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JPS6159003B2 - - Google Patents
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JPS6159003B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6159003B2
JPS6159003B2 JP51042745A JP4274576A JPS6159003B2 JP S6159003 B2 JPS6159003 B2 JP S6159003B2 JP 51042745 A JP51042745 A JP 51042745A JP 4274576 A JP4274576 A JP 4274576A JP S6159003 B2 JPS6159003 B2 JP S6159003B2
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JP
Japan
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transistor
output
base
protection
collector
Prior art date
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Application number
JP51042745A
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Japanese (ja)
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Inventor
Takahiko Shirato
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は音声電力増幅器、モータ、駆動用制御
回路等のパワートランジスタを用いる回路におい
て、パワートランジスタの保護に関するものであ
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to protection of power transistors in circuits using power transistors such as audio power amplifiers, motors, and drive control circuits.

音声電力増幅器等において異常事態、例えば負
荷短絡、異常高電圧の印加等の事態が発生すると
回路を構成するトランジスタ等の能動素子は過負
荷になり、その耐久限度を越えて破壊することが
ある。従来このような事態に備えて種々の保護回
路が考案されてきた。特に過負荷になりやすい出
力段のパワートランジスタの保護に関しては多く
の保護回路が提案されている。保護回路の効果に
ついては具体的な保護手段により異つてくるが、
最近では電力増幅器の動作があらかじめ規定され
た動作領域を出ないように出力トランジスタの動
作点の移動領域を制限する、いわゆる動作領域制
限型の保護回路が一般的になつてきた。
When an abnormal situation occurs in an audio power amplifier or the like, such as a load short circuit or the application of an abnormally high voltage, the active elements such as transistors forming the circuit become overloaded, exceeding their durability limits and may be destroyed. Conventionally, various protection circuits have been devised in preparation for such situations. In particular, many protection circuits have been proposed to protect output stage power transistors that are prone to overload. The effectiveness of the protection circuit will vary depending on the specific protection method, but
Recently, so-called operating range limiting type protection circuits have become common, which limit the moving range of the operating point of an output transistor so that the operation of a power amplifier does not go out of a predefined operating range.

このような場合、出力トランジスタのエミツ
タ、出力間又はエミツタ、接地間に挿入した抵抗
に発生する電位差を利用して出力トランジスタの
電流検出を行ない、また出力トランジスタのコレ
クタに接続した抵抗を介してコレクタ電圧を検出
し、上記電位差とコレクタ電圧を加算して制御ト
ランジスタに加える形式が一般的に採用されてい
た。しかしながら出力トランジスタのエミツタに
挿入される抵抗(以下エミツタ抵抗という)は微
小な値であつても出力電流により比較的大きな電
圧降下を生ずるため、電源利用率が悪くなり、最
大出力が減少する。このため自動車に塔載して
12Vのバツテリー電源を使用するような、いわゆ
る車載機器に用いられる電力増幅器においては少
しでも大きな電力を出すために出力トランジスタ
のエミツタ抵抗は省略されている場合が普通であ
る。かかる場合、コレクタ電流の検出は出力トラ
ンジスタのベース、エミツタ間電圧の増加を検出
することにより間接的に行つており、その検出電
圧が制御トランジスタに加えられることになる。
今このような保護回路においてはコレクタ電圧が
極めて高くなると、コレクタに接続した抵抗を介
し、出力トランジスタのベースエミツタ間に接続
された抵抗を通つてしや断されているべき出力ト
ランジスタにベース電流が流れ込み、出力トラン
ジスタが高電圧域で導通する結果、いわゆる二次
降伏を起して破壊に至ることが本発明者の実験で
判明した。
In such a case, the current of the output transistor is detected using the potential difference generated in a resistor inserted between the emitter of the output transistor and the output or between the emitter and ground, and the collector is detected via the resistor connected to the collector of the output transistor. Generally, a method was adopted in which the voltage was detected, the potential difference and the collector voltage were added together, and the result was applied to the control transistor. However, even if the resistor inserted into the emitter of the output transistor (hereinafter referred to as emitter resistor) has a small value, it causes a relatively large voltage drop due to the output current, resulting in poor power utilization and a decrease in maximum output. For this reason, it is mounted on a car.
In power amplifiers used in so-called on-vehicle equipment that use a 12V battery power supply, the emitter resistor of the output transistor is usually omitted in order to output as much power as possible. In such a case, the collector current is detected indirectly by detecting an increase in the voltage between the base and emitter of the output transistor, and the detected voltage is applied to the control transistor.
In such a protection circuit, when the collector voltage becomes extremely high, the base current flows into the output transistor, which should be cut off, through the resistor connected to the collector and the resistor connected between the base and emitter of the output transistor. The inventor's experiments have revealed that as a result of the output transistor becoming conductive in a high voltage range, so-called secondary breakdown occurs, leading to destruction.

