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JPS6326896B2 - - Google Patents
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JPS6326896B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6326896B2
JPS6326896B2 JP53098309A JP9830978A JPS6326896B2 JP S6326896 B2 JPS6326896 B2 JP S6326896B2 JP 53098309 A JP53098309 A JP 53098309A JP 9830978 A JP9830978 A JP 9830978A JP S6326896 B2 JPS6326896 B2 JP S6326896B2
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current
circuit
transistor
voltage
power supply
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Application number
JP53098309A
Other languages
Japanese (ja)
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JPS5525922A (en
Inventor
Hisayuki Myamoto
Kenji Ueda
Hisatoshi Nodera
Fumio Kamya
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Omron Corp
Original Assignee
Omron Tateisi Electronics Co
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は物体の存在や位置を無接触で検出す
る高周波発振形近接スイツチのIC化に適した回
路に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a circuit suitable for integrating a high frequency oscillation type proximity switch into an IC that detects the presence or position of an object without contact.

従来の高周波発振形近接スイツチのIC化した
回路は第1図の2点鎖線1で示すように構成され
ている。すなわち外部との接続をなす端子として
正負の電源端子11,12、出力端子13、コイ
ル用端子14及び定電圧端子15を有し、その内
部には発振回路16、コンパレータ17、積分回
路18、コンパレータ19、出力回路20、電源
リセツト回路(電源投入時に出力回路20から誤
出力が生じないようにする回路)21及び定電圧
回路22が形成されている。なお、外部接続端子
としては動作距離調整用可変抵抗の端子や、積分
コンデンサ端子、電源リセツト用コンデンサ端子
等があるが、この明細書中の説明では省略してあ
る。コイル用端子14と負の電源端子12との間
に検出コイル2とコンデンサ3とを接続するよう
になつており、又定電圧端子15と負の電源端子
12との間に側路コンデンサ4を接続するように
なつている。そして検出コイル2に金属等の物体
が近づいたとき発振回路16の発振振巾が変わる
ので、これをコンパレータ17、積分回路18、
コンパレータ19により検知し出力回路20によ
り出力信号を生じるようにしている。
A conventional high-frequency oscillation type proximity switch integrated into an IC circuit is constructed as shown by a two-dot chain line 1 in FIG. That is, it has positive and negative power supply terminals 11 and 12, an output terminal 13, a coil terminal 14, and a constant voltage terminal 15 as terminals for connection with the outside, and inside thereof there are an oscillation circuit 16, a comparator 17, an integration circuit 18, and a comparator. 19, an output circuit 20, a power reset circuit (a circuit for preventing erroneous output from the output circuit 20 when the power is turned on) 21, and a constant voltage circuit 22 are formed. Note that the external connection terminals include a variable resistor terminal for operating distance adjustment, an integrating capacitor terminal, a power supply reset capacitor terminal, etc., but these are omitted from the explanation in this specification. A detection coil 2 and a capacitor 3 are connected between the coil terminal 14 and the negative power terminal 12, and a bypass capacitor 4 is connected between the constant voltage terminal 15 and the negative power terminal 12. It's starting to connect. When an object such as a metal approaches the detection coil 2, the oscillation width of the oscillation circuit 16 changes, and this is changed by the comparator 17, the integration circuit 18,
It is detected by a comparator 19 and an output signal is generated by an output circuit 20.

ところでこの定電圧回路22は第2図に示すよ
うな回路構成が提案されている。なおこの第2図
で定電圧回路を除く他の回路は負荷61として表
現してある。トランジスタ31,32は電流ミラ
ー回路を構成しており、トランジスタ33は直列
制御形電圧安定化回路の主制御トランジスタとし
て機能する。ツエナーダイオード51は定電圧素
子として働き、トランジスタ34はこのツエナダ
イオード51の温度補償用である。
By the way, a circuit configuration as shown in FIG. 2 has been proposed for this constant voltage circuit 22. Note that in FIG. 2, the circuits other than the constant voltage circuit are expressed as a load 61. Transistors 31 and 32 constitute a current mirror circuit, and transistor 33 functions as a main control transistor of a series-controlled voltage stabilizing circuit. The Zener diode 51 functions as a constant voltage element, and the transistor 34 is for temperature compensation of the Zener diode 51.

