JP3123882B2 - スイッチング回路 - Google Patents
スイッチング回路Info
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- JP3123882B2 JP3123882B2 JP06129270A JP12927094A JP3123882B2 JP 3123882 B2 JP3123882 B2 JP 3123882B2 JP 06129270 A JP06129270 A JP 06129270A JP 12927094 A JP12927094 A JP 12927094A JP 3123882 B2 JP3123882 B2 JP 3123882B2
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- transistor
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、負荷のスイッチングを
行うスイッチング回路に関する。
行うスイッチング回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】図２は、従来のスイッチング回路を示す
図である。尚、図２のスイッチング回路は集積化されて
おり、負荷のみが外付けされているものとする。図２に
おいて、（１）（２）は集積回路に設けられた端子であ
り、端子（１）には電源ＶＣＣが印加される。また、
（３）は負荷であり、端子（１）（２）の間に接続され
ている。（４）はスイッチングトランジスタであり、コ
レクタは負荷（３）の一端即ち端子（２）と接続され、
エミッタは接地されている。（５）は電流源であり、一
端が端子（１）と接続されると共に他端がスイッチング
トランジスタ（４）のベースと接続され、電流Ｉｉｎを
発生するものである。（６）はスイッチングトランジス
タの動作を禁止する為のトランジスタであり、コレクタ
はスイッチングトランジスタ（４）のベースと接続さ
れ、エミッタは接地されている。
図である。尚、図２のスイッチング回路は集積化されて
おり、負荷のみが外付けされているものとする。図２に
おいて、（１）（２）は集積回路に設けられた端子であ
り、端子（１）には電源ＶＣＣが印加される。また、
（３）は負荷であり、端子（１）（２）の間に接続され
ている。（４）はスイッチングトランジスタであり、コ
レクタは負荷（３）の一端即ち端子（２）と接続され、
エミッタは接地されている。（５）は電流源であり、一
端が端子（１）と接続されると共に他端がスイッチング
トランジスタ（４）のベースと接続され、電流Ｉｉｎを
発生するものである。（６）はスイッチングトランジス
タの動作を禁止する為のトランジスタであり、コレクタ
はスイッチングトランジスタ（４）のベースと接続さ
れ、エミッタは接地されている。
【０００３】以下、図２の動作について説明する。ま
ず、トランジスタ（６）のベースがハイレベル（０．７
ボルト以上）になると、トランジスタ（６）がオンし、
これによってスイッチングトランジスタ（４）のベース
が接地されて該スイッチングトランジスタ（４）はオフ
したままとなる。即ち、負荷（３）は駆動されない状態
となる。
ず、トランジスタ（６）のベースがハイレベル（０．７
ボルト以上）になると、トランジスタ（６）がオンし、
これによってスイッチングトランジスタ（４）のベース
が接地されて該スイッチングトランジスタ（４）はオフ
したままとなる。即ち、負荷（３）は駆動されない状態
となる。
【０００４】また、トランジスタ（６）のベースをロー
レベル（０ボルト）とすると、該トランジスタ（６）が
オフする為に、電流源（５）から発生する電流Ｉｉｎが
スイッチングトランジスタ（４）のベースに供給され、
該スイッチングトランジスタ（４）がオンする。即ち、
負荷（３）に電流が流れ、負荷（３）が駆動されること
になる。
レベル（０ボルト）とすると、該トランジスタ（６）が
オフする為に、電流源（５）から発生する電流Ｉｉｎが
スイッチングトランジスタ（４）のベースに供給され、
該スイッチングトランジスタ（４）がオンする。即ち、
負荷（３）に電流が流れ、負荷（３）が駆動されること
になる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、負荷（３）
は集積回路の外部に設けられる構成の為、負荷を使用す
る者にとって、端子（１）（２）には用途に応じた種々
の負荷を接続できる様になっている。つまり、負荷
（３）の種類によっては、負荷（３）を流れる電流は変
わってしまうのである。ここで、インピーダンスの大き
い負荷（３）を使用する時は、該負荷（３）を流れる電