本発明の第一の目的は上記のような事態の発生
を防ぎ完全な保護を実現できる保護回路を提供す
ることにある。
The first object of the present invention is to provide a protection circuit that can prevent the above situation from occurring and provide complete protection.

また第二の目的は第一の目的を実現するに当
り、特別大がかりな回路機能を附加することな
く、簡単でしかも確実に、さらに低価格でそれを
実現する手段を提供することにある。
The second objective is to provide a means for achieving the first objective simply and reliably at a lower cost without adding any particularly large-scale circuit functions.

第1図は本発明による保護回路の一実施例であ
り、音声電力増幅回路へ適用した実施例である。
同図において入力コンデンサC1は抵抗R1,R2
バイアスされたPNP形のトランジスタQ1のベー
スに接続されており、トランジスタQ1のコレク
タには抵抗R3が接続されている。コンデンサC2
は電源リツプル除去の目的で設けられ、一端は抵
抗R6とR1の間に接続され他端が接地されてい
る。トランジスタQ1のエミツタには出力OUTか
らの帰還信号が抵抗R5及び、コンデンサC3と抵
抗R4の直列接続による分割比によつて与えられ
る。NPN形のトランジスタQ2はトランジスタQ1
の出力信号を受けそれをさらに増幅するとともに
コレクタ側に接続された抵抗R7,R12に発生した
出力信号を次のB級プツシユプル電力増幅段に送
る。コンデンサC4は位相補償のためトランジス
タQ2のコレクタ、ベース間に挿入されている。
FIG. 1 shows an embodiment of a protection circuit according to the present invention, and is an embodiment applied to an audio power amplifier circuit.
In the figure, an input capacitor C 1 is connected to the base of a PNP type transistor Q 1 biased by resistors R 1 and R 2 , and a resistor R 3 is connected to the collector of the transistor Q 1 . Capacitor C 2
is provided for the purpose of removing power supply ripples, one end is connected between resistors R6 and R1 , and the other end is grounded. A feedback signal from the output OUT is applied to the emitter of the transistor Q1 by a resistor R5 and a division ratio formed by a series connection of a capacitor C3 and a resistor R4 . NPN transistor Q 2 is transistor Q 1
It further amplifies the output signal and sends the output signal generated at the resistors R 7 and R 12 connected to the collector side to the next class B push-pull power amplification stage. Capacitor C4 is inserted between the collector and base of transistor Q2 for phase compensation.

