JP5054394B2 - 電流源制御回路 - Google Patents
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Description
以下、同図を参照しつつ、この従来回路について説明すれば、この従来回路は、外部から印加された入力信号がコンダクタンスアンプgm AMPにより電流変換され、トランジスタQ1を介して、出力段に印加されてフルスイング出力可能となっているもので、出力段は、トランジスタQ8,Q9がプッシュプル接続されて構成されたものとなっている。
なお、図3において、電流源回路7Aは、出力回路の動作に必要な電流の供給を行う回路であって、具体的には、トランジスタQ1に接続された電流源I2、上述のアイドリング電流供給部41Aに設けられた電流源I5及び電流源I6を含むと共に、図示されない他の電流源、例えば、コンダクタンスアンプgm AMPへ電流を供給するための電流源(図示せず)などを総括的に現したものである。
なお、この種の出力回路としては、例えば、特許文献1等に開示されたものがある。
前記アイドリング電流供給部の電流変化を検出するアイドル電流検出部と、
前記アイドル電流検出部により検出された前記アイドリング電流供給部の電流変化が、所定時間以上に亘って所定以上である場合に、前記出力段に異常電流が生じたとする所定の判定信号を出力する判定部と、前記判定部の出力に応じて、前記電流源回路の動作を停止せしめる所定の制御信号を出力する制御信号出力部と、を具備してなるものである。
かかる構成において、前記出力回路の前段には、信号処理回路が設けられ、当該信号処理回路は回路動作に必要な電流供給を行う電流源回路を有する一方、前記制御信号出力部の制御信号を、前記出力回路に設けられた電流源回路と共に、前記信号処理回路に設けられた電流源回路に印加し、2つの電流源回路の停止を可能としても好適である。
また、前記出力段を構成するトランジスタのベース電流の変化を検出するベース電流検出部が設けられ、前記判定部は、前記ベース電流検出部により検出されたベース電流の変化が、所定時間以上に亘って所定以上である場合に、前記出力段に異常電流が生じたとする所定の判定信号を出力するよう構成されてなるものとしても好適である。
特に、出力回路の前段の回路は動作状態にしつつ、出力回路の電流源回路だけを動作停止とする場合には、出力回路は、前段の回路に比して回路構成が簡素なため、動作復帰の際に要する時間が比較的短くて済み、円滑な動作復帰が実現できるという効果を奏するものである。
なお、以下に説明する部材、配置等は本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨の範囲内で種々改変することができるものである。
最初に、本発明の実施の形態における電流源制御回路の第1の構成例について、図1を参照しつつ説明する。
本発明の実施の形態における電流源制御回路3は、入力信号に対して所定の信号処理を施す信号処理回路2と、この信号処理回路2の出力をフルスイングで出力可能に構成された出力回路1とを具備してなる装置において、信号処理回路2に設けられた電流源回路(図1においては「I−SOURCE1」と表記)6及び出力回路1に設けられた電流源回路(図1においては「I−SOURCE2」と表記)7の動作制御に適するものである。
なお、かかる電流源回路6は、外部から所定の制御信号が印加されることで、その動作の開始、停止が制御できるようになっているものである。
出力回路1は、従来回路と基本的に同一の構成を有してなるもので、外部から印加された入力信号を電流変換して出力するコンダクタンスアンプ(図1においては「gm AMP」と表記)20と、このコンダクタンスアンプ20の出力を電流・電圧変換し、第8及び第9のトランジスタ((図1においては、それぞれ「Q8」、「Q9」と表記))により構成された最終出力段を駆動する第1のトランジスタ(図1においては「Q1」と表記)11と、最終出力段を構成する第8及び第9のトランジスタ18,19と、アイドリング電流供給部41とを主たる構成要素として構成されたものとなっている。
コンダクタンスアンプ20の出力端子は、pnp型の第1のトランジスタ11のベースに接続されており、この第1のトランジスタ11のエミッタは、定電流I2を出力する第1の定電流源21及び定電流I5を出力する第2の定電流源22に接続されている。さらに、第1のトランジスタ11のエミッタは、npn型の第5のトランジスタ(図1においては「Q5」と表記)15のコレクタ、pnp型の第6及び第7のトランジスタ(図1においては、それぞれ「Q6」、「Q7」と表記)16,17のエミッタ並びに第8のトランジスタ18のベースに接続されている。