流が小さい為に、スイッチングトランジスタ（４）のベ
ース電流は小さくて済むが、反対に、インピーダンスの
小さい負荷（３）を使用する場合は、該負荷（３）を流
れる電流が大きくなる為に、スイッチングトランジスタ
（４）のベース電流を大きくし、該スイッチングトラン
ジスタ（４）のコレクタ電流が負荷（３）を流れる電流
（本来負荷（３）を流れるべき電流）より小さくならな
い様にしなければならない。
は集積回路の外部に設けられる構成の為、負荷を使用す
る者にとって、端子（１）（２）には用途に応じた種々
の負荷を接続できる様になっている。つまり、負荷
（３）の種類によっては、負荷（３）を流れる電流は変
わってしまうのである。ここで、インピーダンスの大き
い負荷（３）を使用する時は、該負荷（３）を流れる電
流が小さい為に、スイッチングトランジスタ（４）のベ
ース電流は小さくて済むが、反対に、インピーダンスの
小さい負荷（３）を使用する場合は、該負荷（３）を流
れる電流が大きくなる為に、スイッチングトランジスタ
（４）のベース電流を大きくし、該スイッチングトラン
ジスタ（４）のコレクタ電流が負荷（３）を流れる電流
（本来負荷（３）を流れるべき電流）より小さくならな
い様にしなければならない。
【０００６】しかしながら、スイッチングトランジスタ
（４）及び電流源（５）は集積回路内部に設けられてい
る為、負荷（３）の種類に応じてスイッチングトランジ
スタ（４）のベース電流を変えることはできず、該スイ
ッチングトランジスタ（４）のベース電流は常に一定値
とならざるを得ない。その為、インピーダンスの小さい
負荷（３）を使用する条件に合わせて、スイッチングト
ランジスタ（４）及び電流源（５）をチップ上に作り込
んでいた。こうすることにより、スイッチングトランジ
スタ（４）のベース電流が大きくなり、インピーダンス
の大きい負荷（３）にも対応できる様にしていた。しか
しながら、スイッチングトランジスタ（４）のベース電
流が常に大きいことから、消費電流が増大してしまう問
題があった。
（４）及び電流源（５）は集積回路内部に設けられてい
る為、負荷（３）の種類に応じてスイッチングトランジ
スタ（４）のベース電流を変えることはできず、該スイ
ッチングトランジスタ（４）のベース電流は常に一定値
とならざるを得ない。その為、インピーダンスの小さい
負荷（３）を使用する条件に合わせて、スイッチングト
ランジスタ（４）及び電流源（５）をチップ上に作り込
んでいた。こうすることにより、スイッチングトランジ
スタ（４）のベース電流が大きくなり、インピーダンス
の大きい負荷（３）にも対応できる様にしていた。しか
しながら、スイッチングトランジスタ（４）のベース電
流が常に大きいことから、消費電流が増大してしまう問
題があった。
【０００７】例えば、負荷（３）の種類に応じて、１ｍ
Ａから１Ａまでの範囲の電流が負荷（３）を流れると仮
定した場合、１Ａのコレクタ電流が流れる様にスイッチ
ングトランジスタ（４）のベース電流を設定しなければ
ならない。具体的には、スイッチングトランジスタ
（４）の電流増幅率を２０とした場合、該スイッチング
トランジスタ（４）のベース電流は５０ｍＡとなる。従
って、１ｍＡの負荷電流が流れる負荷（３）を使用した
場合、５１ｍＡという、負荷電流よりもきわめて多い消
費電流を消費してしまい不経済となる問題があった。
Ａから１Ａまでの範囲の電流が負荷（３）を流れると仮
定した場合、１Ａのコレクタ電流が流れる様にスイッチ
ングトランジスタ（４）のベース電流を設定しなければ
ならない。具体的には、スイッチングトランジスタ
（４）の電流増幅率を２０とした場合、該スイッチング
トランジスタ（４）のベース電流は５０ｍＡとなる。従
って、１ｍＡの負荷電流が流れる負荷（３）を使用した
場合、５１ｍＡという、負荷電流よりもきわめて多い消
費電流を消費してしまい不経済となる問題があった。
【０００８】そこで、本発明は、負荷を流れる電流の大
きさに応じてスイッチングトランジスタの入力電流の大
きさを制御できるスイッチング回路を提供することを目
的とする。
きさに応じてスイッチングトランジスタの入力電流の大
きさを制御できるスイッチング回路を提供することを目
的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記問題点を
解決する為に成されたものであり、その特徴とするとこ
ろは、負荷と直列接続されたスイッチングトランジスタ
を有し、該スイッチングトランジスタをオンすることに
より前記負荷を駆動するスイッチング回路において、一
方の入力端子が基準電圧源と接続されると共に他方の入
力端子が前記負荷及び前記スイッチングトランジスタの