ダイオードD1〜D3はトランジスタQ2のコレク
タと抵抗R7の間にあつて正の半サイクル増幅用
のNPN形のトランジスタQ4、出力トランジスタ
Q6、そして負の半サイクル増幅用のPNP形のト
ランジスタQ7、NPN形のトランジスタQ9、出力
トランジスタQ11に対し適当な無信号時電流を与
えるためのバイアス用ダイオードである。トラン
ジスタQ4のコレクタは抵抗R12に接続され、エミ
ツタは出力トランジスタQ6のベースに接続され
ると共に抵抗R9,R10を介して中点Pに接続され
ている。中点PにはトランジスタQ6,Q7のエミ
ツタ、トランジスタQ9,Q11のコレクタが同時に
接続され、その電位は設計上、電源電圧Vccの半
分、Vcc/2に保たれる。また中点Pは出力結合
コンデンサC5を経て出力端子OUTに至り、負荷
R17が接続される。またコンデンサC6はプートス
トラツプ用として出力端子OUTと抵R12との間に
接続されている。トランジスタQ9のエミツタに
は出力トランジスタQ11のベースが接続される
他、抵抗R14,R15の直列回路が接続され接地して
いる。
Diodes D 1 to D 3 are located between the collector of transistor Q 2 and resistor R 7 , and are connected to an NPN type transistor Q 4 for positive half-cycle amplification, and an output transistor.
Q 6 , a PNP transistor Q 7 for negative half-cycle amplification, an NPN transistor Q 9 , and a bias diode for providing an appropriate current during no signal to the output transistor Q 11 . The collector of the transistor Q4 is connected to the resistor R12 , and the emitter is connected to the base of the output transistor Q6 and to the midpoint P via the resistors R9 and R10 . The emitters of transistors Q 6 and Q 7 and the collectors of transistors Q 9 and Q 11 are connected to the midpoint P at the same time, and their potential is kept at Vcc/2, half of the power supply voltage Vcc, by design. In addition, the midpoint P reaches the output terminal OUT via the output coupling capacitor C5 , and the load
R 17 is connected. Further, a capacitor C6 is connected between the output terminal OUT and the resistor R12 for a puto strap. The emitter of the transistor Q 9 is connected to the base of the output transistor Q 11 , and is also connected to a series circuit of resistors R 14 and R 15 and grounded.

このような構成の電力増幅回路の動作原理は一
般によく知られているので、説明を省略する。
Since the operating principle of a power amplifier circuit having such a configuration is generally well known, the explanation thereof will be omitted.

さて第1図には保護回路としてさらに、第1の
抵抗回路RA1を構成する抵抗R9とR10の接続点に
ベースを接続した制御用トランジスタQ3及び、
第1の抵抗回路RA2を構成する抵抗R14とR15の接
続点にベースを接続した制御用トランジスタQ3
が示されており、これらのトランジスタのベース
には出力トランジスタQ6,Q11のコレクタ電圧を
検出するためそれぞれ抵抗R8,R13が接続されて
いる。抵抗R8,R13を含む回路は、第2の抵抗回
路RB1,RB2を構成する。トランジスタQ3のコレ
クタはトランジスタQ4のベース、トランジスタ
Q8のコレクタはトランジスタQ2のベースに接続
されている。今これらの二個の保護回路は素子点
数が少なく簡単に保護機能が得られるものとして
従来有用視されてきた。
FIG. 1 further includes, as a protection circuit, a control transistor Q 3 whose base is connected to the connection point between resistors R 9 and R 10 that constitute the first resistance circuit R A1 ;
A control transistor Q 3 whose base is connected to the connection point of resistors R 14 and R 15 that constitute the first resistance circuit R A2
are shown, and resistors R 8 and R 13 are connected to the bases of these transistors to detect the collector voltages of output transistors Q 6 and Q 11 , respectively. The circuit including resistors R 8 and R 13 constitutes second resistance circuits R B1 and R B2 . The collector of transistor Q 3 is the base of transistor Q 4 , the transistor
The collector of Q 8 is connected to the base of transistor Q 2 . These two protection circuits have traditionally been considered useful because they have a small number of elements and can easily provide protection functions.

かかる保護回路の動作について、先ず正の半サ
イクル増幅用の出力トランジスタQ6に対する保
護動作は、抵抗R9,R10によりトランジスタQ6
コレクタ電流に応じた電圧を作り、抵抗R8によ
りトランジスタQ6のコレクタ電圧を検出し、こ
れら各電圧によりトランジスタQ3を制御し、ト
ランジスタQ5への入力を制御することにより達
成される。負の半サイクル増幅用の出力トランジ
スタQ11に対する保護動作は、抵抗R14,R15によ
りトランジスタQ11のコレクタ電流に応じた電圧
を作り、抵抗R13によりそのコレクタ電圧を検出
し、これらの電圧によりトランジスタQ8を制御
し、トランジスタQ2への入力を制御することに
より達成される。
Regarding the operation of such a protection circuit, first, the protection operation for the output transistor Q 6 for positive half-cycle amplification is to create a voltage according to the collector current of the transistor Q 6 using resistors R 9 and R 10 , and to generate a voltage corresponding to the collector current of the transistor Q 6 using the resistor R 8 . This is accomplished by detecting the collector voltages of transistor Q 6 and controlling transistor Q 3 and the input to transistor Q 5 with each of these voltages. The protective operation for the output transistor Q 11 for negative half-cycle amplification is to create a voltage according to the collector current of the transistor Q 11 using resistors R 14 and R 15 , detect the collector voltage using the resistor R 13 , and convert these voltages. This is achieved by controlling transistor Q8 by controlling the input to transistor Q2 .