この第2図の回路で I1R1+VBE1=VBE2 I1R1=VBE2−VBE1=△VBE=VTlo(I0+I2/I1) I1=VT/R1×ln(I0+I2/I1) VT=KT/q=熱電圧 (I0;トランジスタ33のコレクタに流れ込む電
流、I1;トランジスタ31のコレクタに流れる電
流、I2;抵抗42に流れる電流、R1;抵抗41の
値、VBE1;トランジスタ31のベース・エミツタ
間電圧、VBE2;トランジスタ32のベース・エミ
ツタ間電圧) の関係が成り立つ。すなわち電流I0とI2と電流I1
は抵抗41の値R1によつてきまる比率で一定の
関係を保つ。
In this circuit of Fig. 2, I 1 R 1 +V BE1 = V BE2 I 1 R 1 = V BE2 −V BE1 = △V BE = V Tlo (I 0 + I 2 /I 1 ) I 1 = V T /R 1 ×ln (I 0 + I 2 / I 1 ) V T = KT / q = thermal voltage (I 0 ; current flowing into the collector of the transistor 33, I 1 ; current flowing into the collector of the transistor 31, I 2 ; flowing into the resistor 42 The relationship holds true: current, R 1 ; value of resistor 41, V BE1 ; base-emitter voltage of transistor 31, V BE2 ; base-emitter voltage of transistor 32). i.e. current I 0 and I 2 and current I 1
maintains a constant relationship at a ratio determined by the value R 1 of the resistor 41.

電源電圧Vccがツエナダイオード51のツエナ
電圧Vzにくらべ十分高い時にはトランジスタ3
3のエミツタ側電圧すなわち定電圧出力側の電圧
Vstabは Vstab=Vz+VBE4−VBE3 (VBE3、VBE4;トランジスタ33,34のベー
ス・エミツタ間電圧) なお VBE4≒VBE3 ならば Vstab=Vz となつてほぼ定電圧を保つ。
When the power supply voltage Vcc is sufficiently higher than the Zener voltage Vz of the Zener diode 51, the transistor 3
Voltage on the emitter side of 3, that is, voltage on the constant voltage output side
Vstab is Vstab = Vz + V BE4 - V BE3 (V BE3 , V BE4 ; voltage between base and emitter of transistors 33 and 34) If V BE4 ≒ V BE3 , Vstab = Vz and maintains an almost constant voltage.

この場合負荷61が定インピーダンスであると
すると、負荷61に流れこむ電流ILは一定であり IL=I0/hFE3+I0=1+hFE3/hFE3I0≒I0 (hFE3=トランジスタ33のhFE) の関係が成り立つ。従つて電流I1は電流I2の変化
分だけ変動し I0=I0+I2/n (n;比例定数) となる。
In this case, assuming that the load 61 has a constant impedance, the current I L flowing into the load 61 is constant, I L = I 0 /h FE3 + I 0 = 1 + h FE3 /h FE3 I 0 ≒ I 0 (h FE3 = transistor 33 h FE ) holds true. Therefore, the current I 1 changes by the amount of change in the current I 2 and becomes I 0 =I 0 +I 2 /n (n: constant of proportionality).

したがつて定電圧Vstabが一定値を保つている
領域においては電源電圧Vccが変化した場合には
端子11に流れる電流Iccは抵抗42の値R2によ
つて決まる I2=Vcc−VBE2−VBE3−Vz/R2 で表わされる電流I2だけ電源電圧Vccに従つて増
減する。この抵抗42は端子11に電圧が印加さ
れた時トランジスタ33を作動させ電流I0を流し
始め、さらにそのことによつて電流I1を供給する
ための抵抗であり、この定電圧回路を働かせるた
めのトリガ用となつている。そのためこの抵抗4
2の値R2はあまり小さいと前記の式のように電
源電圧Vccの増大に従つて電流I2が増大し、すな
わち電源端子11,12間に流れる回路全体の消
費電流が増えてしまつてむだなことになる。その
ため一般的には抵抗42の値R2を高抵抗とし、
抵抗41の値R1は、電流I2によつてトランジスタ
33をドライブして電流I0を流し、又電流I1を流
すことによつてさらにトランジスタ33をドライ
ブして所定の電流値I0を得、しかもツエナ電圧が
一定となるようなツエナ電流をツエナーダイオー
ド51に流すように、決定する。
Therefore, in a region where the constant voltage Vstab maintains a constant value, when the power supply voltage Vcc changes, the current Icc flowing to the terminal 11 is determined by the value R2 of the resistor 42: I2 = Vcc - V BE2 −V BE3 −Vz/R 2 The current I 2 increases or decreases according to the power supply voltage Vcc. This resistor 42 is a resistor for activating the transistor 33 to start flowing the current I0 when a voltage is applied to the terminal 11, and thereby supplying the current I1 , and for operating this constant voltage circuit. It is used as a trigger. Therefore this resistance 4
If the value R 2 of 2 is too small, the current I 2 will increase as the power supply voltage Vcc increases, as shown in the above equation, and the current consumption of the entire circuit flowing between the power supply terminals 11 and 12 will increase, which is wasteful. It will happen. Therefore, generally the value R 2 of resistor 42 is set as high resistance,
The value R 1 of the resistor 41 is determined by driving the transistor 33 with the current I 2 to cause the current I 0 to flow, and by causing the current I 1 to flow, further driving the transistor 33 to generate a predetermined current value I 0 . The Zener current is determined to flow through the Zener diode 51 such that the Zener voltage is constant and the Zener voltage is constant.