接続点と接続され、双方の前記入力端子の電位差に応じ
た出力電流によって前記スイッチングトランジスタを制
御する比較制御回路を備え、前記負荷を流れる電流の大
きさに応じて前記スイッチングトランジスタの入力電流
の大きさを変える点である。
解決する為に成されたものであり、その特徴とするとこ
ろは、負荷と直列接続されたスイッチングトランジスタ
を有し、該スイッチングトランジスタをオンすることに
より前記負荷を駆動するスイッチング回路において、一
方の入力端子が基準電圧源と接続されると共に他方の入
力端子が前記負荷及び前記スイッチングトランジスタの
接続点と接続され、双方の前記入力端子の電位差に応じ
た出力電流によって前記スイッチングトランジスタを制
御する比較制御回路を備え、前記負荷を流れる電流の大
きさに応じて前記スイッチングトランジスタの入力電流
の大きさを変える点である。
【００１０】
【作用】本発明によれば、負荷を流れる負荷電流の大き
さに応じて、負荷を駆動する為にオンオフするスイッチ
ングトランジスタの入力電流を制御でき、消費電流が無
駄に増加するのを防止できる。
さに応じて、負荷を駆動する為にオンオフするスイッチ
ングトランジスタの入力電流を制御でき、消費電流が無
駄に増加するのを防止できる。
【００１１】
【実施例】本発明の詳細を図面に従って具体的に説明す
る。図１は本発明のスイッチング回路を示す図である。
尚、図１の構成も集積化されて負荷のみ外部接続される
ものとし、図１及び図２の間において同一素子について
は同一番号を記し、その説明は省略するものとする。
る。図１は本発明のスイッチング回路を示す図である。
尚、図１の構成も集積化されて負荷のみ外部接続される
ものとし、図１及び図２の間において同一素子について
は同一番号を記し、その説明は省略するものとする。
【００１２】図１において、（７）は電流源であり、一
端が端子（１）と接続され、他端が抵抗（８）を介して
接地されている。つまり、抵抗（８）の両端には、電流
源（７）から供給される定電流によって一定の基準電圧
Ｖrefが発生する。（９）は演算増幅器であり、−（反
転入力）端子は抵抗（８）の非接地側の一端と接続さ
れ、＋（非反転入力）端子は端子（２）と接続されてい
る。演算増幅器（９）は、−端子及び＋端子の電位差に
応じた出力電圧を発生するものである。ここで、スイッ
チングトランジスタ（４）は、ベース電流がある時点で
ある値になっている時、負荷（３）の負荷電流が増える
とコレクタエミッタ間電圧が大きくなり、反対に、負荷
（３）の負荷電流が減るとコレクタエミッタ間電圧が小
さくなる特性を有している。（１０）はトランジスタで
あり、ベースは演算増幅器（９）の出力端子と接続さ
れ、コレクタは端子（１）と接続され、エミッタは抵抗
（１１）を介して接地されている。つまり、トランジス
タ（１０）のコレクタ電流は、演算増幅器（９）の出力
電流が増えることによって増え、演算増幅器（９）の出
力電流が減ることによって減る。尚、抵抗（１１）には
比較的大きい値を選択し、トランジスタ（１０）のエミ
ッタ電流がスイッチングトランジスタ（４）のベースに
流れ込むものとする。
端が端子（１）と接続され、他端が抵抗（８）を介して
接地されている。つまり、抵抗（８）の両端には、電流
源（７）から供給される定電流によって一定の基準電圧
Ｖrefが発生する。（９）は演算増幅器であり、−（反
転入力）端子は抵抗（８）の非接地側の一端と接続さ
れ、＋（非反転入力）端子は端子（２）と接続されてい
る。演算増幅器（９）は、−端子及び＋端子の電位差に
応じた出力電圧を発生するものである。ここで、スイッ
チングトランジスタ（４）は、ベース電流がある時点で
ある値になっている時、負荷（３）の負荷電流が増える
とコレクタエミッタ間電圧が大きくなり、反対に、負荷
（３）の負荷電流が減るとコレクタエミッタ間電圧が小
さくなる特性を有している。（１０）はトランジスタで
あり、ベースは演算増幅器（９）の出力端子と接続さ
れ、コレクタは端子（１）と接続され、エミッタは抵抗
（１１）を介して接地されている。つまり、トランジス
タ（１０）のコレクタ電流は、演算増幅器（９）の出力
電流が増えることによって増え、演算増幅器（９）の出
力電流が減ることによって減る。尚、抵抗（１１）には
比較的大きい値を選択し、トランジスタ（１０）のエミ
ッタ電流がスイッチングトランジスタ（４）のベースに
流れ込むものとする。
【００１３】以下、図１の動作を説明する。図１におい
て、端子（２）は演算増幅器（９）の＋端子と接続され
ている為、端子（２）に生じる電圧即ちスイッチングト
ランジスタ（４）のコレクタエミッタ間電圧は、演算増
幅器（９）が両入力端子電圧を等しくする様に動作する