この保護回路の動作を第2図によつて更に詳細
に説明する。今第1図において中点Pを中心にB
級プツシユプル回路を上、下半分に分けて考える
と便利である。
The operation of this protection circuit will be explained in more detail with reference to FIG. Now, in Figure 1, B is centered on the midpoint P.
It is convenient to think of the class push-pull circuit as being divided into an upper and a lower half.

第2図はこのように分けて考えた時の出力トラ
ンジスタQ6の負荷曲線を示している。今、保護
回路が動作しないような通常の増幅回路の動作状
態では、トランジスタQ6の負荷特性は曲線RL
示されたようになり、中点Pの直流電位である
Vcc/2を中心に左側が導通、右側がしや断の領
域となつている。ここで負荷曲線RLのVcc/2
より左側がふくらんでいるのは1KHzよりも比較
的低い入力信号による動作状態を示したためであ
り、出力結合コンデンサC5のリアクタンス分に
より、コレクタ電圧とコレクタ電流の位相差があ
ることに原因する。
Figure 2 shows the load curve of the output transistor Q6 when considered separately in this way. Now, in the normal operation state of the amplifier circuit where the protection circuit does not operate, the load characteristics of the transistor Q6 are as shown by the curve R L , and the DC potential at the midpoint P is
Centering around Vcc/2, the left side is conductive and the right side is disconnected. Here, Vcc/2 of load curve R L
The bulge on the left side is due to an operating state with an input signal relatively lower than 1KHz, and is caused by a phase difference between the collector voltage and collector current due to the reactance of the output coupling capacitor C5 .

さて今負荷が短絡した場合は抵抗R17=0とな
り第1図の回路では出力結合コンデンサC5だけ
が見かけ上の負荷となるため、コレクタ電圧とコ
レクタ電流の位相差はほぼ90゜にも達する結果、
保護回路のない場合には負荷曲線R′Lは電源電圧
Vccから立ち上り、コレクタエミツタ間電圧VCE
=0に至る円形の軌道を描くはずである。しかし
ながら実際には電源電圧Vccから立ち上つて間も
なくトランジスタの二次降伏領域SBに突入した
り、あるいは過大なコレクタ電流のためにトラン
ジスタそのものが破壊してしまうことも多い。第
1図においては制御用トランジスタQ3が出力ト
ランジスタQ6の動作領域を制限して破壊を防ぐ
役目をしている。
Now, if the load is short-circuited, the resistance R 17 = 0, and in the circuit shown in Figure 1, the output coupling capacitor C 5 is the only apparent load, so the phase difference between the collector voltage and collector current reaches almost 90°. result,
In the absence of a protection circuit, the load curve R′ L is equal to the supply voltage.
Rising from Vcc, collector-emitter voltage V CE
It should draw a circular trajectory leading to =0. However, in reality, the transistor often enters the secondary breakdown region SB soon after rising from the power supply voltage Vcc, or the transistor itself is destroyed due to excessive collector current. In FIG. 1, the control transistor Q3 serves to limit the operating range of the output transistor Q6 to prevent destruction.