この回路は定電圧回路の主制御トランジスタ3
3のベース電流とツエナダイオード51に流すツ
エナ電流とを必要最小限に限定し、不用な電流が
ツエナダイオード51に流れないようにトランジ
スタ33のドライブ電流に一種の電流制限をかけ
ている方式をとつている。
This circuit is the main control transistor 3 of the constant voltage circuit.
The base current of transistor 3 and the zener current flowing through zener diode 51 are limited to the necessary minimum, and a type of current limit is applied to the drive current of transistor 33 to prevent unnecessary current from flowing through zener diode 51. It's on.

ところがこの回路には次のような欠点がある。
電源電圧Vccが徐々に上昇してくると、トランジ
スタ32と抵抗42を通して電流I2が流れトラン
ジスタ33がドライブされるが、この時Vccがツ
エナ電圧よりも低い場合にはツエナ電流Izは流れ
ず I0=hFE3・I2 なる電流I0がトランジスタ33のコレクタに流れ
る。その結果トランジスタ31のコレクタに電流
I1が流れ、このことによりさらに電流I0が増大す
る。これが繰り返されて電源電圧Vccに従つて Vcc=I2R2+VBE2+I0RL+VBE3 …(1) ただしIL≒I0 (IL;負荷61に流れる電流 RL;負荷61の抵
抗値) を満足する関係を保持して安定する。この場合に I0=(I1+I2)hFE3 …(2) I1=I2+I0/n …(3) (n;比例定数) が成立する。そのため上記式(2)、(3)より次の式が
求められる。
However, this circuit has the following drawbacks.
When the power supply voltage Vcc gradually rises, a current I2 flows through the transistor 32 and the resistor 42, driving the transistor 33. However, at this time, if Vcc is lower than the Zener voltage, the Zener current Iz does not flow I. A current I 0 of 0 = h FE3 · I 2 flows into the collector of the transistor 33. As a result, a current flows into the collector of transistor 31.
I 1 flows, which further increases the current I 0 . This is repeated and according to the power supply voltage Vcc, Vcc = I 2 R 2 + V BE2 + I 0 R L + V BE3 ... (1) where I L ≒ I 0 (I L ; current flowing through load 61 R L ; resistance of load 61 value) is maintained and stable. In this case, the following holds true: I 0 = (I 1 + I 2 ) h FE3 (2) I 1 = I 2 + I 0 /n (3) (n: constant of proportionality). Therefore, the following equation can be obtained from equations (2) and (3) above.

I2=n−hFE3/(1+n)hFE3I0 …(4) (i)n>hFE3 の場合(1)式と(4)式より I0=Vcc−(VBE2+VBE3)/KR2+RL ただし K=n−hFE3/(1+n)hFE3 したがつてこの場合には電流I0は電源電圧Vccに
従つてリニヤに変化し、電源電圧Vccとトランジ
スタ33のベース電圧V0と安定化された電圧
Vstabとの関係は第3図に示すようになる。
I 2 = n - h FE3 / (1 + n) h FE3 I 0 ... (4) (i) If n > h FE3 , from equations (1) and (4), I 0 = Vcc - (V BE2 + V BE3 ) / KR 2 +R L However, K=n-h FE3 / (1+n)h FE3 Therefore, in this case, the current I 0 changes linearly according to the power supply voltage Vcc, and the power supply voltage Vcc and the base voltage of the transistor 33 V 0 and stabilized voltage
The relationship with Vstab is shown in Figure 3.

(ii)n=hFE3の場合 I2=0 となり I0=Vcc−(VBE2+VBE3)/RL したがつてこの場合は当初電流I2が流れてトラ
ンジスタ33がドライブされ、電流I0が流れるこ
とによつてトランジスタ33のコレクタ・ベース
間の電圧VCBが VCB=0 となり、電流I1は I1=Vcc−VBE2−VBE3−I0RL/R1=VBE2−VBE1/R1 となつて、抵抗42を取り去つた形におけるトラ
ンジスタ31,32による電流ミラー回路による
バイアス電流だけで働いていることになる。
(ii) In the case of n=h FE3 , I 2 = 0 and I 0 = Vcc-(V BE2 + V BE3 )/R L Therefore, in this case, the current I 2 initially flows to drive the transistor 33, and the current I 0 As a result, the voltage V CB between the collector and base of the transistor 33 becomes V CB = 0, and the current I 1 becomes I 1 = Vcc − V BE2 − V BE3I 0 R L /R 1 = V BE2 − V BE1 /R 1 , which means that only the bias current generated by the current mirror circuit formed by the transistors 31 and 32 with the resistor 42 removed operates.