為、通常は抵抗（８）の端子電圧Ｖrefと等しい状態と
なっている。ここで、インピーダンスの小さい負荷
（３）を選択し、端子（１）（２）の間に接続した場
合、負荷（３）を流れる負過電流は増大する。すると、
スイッチングトランジスタ（４）の特性上、該スイッチ
ングトランジスタ（４）のコレクタエミッタ間電圧が上
昇してしまい、即ち、演算増幅器（９）の＋端子電圧が
上昇する。これより、演算増幅器の出力電流が増大し、
スイッチングトランジスタ（４）のベース電流が増大
し、該スイッチングトランジスタ（４）のコレクタエミ
ッタ間電圧は再び基準電圧Ｖrefに落ち着く。以上の説
明から明らかな様に、負過電流が増えると、これに応じ
てスイッチングトランジスタ（４）のベース電流を増や
すことができる。反対に、インピーダンスの大きい負荷
（３）を選択し、端子（１）（２）の間に接続した場
合、負荷（３）を流れる負過電流は減少する。すると、
スイッチングトランジスタ（４）の特性上、該スイッチ
ングトランジスタ（４）のコレクタエミッタ間電圧が下
降してしまい、即ち、演算増幅器（９）の＋端子電圧が
下降する。これより、演算増幅器（９）の出力電流が減
少し、スイッチングトランジスタ（４）のベース電流が
減少し、該スイッチングトランジスタ（４）のコレクタ
エミッタ間電圧は再び基準電圧Ｖrefに落ち着く。以上
の説明から明らかな様に、負過電流が減少すると、これ
に応じてスイッチングトランジスタ（４）のベース電流
も減少させることができる。
て、端子（２）は演算増幅器（９）の＋端子と接続され
ている為、端子（２）に生じる電圧即ちスイッチングト
ランジスタ（４）のコレクタエミッタ間電圧は、演算増
幅器（９）が両入力端子電圧を等しくする様に動作する
為、通常は抵抗（８）の端子電圧Ｖrefと等しい状態と
なっている。ここで、インピーダンスの小さい負荷
（３）を選択し、端子（１）（２）の間に接続した場
合、負荷（３）を流れる負過電流は増大する。すると、
スイッチングトランジスタ（４）の特性上、該スイッチ
ングトランジスタ（４）のコレクタエミッタ間電圧が上
昇してしまい、即ち、演算増幅器（９）の＋端子電圧が
上昇する。これより、演算増幅器の出力電流が増大し、
スイッチングトランジスタ（４）のベース電流が増大
し、該スイッチングトランジスタ（４）のコレクタエミ
ッタ間電圧は再び基準電圧Ｖrefに落ち着く。以上の説
明から明らかな様に、負過電流が増えると、これに応じ
てスイッチングトランジスタ（４）のベース電流を増や
すことができる。反対に、インピーダンスの大きい負荷
（３）を選択し、端子（１）（２）の間に接続した場
合、負荷（３）を流れる負過電流は減少する。すると、
スイッチングトランジスタ（４）の特性上、該スイッチ
ングトランジスタ（４）のコレクタエミッタ間電圧が下
降してしまい、即ち、演算増幅器（９）の＋端子電圧が
下降する。これより、演算増幅器（９）の出力電流が減
少し、スイッチングトランジスタ（４）のベース電流が
減少し、該スイッチングトランジスタ（４）のコレクタ
エミッタ間電圧は再び基準電圧Ｖrefに落ち着く。以上
の説明から明らかな様に、負過電流が減少すると、これ
に応じてスイッチングトランジスタ（４）のベース電流
も減少させることができる。
【００１４】以上の構成により、負荷（３）を流れる電
流に応じてスイッチングトランジスタ（４）のベース電
流を可変できる為、消費電流の増大を防止できる。具体
的には、スイッチングトランジスタ（４）のコレクタエ
ミッタ間電圧を０．３ボルト、抵抗（８）の抵抗値を１
００ＫΩとすると、電流源（７）を流れる電流Ｉrefは
０．０３ｍＡとなる。従来との比較を容易とする為に、
負荷（３）を流れる電流Ｉoutを従来と同様に１ｍＡと
し、スイッチングトランジスタ（４）の電流増幅率も２
０とすると、トランジスタ（１０）のコレクタ電流Ｉin
は０．０５ｍＡとなる。演算増幅器（９）を流れる電流
Ｉddは通常０．３ｍＡ程度である。すると、消費電流
は、Ｉref，Ｉdd，Ｉin，Ｉoutを加えて１．３８ｍＡで
あり、従来の５１ｍＡに比べて消費電流を大幅に抑える
ことが可能となる。
流に応じてスイッチングトランジスタ（４）のベース電
流を可変できる為、消費電流の増大を防止できる。具体
的には、スイッチングトランジスタ（４）のコレクタエ
ミッタ間電圧を０．３ボルト、抵抗（８）の抵抗値を１
００ＫΩとすると、電流源（７）を流れる電流Ｉrefは
０．０３ｍＡとなる。従来との比較を容易とする為に、
負荷（３）を流れる電流Ｉoutを従来と同様に１ｍＡと
し、スイッチングトランジスタ（４）の電流増幅率も２
０とすると、トランジスタ（１０）のコレクタ電流Ｉin