今、入力信号のある状態で負荷が短絡されると
トランジスタQ6のベース、エミツタ間信号電圧
が高くなつて大電流がコレクタを流れようとす
る。しかしトランジスタQ6のベースエミツタ間
電圧の上昇は抵抗R9,R10の接続点に分圧してで
てくると共に、コレクタ電圧が抵抗R8により検
出される結果、たとえば第2図において、トラン
ジスタQ6のコレクタ、エミツタ間電圧がVcc/2
より右側、すなわち負荷短絡前にしや断領域にあ
つたとすると、動作点は電源電圧Vccの点を通
り、ここから急に電流が流れようとするが、抵抗
R8によりコレクタ電圧がVccであることが検出さ
れ制御トランジスタQ3が導通してトランジスタ
Q4,Q6のダーリントン接続のベースエミツタ間
を短絡してトランジスタQ4,Q6のしや断状態を
継続させる。
Now, if the load is short-circuited while there is an input signal, the signal voltage between the base and emitter of transistor Q6 increases and a large current attempts to flow through the collector. However, the rise in the base-emitter voltage of transistor Q 6 appears as a voltage divider at the connection point of resistors R 9 and R 10 , and the collector voltage is detected by resistor R 8. For example, in FIG. 2, transistor Q 6 The collector-emitter voltage is Vcc/2
If it is on the right side, that is, before the load is short-circuited, the operating point passes through the power supply voltage Vcc point, and the current suddenly tries to flow from here, but the resistance
R8 detects that the collector voltage is Vcc, and the control transistor Q3 becomes conductive, causing the transistor
Short-circuit the Darlington-connected base and emitters of Q 4 and Q 6 to keep the transistors Q 4 and Q 6 in the damped state.

この状態は電圧VccからB点まで続く。いま点
B,C,Dを含む直線はコレクタエミツタ間電
圧VCEの軸上にあるが第2図においては説明をし
やすくするために軸上より便宜上浮かして示して
いる。さてB点まで戻つた動作点はここからA点
に向つて上昇する直線Iの形をとる。
This state continues from voltage Vcc to point B. The straight line including points B, C, and D is on the axis of the collector-emitter voltage VCE , but in FIG. 2, it is shown floating above the axis for ease of explanation. Now, the operating point that has returned to point B takes the form of a straight line I that rises from there toward point A.

この直線Iの勾配、位置はトランジスタQ3
Q6のベース・エミツタ電圧―コレクタ電流特性
及び抵抗R8,R9,R10の値により決定される。
The slope and position of this straight line I are transistor Q 3 ,
It is determined by the base-emitter voltage-collector current characteristics of Q 6 and the values of resistors R 8 , R 9 , and R 10 .

制御トランジスタQ8を中心とする下側の保護
回路は、トランジスタQ2をしや断するように動
作するがこれにより最終的に出力トランジスタ
Q11がしや断されて保護される点は同じである。
このような、いわゆる動作領域制限型の保護回路
は良く知られ、利用されているが、第1図の如く
出力トランジスタのベース・エミツタ間電圧を検
出するものは、本発明者の実験により、問題点が
確認された。
The lower protection circuit, centered around control transistor Q8 , operates to cut off transistor Q2 , which ultimately causes the output transistor to
It is the same that Q 11 is cut off and protected.
Although such so-called operating area limiting type protection circuits are well known and used, the one that detects the voltage between the base and emitter of the output transistor as shown in Figure 1 has been found to have no problems through experiments conducted by the present inventor. point was confirmed.

今、車載機器に用いられた場合等には、本来の
バツテリー電圧(例えば12V)にさらに異常に高
いサージ電圧が重畳されることがある。これは自
動車のヘツドライトのオンオフ、発電機の不調、
バツテリー端子の接触不良、始動時のスタータの
オン、オフ等によつて発生し、場合によつては
100V近くにも達することが知られている。
Now, when used in in-vehicle equipment, an abnormally high surge voltage may be superimposed on the original battery voltage (for example, 12V). This can be caused by a car's headlights turning on and off, a generator malfunctioning,
This may occur due to poor contact with the battery terminal, turning the starter on or off during startup, etc.
It is known that it can reach close to 100V.

このような場合、勿論制御トランジスタQ3
働き、第2図のB点〜D点の間の直線の領域に
トランジスタQ6の動作点を追い込むようにトラ
ンジスタQ4をしや断する。
In such a case, of course, the control transistor Q3 operates to cut off the transistor Q4 so as to force the operating point of the transistor Q6 into the straight line region between points B and D in FIG.

この場合電源電圧Vccから抵抗R8を通つてトラ
ンジスタQ3にかかる電圧は、トランジスタQ4
しや断しているため、抵抗R9を通つてトランジ
スタQ6のベースも達する。
In this case, the voltage applied from the power supply voltage Vcc to the transistor Q 3 through the resistor R 8 also reaches the base of the transistor Q 6 through the resistor R 9 because the transistor Q 4 is interrupted.