(図1においては「Q2」と表記)12のコレクタに接続されている。
第2のトランジスタ12は、npn型の第3のトランジスタ(図1においては「Q3」と表記)13と共にカレントミラー回路を構成するものとなっている。
すなわち、第2及び第3のトランジスタ12,13は、各々のベースと第2のトランジスタ12のコレクタが相互に接続されて、第2のトランジスタ12がいわゆるダイオード接続された状態とされている一方、第2及び第3のトランジスタ12,13のエミッタは、共にグランドに接続されている。
そして、第4のトランジスタ14のコレクタは、後述する電流制御回路3に設けられた第1のカレントミラー回路(図1においては「CUR1」と表記)31の入力段INに接続されたものとなっている。
また、第4及び第7のトランジスタ14,17は、後述するように第1及び第3のカレントミラー回路31,33と共に、電流源制御回路3のアイドル電流検出部42を構成するものとなっており、第4のトランジスタ14及び第1のカレントミラー回路31により、第5のトランジスタ15の電流検出が、また、第7のトランジスタ17及び第3のカレントミラー回路33により、第6のトランジスタ16の電流検出が、それぞれ行われるようになっている。なお、第4及び第7のトランジスタ14,17は、電流源制御回路3におけるアイドル電流検出部42を構成するものであるが、図1においては、回路表記の便宜上、出力回路1内に図示してある。
なお、出力回路1には、その回路動作に必要な電流を供給する電流源回路7が設けられている。ここで、本発明の実施の形態における電流源回路7は、コンダクタンスアンプ20への電流を供給するための電流源(図示せず)などの他に、先に述べた第1乃至第3の定電流源21〜23をも含み、これらを総括的に現したものである。
また、かかる電流源回路7は、外部から所定の制御信号が印加されることで、その動作の開始、停止が制御できるようになっているものである。
アイドル電流検出部42は、先に説明したアイドリング電流供給部41の第5のトランジスタ15に対して、ベース及びエミッタがそれぞれ共通となるように接続された第4のトランジスタ14と、この第4のトランジスタ14のコレクタに接続された第1のカレントミラー回路31と、アイドリング電流供給部41の第6のトランジスタ16に対して、ベース及びエミッタがそれぞれ共通となるように接続された第7のトランジスタ17と、この第7のトランジスタ17のコレクタが接続された第3のカレントミラー回路33とを具備して構成されたものとなっている。
電流・電圧変換回路34の入力段には、第1乃至第3のカレントミラー回路31〜33の各々の出力段OUTが接続されており、入力された電流を電圧信号として出力するようになっている。
タイミング信号発生回路36は、コンパーレタ回路35から所定の信号(詳細は後述)が出力されてから所定時間経過後に、コンパレータ回路35から所定の信号が出力されている間、対応して判定信号としての、タイミング信号を出力するよう構成されたものである。
信号入力端子4に信号が入力されると、信号処理回路2により所定の信号処理が施され、その出力信号は、出力回路1の入力段を構成するコンダクタンスアンプ20に印加され、電流出力に変換されて第1のトランジスタ11のベースへ入力されることとなる。
第1のトランジスタ11のベースに入力された信号は、そのエミッタから出力され、第5、第6、第8及び第9のトランジスタ15、16、18、19を介して信号出力端子5から出力される。
Vbe8=Vcc−(所望する定電圧V2)−Vbe6
なお、ここで、Vbe8は第8のトランジスタ18のベース・エミッタ間電圧、Vbe6は、第6のトランジスタ16のベース・エミッタ間電圧である。
Vbe9=(所望する定電圧V1)−Vbe5
なお、ここで、Vbe9は第9のトランジスタ19のベース・エミッタ間電圧、Vbe5は、第5のトランジスタ15のベース・エミッタ間電圧である。
さらに、第1のトランジスタ11を流れる電流I1と第3のトランジスタ13を流れる電流I3も、同一としても良く、また、一方が他方のN倍の関係となるようにしても良い。
信号出力端子5の短絡や、特定電圧の印加などにより、第8のトランジスタ18に流れる電流I9が大電流となると、第6及第7のトランジスタ16,17の電流I7、I8が減少する一方、第4及び第5のトランジスタ14,15の電流I4、I3が増加する。