(iii)n<hFE3の場合 I2<0 となり電流I2が第2図の矢印とは逆方向に流れ、
すなわちトランジスタ33のベース側が正の電位
に、コレクタ側が負の電位にバイアスされること
になる。このことはトランジスタ33のコレクタ
側に、電源電圧Vccとの間にトランジスタ32に
よるダイオードが挿入されるために起り得る。こ
の場合トランジスタ33は飽和状態になつており
トランジスタ33のコレクタ・エミツタ間電圧は
飽和電圧Vsatになり Vsat<VBE3 のため V2=Vsat−VBE3<0 となる。
(iii) When n < h FE3 , I 2 < 0, and the current I 2 flows in the opposite direction to the arrow in Figure 2.
That is, the base side of the transistor 33 is biased to a positive potential, and the collector side is biased to a negative potential. This can occur because a diode formed by the transistor 32 is inserted between the collector side of the transistor 33 and the power supply voltage Vcc. In this case, the transistor 33 is in a saturated state, and the voltage between the collector and emitter of the transistor 33 becomes the saturation voltage Vsat, and since Vsat<V BE3 , V 2 =Vsat−V BE3 <0.

その結果トランジスタ31のコレクタ側が正
に、ベース側が負にバイアスされて、トランジス
タ31,32による電流ミラー回路は正常な動作
をせず、ほぼ電源電圧Vccと抵抗41の値R1によ
つてきまる電流ミラー動作の時の電流よりも多い
電流が、電流I1として流れる。この時 VBE2≒VBE3 とすると Vcc=VBE2+V2+V0 より Vcc=V0+Vsat となりI1は I1≒Vsat/R1 となる。
As a result, the collector side of the transistor 31 is biased positively and the base side is biased negatively, and the current mirror circuit formed by the transistors 31 and 32 does not operate normally, and the current is approximately determined by the power supply voltage Vcc and the value R 1 of the resistor 41. A current larger than the current during current mirror operation flows as current I1 . At this time, if V BE2 ≒V BE3 , then Vcc=V BE2 +V 2 +V 0 , so Vcc=V 0 +Vsat, and I 1 becomes I 1 ≒Vsat/R 1 .

この場合さらに電源電圧Vccが上昇したとする
と Vcc=Vz+VBE4+VBE2 となつた時に、抵抗42の両端の電位差は0とな
り、上述の逆方向バイアスが解消されトランジス
タ31,32による電流ミラー回路は正常な動作
を開始する。この場合 n<hFE3 ということは抵抗41の値R1が小さいことを示
しており、飽和状態における電流I1と正常時のI1
との差が大きくなり、第5図に示すように負性特
性を生じることになる。
In this case, if the power supply voltage Vcc further increases, when Vcc = Vz + V BE4 + V BE2 , the potential difference across the resistor 42 becomes 0, the above-mentioned reverse bias is eliminated, and the current mirror circuit formed by transistors 31 and 32 operates normally. start an action. In this case, n<h FE3 means that the value R 1 of the resistor 41 is small, and the current I 1 in the saturated state and I 1 in the normal state
As a result, the difference between the two values increases, resulting in a negative characteristic as shown in FIG.

その結果第4図、第5図及び第6図に示すよう
な特性となる。
As a result, the characteristics shown in FIGS. 4, 5, and 6 are obtained.