本発明者の実験によれば電力増幅器の設計のし
かたにもよるが、トランジスタQ6のベースエミ
ツタ間電圧は1Vを越える例が簡単に見出され
た。この電圧のためトランジスタQ6は電流が再
び流れだすようになり、保護回路でB点→C点→
D点の如く移動するはずの動作点が途中のC点か
ら点線と矢印で示す方向へ移動することになる。
このような高電圧の領域では比較的にコレクタ電
流の小さいところで二次降伏に突入する場合があ
ることが知られており、その場合出力トランジス
タQ6は破壊することになる。
According to experiments conducted by the present inventors, it was found that the base-emitter voltage of transistor Q6 easily exceeds 1V, although it depends on how the power amplifier is designed. Due to this voltage, current begins to flow through transistor Q6 again, and the protection circuit connects point B → point C →
The operating point, which is supposed to move like point D, will move in the direction shown by the dotted line and arrow from point C on the way.
It is known that in such a high voltage region, secondary breakdown may occur when the collector current is relatively small, and in that case, the output transistor Q6 will be destroyed.

本発明ではこの点に鑑み、電源に異常高電圧印
加時に出力トランジスタQ6が再び導通すること
のないよう第二のしや断回路を設け、出力トラン
ジスタQ6のベースに直接作用してこれをしや断
するものである。すなわち第1図において点線
1,2で囲まれた部分が本発明の特徴とする部分
である。
In view of this point, the present invention provides a second cut-off circuit to prevent the output transistor Q 6 from becoming conductive again when an abnormally high voltage is applied to the power supply, and acts directly on the base of the output transistor Q 6 to prevent this. It's something to break down. That is, the portion surrounded by dotted lines 1 and 2 in FIG. 1 is the portion that characterizes the present invention.

制御用トランジスタQ5,Q10のエミツタは出力
トランジスタQ6,Q11のエミツタに夫々接続し、
トランジスタQ5,Q10のコレクタは出力トランジ
スタQ6,Q11のベースに夫々接続しており、ま
た、トランジスタQ5,Q10のベースは抵抗R11
R16を夫々介して、抵抗R9とR10の接続点及び抵
抗R14,R15の接続点に接続されている。
The emitters of control transistors Q 5 and Q 10 are connected to the emitters of output transistors Q 6 and Q 11 , respectively.
The collectors of transistors Q 5 and Q 10 are connected to the bases of output transistors Q 6 and Q 11 , respectively, and the bases of transistors Q 5 and Q 10 are connected to resistors R 11 and
It is connected to the connection point between resistors R 9 and R 10 and the connection point between resistors R 14 and R 15 via R 16 respectively.

いま点線1,2内の付加保護回路を接続した完
全なる保護回路の動作を上側の回路について説明
する。前述のように第2図において動作点が直線
上にくるような電源サージが上側トランジス
タQ6に印加された時、ドライバトランジスタQ4
はしや断し、サージ電圧は抵抗R8を通じ制御ト
ランジスタQ3を導通にすると共に抵抗R9を通じ
て出力トランジスタQ6のベースも印加する。こ
の時、同時に抵抗R11を通じて第二の制御トラン
ジスタQ5のベースにもサージ電圧が印加するか
ら、トランジスタQ5は導通してトランジスタQ6
のベースを低電位におさえ、トランジスタQ6
導通することを防ぐ、従つて第2図において、ト
ランジスタQ6の動作点は直線のようには上昇
せず、直線のようにB点からC点→D点の方向
に進む。一般にこの種の保護回路は高電圧にさら
されているトランジスタについて、トランジスタ
のコレクタ・エミツタ間耐圧の様態で最も耐圧の
高い、ベース・エミツタ間短絡、コレクタ・エミ
ツタ間降伏電圧V(BR)CESの状態にし、耐圧に余
裕をもたせることで保護をしている。このため、
この電圧V(BR)CESの点Dまでしか保護回路も保
護機能がない。
Now, the operation of the complete protection circuit with the additional protection circuits connected within the dotted lines 1 and 2 will be explained with respect to the upper circuit. As mentioned above, when a power surge such that the operating point is on a straight line in Fig. 2 is applied to the upper transistor Q6 , the driver transistor Q4
The surge voltage then turns on the control transistor Q 3 through the resistor R 8 and is also applied to the base of the output transistor Q 6 through the resistor R 9 . At this time, a surge voltage is also applied to the base of the second control transistor Q5 through the resistor R11 , so the transistor Q5 becomes conductive and the transistor Q6
Therefore, in Figure 2, the operating point of transistor Q6 does not rise in a straight line, but rises from point B to point C as in a straight line. → Proceed in the direction of point D. In general, this type of protection circuit protects transistors that are exposed to high voltages from a base-emitter short circuit, which has the highest collector-emitter breakdown voltage (V (BR)CES) It is protected by keeping it in the same condition and providing a margin for pressure resistance. For this reason,
The protection circuit only has a protective function up to point D of this voltage V (BR)CES .