は０．０５ｍＡとなる。演算増幅器（９）を流れる電流
Ｉddは通常０．３ｍＡ程度である。すると、消費電流
は、Ｉref，Ｉdd，Ｉin，Ｉoutを加えて１．３８ｍＡで
あり、従来の５１ｍＡに比べて消費電流を大幅に抑える
ことが可能となる。
【００１５】
【発明の効果】本発明のスイッチング回路は一方の入力
端子が基準電圧電源に接続されると共に他方の入力端子
が前記負荷に接続された演算増幅器の出力端子に制御用
のトランジスタのベースを接続し、該トランジスタのエ
ミッタを前記スイッチングトランジスタのベースに接続
したので、前記演算増幅器より負荷を流れる電流の大き
さに応じた出力電流を取出され、さらに取出された前記
出力電流で前記制御用のトランジスタのエミッタよりス
イッチングトランジスタのベースに流れるベース電流を
制御したため、スイッチングトランジスタのベースには
負荷に流れる電流の大きさに応じたベース電流を流すこ
とができ、消費電流を従来にくらべて大幅に押さえるこ
とが可能となった。
端子が基準電圧電源に接続されると共に他方の入力端子
が前記負荷に接続された演算増幅器の出力端子に制御用
のトランジスタのベースを接続し、該トランジスタのエ
ミッタを前記スイッチングトランジスタのベースに接続
したので、前記演算増幅器より負荷を流れる電流の大き
さに応じた出力電流を取出され、さらに取出された前記
出力電流で前記制御用のトランジスタのエミッタよりス
イッチングトランジスタのベースに流れるベース電流を
制御したため、スイッチングトランジスタのベースには
負荷に流れる電流の大きさに応じたベース電流を流すこ
とができ、消費電流を従来にくらべて大幅に押さえるこ
とが可能となった。
【図１】本発明のスイッチング回路を示す図である。
【図２】従来のスイッチング回路を示す図である。
（３） 負荷 （４） スイッチングトランジスタ （９） 演算増幅器
Claims (1)
- 【請求項１】一方の端子が電源に接続された負荷の他方
の端子にコレクタ・エミッタ路が接続されたスイッチン
グトランジスタと、一方の入力端子が基準電圧源に接続
されると共に他方の入力端子が前記負荷及び前記スイッ
チングトランジスタのコレクタとの接続点に接続された
演算増幅器と、前記基準電圧源間にエミッタ・コレクタ
路が接続されたスイッチングトランジスタの動作禁止用
のトランジスタと、前記演算増幅器の出力端子にベース
が接続されコレクタが負荷の電源側にそしてエミッタが
前記スイッチングトランジスタのベースに夫々接続され
た制御用のトランジスタとよりなり、前記演算増幅器よ
り負荷を流れる電流の大きさに応じた出力電流を取出し
制御用のトランジスタのエミッタよりスイッチングトラ
ンジスタのベースに流れるベース電流を負荷に流れる電
流の大きさに応じて制御することを特徴とするスイッチ
ング回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06129270A JP3123882B2 (ja) | 1994-06-10 | 1994-06-10 | スイッチング回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06129270A JP3123882B2 (ja) | 1994-06-10 | 1994-06-10 | スイッチング回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07334258A JPH07334258A (ja) | 1995-12-22 |
| JP3123882B2 true JP3123882B2 (ja) | 2001-01-15 |
Family
ID=15005438
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06129270A Expired - Lifetime JP3123882B2 (ja) | 1994-06-10 | 1994-06-10 | スイッチング回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3123882B2 (ja) |
-
1994
- 1994-06-10 JP JP06129270A patent/JP3123882B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07334258A (ja) | 1995-12-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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