以上述べたようにnとhFE3の3通りの関係の場
合でそれぞれ動作が異なる。(i)の場合は負荷
電流ILを流すためには電流I1だけでは不足であ
り、電流I2の助けをかりなければならない。すな
わち抵抗42の値R2が高抵抗であると、抵抗4
2の両端の電位差が大きくなつて、必要な負荷電
流ILとツエナダイオード51が定電圧を保つのに
必要な電流Izが流れるようにならないと、安定化
電圧Vstabは定電圧領域にならないし、逆に抵抗
値R2を小さくして、抵抗42の両端の電位が小
さいうちから必要な負荷電流ILと必要なツエナ電
流Izを流すようにすると、今度は電源電圧Vccが
高くなるに従つて、電流I2が増大しトランジスタ
Q3のバイアス電流が増加し、当初の目的のバイ
アス電流の定電流化を達成することができない。
さらに電流I2による消費電流の増大という結果を
生じ、IC化した場合のパワーにも影響を及ぼす
(ICのパツケージによる消費電力の限定によつて
出力段のドライブ電流を大きくできなくなる)。
又このIC化した回路を交流2線式近接スイツチ
のセンサ部として用いた場合には消費電流が大き
いので、負荷、例えばリレーをオフさせている時
にもリレーには大きな漏れ電流が流れることにな
り、軽負荷のリレーなどでは復帰不良やチヤタリ
ングを起すことになつて好ましいものでない。
As described above, the operations differ depending on the three relationships between n and hFE3 . In case (i), the current I 1 alone is insufficient to cause the load current I L to flow, and the current I 2 must be used. In other words, if the value R 2 of the resistor 42 is high, the resistor 4
Unless the potential difference between both ends of Vstab becomes large and the necessary load current I L and the current Iz necessary for the Zener diode 51 to maintain a constant voltage flow, the stabilizing voltage Vstab will not be in the constant voltage region. Conversely, if the resistance value R 2 is made small and the necessary load current I L and necessary Zener current Iz are started to flow while the potential across the resistor 42 is small, then as the power supply voltage Vcc increases, , the current I 2 increases and the transistor
The bias current of Q 3 increases, making it impossible to achieve the original objective of making the bias current constant.
Furthermore, this results in an increase in current consumption due to the current I 2 , which also affects the power when integrated into an IC (the power consumption is limited by the IC package, making it impossible to increase the output stage drive current).
Also, when this IC circuit is used as the sensor part of an AC 2-wire proximity switch, the current consumption is large, so even when the load, such as a relay, is turned off, a large leakage current will flow through the relay. This is not preferable for light-load relays, etc., as it may cause reset failure or chattering.

(iii)の場合にはトランジスタ33のバイアス
電流に負性現象が生じ、例えば R1=2KΩ(n≒40)、IL=2mA hFE3=100、Vsat=0.1V とすると飽和時に I1=50μA、I2=0 となり正常時には I1=20μA となるので飽和時から正常時に移る時50μAから
20μAにダウンすることになる。そのため定電圧
端子15に側路コンデンサ4を接続して発振波形
の定電圧ラインへの重畳防止をはかろうとする
と、逆にこの負性現象による発振現象(第7図に
示す)が生じるという不都合がある。
In case (iii), a negative phenomenon occurs in the bias current of the transistor 33. For example, if R 1 = 2KΩ (n≒40), I L = 2mA h FE3 = 100, and Vsat = 0.1V, I 1 = 50μA, I 2 = 0, and when normal, I 1 = 20μA, so when moving from saturation to normal, from 50μA
The current will drop to 20μA. Therefore, if an attempt is made to prevent the oscillation waveform from being superimposed on the constant voltage line by connecting the bypass capacitor 4 to the constant voltage terminal 15, an oscillation phenomenon (shown in FIG. 7) due to this negative phenomenon will occur, which is an inconvenience. There is.

この負性現象は安定化電圧Vstabが定電圧とな
る近辺で生じるので、ICとしての使用電圧範囲
をなるべく低くまで拡大して使用し易くしたいの
に、このことによつて制限され、使用電圧範囲は
限定されたものとならざるを得ない。又交流2線
式の近接スイツチとして使用する場合には、負荷
がオフした時に残る電圧、すなわち残留電圧が大
きくなり望ましくない。いずれにしても定電圧回
路に発振現象を生じる領域が存在することは回路
的にも好ましくないものである。
This negative phenomenon occurs in the vicinity where the stabilizing voltage Vstab becomes a constant voltage, so although we would like to expand the operating voltage range of the IC to as low as possible to make it easier to use, this limits the operating voltage range. must be limited. Furthermore, when used as an AC two-wire proximity switch, the voltage that remains when the load is turned off, that is, the residual voltage, increases, which is undesirable. In any case, the existence of a region in which an oscillation phenomenon occurs in a constant voltage circuit is undesirable from a circuit standpoint.

又、(ii)の場合には一応最も望ましい状態で
ある。すなわち最初に電流I2によつてトランジス
タ33をトリガすれば、トランジスタ33のコレ
クタ・ベース間の電圧VCBが VCB=0 となり、電流I2は流れず、電源電圧Vccが変化し
ても定電圧領域では負荷61の抵抗RLが一定な
らば、消費電流はまつたく変化しない。
In addition, case (ii) is the most desirable state. That is, if the transistor 33 is first triggered by the current I 2 , the voltage V CB between the collector and base of the transistor 33 becomes V CB = 0, the current I 2 does not flow, and it remains constant even if the power supply voltage Vcc changes. In the voltage domain, if the resistance R L of the load 61 is constant, the current consumption does not change at all.