しかしながら一般に使用される範囲で要求され
るベース開放コレクタ・エミツタ間降伏電圧V(B
R)CEOより二倍以上も高く、サージ電圧に対して
も充分な保護ができる。
However, the base-open collector-emitter breakdown voltage V (B
R) It is more than twice as high as CEO and provides sufficient protection against surge voltage.

また下側の保護回路である点線2についても同
様の機能を持ち、トランジスタQ11を保護するこ
とが分る。
It can also be seen that the lower protection circuit, dotted line 2, has a similar function and protects the transistor Q11 .

また回路構成上は第一の保護回路である、トラ
ンジスタQ3,Q8を中心とした保護回路の設計に
も関連するが、第二の保護回路である制御トラン
ジスタQ5,Q10等のベースの接続点は第1図に示
すような抵抗R9,R10の接続点及び抵抗R14,R16
の接続点に限られることなく、抵抗R9あるいは
R10の分割点、又は抵抗R14あるいはR15の分割点
に適当な設計により接続されるものであつても良
い。
In terms of circuit configuration, it is also related to the design of the protection circuit centered on transistors Q 3 and Q 8 , which is the first protection circuit, but the base of the control transistors Q 5 and Q 10 , etc., which is the second protection circuit, is also related to the design. The connection point is the connection point of resistors R 9 and R 10 and the connection point of resistors R 14 and R 16 as shown in Figure 1.
without being limited to the connection point of resistor R 9 or
It may be connected to the dividing point of R 10 or to the dividing point of resistors R 14 or R 15 by an appropriate design.

具体的には、第3図aのように例えば3つの抵
抗R9,R19,R10をトランジスタQ6のベースエミ
ツタ間に直列接続し、抵抗R9,R19の結合部をト
ランジスタQ5のベースに、抵抗R19,R10の結合
部をトランジスタQ3のベースに夫々接続しても
よく、また第3図bのように各結合点は抵抗要素
の分割点とすることもできる。第3図bでは、抵
抗要素R9,R19の結合点がトランジスタQ3のベー
スに、抵抗要素R19,R10の結合点がトランジスタ
Q5のベースに夫々結合されている。また第1図
の実施例の抵抗R11,R16、第3図aの実施例の抵
抗R11は何れも省略することも可能である。
Specifically, as shown in Figure 3a, for example, three resistors R 9 , R 19 , and R 10 are connected in series between the base and emitter of transistor Q 6 , and the junction of resistors R 9 and R 19 is connected to the transistor Q 5 . The connecting portions of the resistors R 19 and R 10 may be connected to the base of the transistor Q 3 , respectively, and each connecting point may be a dividing point of the resistive element as shown in FIG. 3b. In Figure 3b, the connection point between resistance elements R 9 and R 19 is at the base of transistor Q 3 , and the connection point between resistance elements R 19 and R 10 is at the base of transistor Q 3.
Each is connected to the base of Q5 . Furthermore, both the resistors R 11 and R 16 in the embodiment shown in FIG. 1 and the resistor R 11 in the embodiment shown in FIG. 3 a can be omitted.

