＣＦＥ　ｖＢ、
　、ＶＢ２ｔｌ”　？Ａ　整’ｊることで定を流Ｉ０．
　Ｉ、は自由に設定できる。

本回路の動作については先の一実施例とまったく同じで
あシ、ここでは説明を省く。

〔発明の効果〕

本発明によれは、２つの定電流源の嵐流僅のアンバラン
スをスイッチ回路内で吸収可能であ）、またスイッチ・
オンの時でも入力インピーダンスが高めることを回路規
模を変えることなく笑現でき、他の回路との接続が容易
となる。

【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、第
１図の回路のスイッチ・オン状態を表す回路図、第３図
は％第１図の回路のスイッチ・オフ状態を表す回路図、
第４図は本発明の具体的回路例である。 １・・・入力端子、２・・・出力端子、Ｑｌ・・トラン
ジスタ、Ｄｌ・・ダイオード、Ｄ、・・・ダイオード、
Ｄ３・・・ダイオード、Ｄ、・・・ダイオード、Ｉｏ・
・・定電流源、Ｉ、・・・定電流源、４・・・スイッチ
・ドライブ端子、５・・・スイッチ・ドライブ端子。 第Ｚ図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）スイッチ動作される信号がベースに入力されコレ
   クタが第１の基準電位に保持されたトランジスタと；前
   記トランジスタのエミッタに接続された第１の定電流源
   と；前記トランジスタのエミッタに一端を接続された第
   １、第２の直列接続ダイオードと；前記第１、第２の直
   列接続ダイオードの他端に接続された第２の定電流源と
   ；前記トランジスタのエミッタに、一端を接続され他端
   に第１の制御電圧が印加された第３のダイオードと；前
   記第２の定電流源と前記第１、第２の直列接続のダイオ
   ードとの接続部に、一端を接続され他端に第２の制御電
   圧が印加された第４のダイオードと、前記第１と第２の
   ダイオードの接続部に接続されたスイッチング出力信号
   の出力端を備えた事を特徴とするスイッチ回路。
2. （２）前記第１の定電流源の出力電流Ｉ＿１、前記第２
   の定電流源の出力電流Ｉ＿２が、 Ｉ＿１／２＜Ｉ＿２＜Ｉ＿１ なる条件を満たすものであることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載のスイッチ回路。