しかしながらhFE3は温度により大きく変り、n
も温度により変化するため全温度範囲(使用温
度)にわたつて n=hFE3 とするのは実際上まつたく不可能なことであり、
常温において n=hFE3 と設定したとしても温度がかわれば(i)または
(iii)の場合へスライドしてしまうことになる。
However, h FE3 varies greatly depending on temperature, and n
It also changes with temperature, so it is practically impossible to set n=h FE3 over the entire temperature range (usage temperature).
Even if you set n=h FE3 at room temperature, if the temperature changes, it will slide to case (i) or (iii).

本発明は上記に鑑み、主制御トランジスタ33
のバイアス電流が電源電圧Vccの大きな変化に対
してもほとんど変化しないような構成とし、この
ことによつて消費電流の増加をおさえ、しかも安
定で負性現象を生じることがない、側路コンデン
サを取り付けた定電圧回路を有する近接スイツチ
の回路を提供することを目的とする。
In view of the above, the present invention provides main control transistor 33
The bias current of the circuit is configured so that it hardly changes even with large changes in the power supply voltage Vcc, thereby suppressing the increase in current consumption and creating a stable bypass capacitor that does not cause negative phenomena. It is an object of the present invention to provide a circuit of a proximity switch with an attached constant voltage circuit.

以下本発明の一実施例を第8図を参照しながら
説明する。第8図においてトランジスタ73は直
列制御形安定化回路の主制御トランジスタをなし
ている。このトランジスタ73のベースにはベー
ス電圧を定電圧化するためのツエナダイオード8
4が接続されている。なおダイオード83はこの
ツエナダイオード84の温度補償用である。トラ
ンジスタ73のコレクタ・ベース間には抵抗81
が接続されている。トランジスタ74,75は電
流ミラー回路を構成している。トランジスタ7
1,72も又電流ミラー回路を構成している。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. In FIG. 8, transistor 73 serves as the main control transistor of the series-controlled stabilizing circuit. A Zener diode 8 is connected to the base of this transistor 73 to make the base voltage constant.
4 are connected. Note that the diode 83 is for temperature compensation of this Zener diode 84. A resistor 81 is connected between the collector and base of the transistor 73.
is connected. Transistors 74 and 75 constitute a current mirror circuit. transistor 7
1 and 72 also constitute a current mirror circuit.

この第8図の回路で、電源電圧Vccが徐々に立
ち上つてくると、抵抗81を通して電流IRが流れ
トランジスタ73をドライブする。この時電源電
圧Vccがツエナ電圧よりも低いものとするとツエ
ナ電流Izは流れず I0=hFE3・IR なる電流I0がエミツタより流れ出る。この電流I0
は負荷61を流れる電流ILと抵抗82を流れる電
流Iとに分流するので I0=I+IL となる。この電流Iが流れると、トランジスタ7
4,75でなる電流ミラー回路により、トランジ
スタ74のコレクタに電流I1が流れる。この電流
I1はトランジスタ71,72でなる電流ミラー回
路によりトランジスタ72のコレクタに電流I2
流す。第8図においては I≒I1≒I2 となるように構成してある。しかしながら I1=I/m、I2=I1/n (m、n;比例定数) となるように構成し I2=I/mn としてもかまわない。
In the circuit shown in FIG. 8, when the power supply voltage Vcc gradually rises, a current I R flows through the resistor 81 and drives the transistor 73. At this time, if the power supply voltage Vcc is lower than the zener voltage, the zener current Iz does not flow and a current I 0 of I 0 =h FE3 ·I R flows out from the emitter. This current I 0
Since the current I L flows through the load 61 and the current I flows through the resistor 82, I 0 =I+ IL . When this current I flows, transistor 7
A current I 1 flows through the collector of the transistor 74 through the current mirror circuit formed by the transistor 74 . this current
I 1 causes current I 2 to flow through the collector of transistor 72 by a current mirror circuit made up of transistors 71 and 72 . In FIG. 8, the configuration is such that I≒I 1 ≒I 2 . However, I 1 =I/m and I 2 =I 1 /n (m, n: constant of proportionality) may be configured so that I 2 =I/mn.

そしてこのI2により次の関係が成り立つ I0=(I2+IR)hFE3 この電流I0が電流Iと電流ILとに分流し、再び又
帰還されてI0は又増加する。こうして電流I0が増
大し安定化電圧Vstabが電源電圧Vccに応じた所
定の値となつた時安定する。
The following relationship holds true with this I 2 : I 0 =(I 2 +I R )h FE3 This current I 0 is divided into a current I and a current I L , and is fed back again, so that I 0 increases again. In this way, the current I 0 increases and becomes stable when the stabilized voltage Vstab reaches a predetermined value depending on the power supply voltage Vcc.