以上のように、この発明によれば、出力パワー
トランジスタの電流検出を、出力パワートランジ
スタのベース・エミツタ間電圧を利用して行なう
とともに、比較的簡単な回路で保護回路を構成し
たので、安価でしかも出力電力ロスを生ずること
なく、電源サージに対し完全な保護を実現できる
効果がある。
As described above, according to the present invention, current detection of the output power transistor is performed using the base-emitter voltage of the output power transistor, and the protection circuit is configured with a relatively simple circuit, so it is inexpensive. Moreover, it has the effect of realizing complete protection against power surges without causing any output power loss.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明回路の一実施例を示す電気接
続図、第2図は動作説明図、第3図a,bはこの
発明回路の他の実施例の要部を示す電気接続図で
ある。図中Q6,Q11は出力トランジスタ、Q4,Q9
は駆動トランジスタ、RA1,RA2は第1の抵抗回
路、RB1,RB2は第2の抵抗回路、Q3,Q8は第
1の保護トランジスタ、Q5,Q10は第2の保護ト
ランジスタである。なお図中同一符号は同一また
は相当部分を示す。
Fig. 1 is an electrical connection diagram showing one embodiment of the circuit of this invention, Fig. 2 is an operation explanatory diagram, and Figs. 3a and 3b are electrical connection diagrams showing main parts of another embodiment of the circuit of this invention. . In the figure, Q 6 and Q 11 are output transistors, Q 4 and Q 9
is a drive transistor, R A1 and R A2 are first resistance circuits, R B1 and R B2 are second resistance circuits, Q 3 and Q 8 are first protection transistors, and Q 5 and Q 10 are second protection transistors. It is a transistor. Note that the same reference numerals in the figures indicate the same or corresponding parts.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 少なくとも1つの出力トランジスタ、 前記出力トランジスタを駆動する駆動トランジ
スタ、 前記出力トランジスタのベースとエミツタとの
間に接続され、前記出力トランジスタのコレクタ
電流に応じた分圧電圧を発生する第1の抵抗回
路、 前記出力トランジスタのコレクタに接続され、
そのコレクタ電圧に応じた検出電圧を導出する第
2の抵抗回路、 そのベースが前記第1および第2の抵抗回路に
接続され、前記駆動トランジスタに対する入力を
制御する第1の保護トランジスタ、ならびに そのエミツタコレクタ回路が前記出力トランジ
スタのベースとエミツタとの間に接続され、その
ベースが前記第1および第2の抵抗回路に接続さ
れた第2の保護トランジスタを備えた、トランジ
スタ保護回路。 2 前記出力トランジスタはプツシユプル動作を
行なうための1対の出力トランジスタを含み、 前記第1および第2の抵抗回路ならびに前記第
1および第2の保護トランジスタは、前記各出力
トランジスタのそれぞれに対応して設けられる、
特許請求の範囲第1項記載のトランジスタ保護回
路。 3 前記第1の抵抗回路は第1ないし第3の抵抗
要素を含み、 前記第1ないし第2の抵抗要素の接続部は前記
第1の保護トランジスタのベースに接続され、 前記第1および第2の抵抗要素の接続部は前記
第2の保護トランジスタのベースに接続される、
特許請求の範囲第1項または第2項記載のトラン
ジスタ保護回路。
[Scope of Claims] 1: at least one output transistor; a drive transistor for driving the output transistor; connected between the base and emitter of the output transistor, generating a divided voltage according to the collector current of the output transistor; a first resistor circuit connected to the collector of the output transistor;
a second resistor circuit that derives a detection voltage according to the collector voltage; a first protection transistor whose bases are connected to the first and second resistor circuits and which controls the input to the drive transistor; A transistor protection circuit comprising a second protection transistor having a collector circuit connected between a base and an emitter of the output transistor, the base of which is connected to the first and second resistor circuits. 2. The output transistor includes a pair of output transistors for performing push-pull operation, and the first and second resistance circuits and the first and second protection transistors correspond to each of the output transistors. provided,
A transistor protection circuit according to claim 1. 3. The first resistance circuit includes first to third resistance elements, connection portions of the first to second resistance elements are connected to the base of the first protection transistor, and the first and second resistance elements are connected to the base of the first protection transistor. a connecting portion of the resistive element is connected to the base of the second protection transistor;
A transistor protection circuit according to claim 1 or 2.
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