ここでたとえトランジスタ73が飽和したとし
ても、トランジスタ73のコレクタは電源電圧
Vccに接続されており、第2図のようにダイオー
ドが間に入つていないため、トランジスタ73の
コレクタ・ベース間は必ずコレクタ側が正、ベー
ス側が負となり、トランジスタ72が飽和するこ
とはない。そのためトランジスタ71,72は常
に正常な電流ミラー回路として働く。
Here, even if transistor 73 is saturated, the collector of transistor 73 is at the power supply voltage.
Since it is connected to Vcc and there is no diode in between as shown in FIG. 2, the collector side of the transistor 73 is always positive and the base side is negative, and the transistor 72 is never saturated. Therefore, transistors 71 and 72 always function as a normal current mirror circuit.

すなわちトランジスタ73のコレクタ・エミツ
タ間電圧VCEは VCE=VBE3+IRR1 (R1;抵抗81の値) となる。
That is, the collector-emitter voltage V CE of the transistor 73 is V CE =V BE3 +I R R 1 (R 1 ; value of the resistor 81).

このように電流I2に負性現象が生じないため、
定電圧端子15に、発振波形の重畳防止用側路コ
ンデンサをなんの心配もなく取り付けることがで
きる。
In this way, since no negative phenomenon occurs in the current I 2 ,
A bypass capacitor for preventing superimposition of oscillation waveforms can be attached to the constant voltage terminal 15 without any worries.

又 I2>I0/hFE3 となるようにしておけば、電流Izは Iz=IR+I2−I0/hFE3 となり、電流IRは最初のトリガにだけ使用する十
分小さな値としてもツエナダイオード84には Iz≒I2−I0/hFE の電流Izが流れ、トランジスタ73のベース電圧
V0は十分定電圧を保つ。したがつて抵抗81の
値R1は最初トランジスタ73をドライブするに
足る十分大きな抵抗でありさえすればよい。
Also, if I 2 > I 0 /h FE3 , the current Iz will be Iz = I R + I 2 - I 0 /h FE3 , and even if the current I R is a small enough value to be used only for the first trigger, A current Iz of Iz≒I 2 −I 0 /h FE flows through the Zener diode 84, and the base voltage of the transistor 73
V 0 maintains a sufficiently constant voltage. Therefore, the value R 1 of resistor 81 only needs to be large enough to drive transistor 73 initially.

さらに Vcc>VD+Vz+VEC (VEC;トランジスタ72のエミツタ・コレクタ
間電圧) の場合には、一度電流IRによりトランジスタ73
がドライブされれば、あとは抵抗81を取りはず
しても安定化電圧Vstabは定電圧を保ち、電源電
圧Vccが変化しても端子11,12間に流れる電
流Iccは変化せず一定値を保つ。
Furthermore, in the case of Vcc > V D + Vz + V EC (V EC ; voltage between the emitter and collector of transistor 72), once the current I R causes transistor 73 to
Once driven, the stabilizing voltage Vstab remains constant even if the resistor 81 is removed, and even if the power supply voltage Vcc changes, the current Icc flowing between the terminals 11 and 12 does not change and remains constant.

又抵抗81を接続したままであつても、抵抗8
1は十分大きな高抵抗でよいから、電源電圧Vcc
の変化に対しても電流IRの変化が微少となり、そ
の結果電流Iccの変化も微少となつて消費電流の
変化はほとんどなくなる。
Also, even if resistor 81 is connected, resistor 8
1 can be a sufficiently large high resistance, so the power supply voltage Vcc
The change in the current I R is also small with respect to the change in , and as a result, the change in the current Icc is also small, and there is almost no change in the current consumption.

以上のように本発明によれば、発振波形の電源
ラインへの重畳を防ぐ側路コンデンサを有する近
接スイツチ回路において、主制御トランジスタの
入力側とベースとの間に高抵抗を接続し、この主
制御トランジスタの出力の一部を基準電流として
主制御トランジスタのベースに正帰還する第1、
第2の電流ミラー回路を設けたので、主制御トラ
ンジスタのベース部の電圧が正帰還により素早く
定電圧になり、また電源電圧の変化により変化す
るのは高抵抗に流れる電流のみで、この抵抗の抵
抗値が高いため、流れる電流は少なく、よつて消
費電流の変化もほとんどないとともに、消費電流
自体も少ないものとすることができる。また、定
電圧領域となる電源電圧の値は定電圧素子間に生
じる電圧プラス第2の電流ミラー回路を構成して
いるトランジスタのON電圧以上であれば十分で
あり、使用できる電源電圧の範囲を広くとれる。
As described above, according to the present invention, in a proximity switch circuit having a bypass capacitor that prevents the oscillation waveform from being superimposed on the power supply line, a high resistance is connected between the input side and the base of the main control transistor. A first circuit that positively feeds back a portion of the output of the control transistor as a reference current to the base of the main control transistor;
Since the second current mirror circuit is provided, the voltage at the base of the main control transistor quickly becomes a constant voltage due to positive feedback, and only the current flowing through the high resistance changes due to changes in the power supply voltage. Since the resistance value is high, the current that flows is small, so there is almost no change in the current consumption, and the current consumption itself can be made small. In addition, the value of the power supply voltage in the constant voltage region is sufficient as long as it is equal to or higher than the voltage generated between the constant voltage elements plus the ON voltage of the transistor that constitutes the second current mirror circuit, which limits the range of power supply voltage that can be used. It can be taken widely.

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

第1図は従来例を示すブロツク図、第2図は第
1図の一部を具体的に示す回路図、第3図及び第
4図は第2図の各電圧特性を示すグラフ、第5図
は第2図の電源電圧Vccと電流I1との関係を示す
グラフ、第6図は電源電圧Vccとツエナ電流Izと
の関係を示すグラフ、第7図は第2図電源電圧
Vccと安定化電圧Vstabとの関係を示すグラフ、
第8図は本発明の一実施例を示す回路図である。 16……発振回路、17,19……コンパレー
タ、18……積分回路、20……出力回路、21
……電源リセツト回路、22……定電圧回路、3
3,37……直列制御形安定化回路の主制御トラ
ンジスタ、31;32,71;72,74;7
5、……電流ミラー回路を構成するトランジス
タ。
FIG. 1 is a block diagram showing a conventional example, FIG. 2 is a circuit diagram specifically showing a part of FIG. 1, FIGS. 3 and 4 are graphs showing each voltage characteristic of FIG. 2, and FIG. The figure is a graph showing the relationship between power supply voltage Vcc and current I1 in Figure 2, Figure 6 is a graph showing the relationship between power supply voltage Vcc and Zener current Iz, and Figure 7 is a graph showing the relationship between power supply voltage Vcc and current Iz in Figure 2.
A graph showing the relationship between Vcc and stabilization voltage Vstab,
FIG. 8 is a circuit diagram showing one embodiment of the present invention. 16...Oscillation circuit, 17, 19...Comparator, 18...Integrator circuit, 20...Output circuit, 21
... Power supply reset circuit, 22 ... Constant voltage circuit, 3
3, 37... Main control transistor of series control type stabilization circuit, 31; 32, 71; 72, 74; 7
5....A transistor that constitutes a current mirror circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 検出コイルを含んで形成される発振回路と、
この発振回路の発振振幅に応じて出力信号を生じ
る信号処理回路と、これらの回路に一定の電圧を
印加する定電圧回路と、発振波形の電源ラインへ
の重畳を防ぐ側路コンデンサとを有してなる近接
スイツチ回路において、 前記定電圧回路はベースに定電圧素子が接続さ
れた直列制御形主制御トランジスタと、この主制
御トランジスタの入力側とベースとの間に接続さ
れ電源投入時にこの主制御トランジスタを動作さ
せる程度の電流を前記ベースに流す高抵抗と、こ
の主制御トランジスタの出力側に流れる電流の一
部を基準電流とした第1の電流ミラー回路と、前
記第1の電流ミラー回路の電流を基準電流として
前記主制御トランジスタの入力側とベースとの間
に電流を流すための第2の電流ミラー回路とより
なることを特徴とする近接スイツチ回路。
[Claims] 1. An oscillation circuit formed including a detection coil;
It has a signal processing circuit that generates an output signal according to the oscillation amplitude of this oscillation circuit, a constant voltage circuit that applies a constant voltage to these circuits, and a bypass capacitor that prevents the oscillation waveform from being superimposed on the power supply line. In the proximity switch circuit, the constant voltage circuit is connected between a series-controlled main control transistor having a constant voltage element connected to its base, and the input side of this main control transistor and the base, and when the power is turned on, this main control circuit is connected. a high resistance that allows a current sufficient to operate the transistor to flow through the base; a first current mirror circuit that uses a portion of the current flowing to the output side of the main control transistor as a reference current; and the first current mirror circuit. A proximity switch circuit comprising a second current mirror circuit for flowing a current between the input side and the base of the main control transistor using the current as a reference current.
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JPS5227540A (en) * 1975-08-21 1977-03-01 Nec Corp Constant-voltage supply circuit
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