かかる電流・電圧変換回路34の出力信号は、コンパレータ回路35において、基準電圧V3と比較され、例えば、電流・電圧変換回路34の出力信号が基準電圧V3を越えることで、出力電流I9の異常であるとして、コンパレータ回路35の出力は、所定の論理値、すなわち、例えば、論理値Highの状態となる。なお、電流・電圧変換回路34の出力信号と基準電圧V3との比較により、出力電流I9の異常であるとして、コンパレータ回路35から出力する信号の論理値としては、上述のように論理値Highに限定される必要はなく、論理値Lowとしても勿論良いものである。
その結果、制御信号出力回路37からは、電流源回路6,7を動作停止とするための所定の制御信号が出力されることとなる。
なお、タイミング信号発生回路36において、コンパレータ回路35から出力電流I9の異常との判定に対応する信号が所定時間以上出力された後に、タイミング信号を出力するようにしたのは、ノイズ等によって誤ってタイミング信号を出力しないようにするためである。
しかし、第8のトランジスタ18のベース電流が、アイドリング状態から一気に極端に大きな電流となるような場合、例えば、何らかの原因により電流I9がアイドリング状態から一気に異常な大電流となり、そのため、第8のトランジスタ18の電流増幅率hfeが極端に低下し、その結果、ベース電流の異常な増大が生ずる場合などにおいて、そのベース電流は、上述のように第5及び第6のトランジスタ15,16における電流I4、I7のバランスを崩して第5のトランジスタ15へ流れ込むには大きすぎるために、第1のトランジスタ11に流れ込むこととなる。
そして、第6のトランジスタ16の電流I7の増加は、第7のトランジスタ17により第3のカレントミラー回路33へ入力され、出力側へミラーされて電流・電圧変換回路34へ入力されるることとなる。その結果、先の第1、第2のカレントミラー回路31、32と同様にして、電流I10の異常に対して電流源回路6,7を動作停止とする制御信号が制御信号出力回路37より出力されることとなる。なお、電流・電圧変換回路34より後段の回路動作は、既に述べた通りであるので、ここでの再度の詳細な説明は省略することとする。
なお、図1に示された第1の構成例における構成要素と同一の構成要素には、同一の符号を付して、その詳細な説明を省略し、以下、異なる点を中心に説明することとする。
この第2の構成例は、電流源制御回路3の制御対象を、出力回路1の電流源回路7に限定した点が、先の図1に示された構成例と異なるもので、他の構成部分は、図1に示された構成例と同一のものである。
したがって、その動作は、図1に示された構成例と基本的に同一であるので、ここでの再度の詳細な説明は省略する。
2…信号処理回路
3…電流源制御回路
4…信号入力端子
5…信号出力端子
6…電流源回路
7…電流源回路
31…第1のカレントミラー回路
32…第2のカレントミラー回路
33…第3のカレントミラー回路
34…電流・電圧変換回路
35…コンパレータ回路
36…タイミング信号発生回路
37…制御信号出力回路
Claims (3)
- プッシュプル接続されてなる出力段と、当該出力段のアイドリング電流を供給するアイドリング電流供給部と、回路動作に必要な電流を供給する電流源回路とを具備してなる出力回路の前記出力段の異常電流を検出し、前記電流源回路を動作停止とする電流源制御回路であって、
前記アイドリング電流供給部の電流変化を検出するアイドル電流検出部と、
前記アイドル電流検出部により検出された前記アイドリング電流供給部の電流変化が、所定時間以上に亘って所定以上である場合に、前記出力段に異常電流が生じたとする所定の判定信号を出力する判定部と、
前記判定部の出力に応じて、前記電流源回路の動作を停止せしめる所定の制御信号を出力する制御信号出力部と、
を具備してなることを特徴とする電流源制御回路。 - 前記出力回路の前段には、信号処理回路が設けられ、当該信号処理回路は回路動作に必要な電流供給を行う電流源回路を有する一方、
前記制御信号出力部の制御信号を、前記出力回路に設けられた電流源回路と共に、前記信号処理回路に設けられた電流源回路に印加し、2つの電流源回路の停止を可能としたことを特徴とする請求項1記載の電流源制御回路。 - 前記出力段を構成するトランジスタのベース電流の変化を検出するベース電流検出部が設けられ、
前記判定部は、前記ベース電流検出部により検出されたベース電流の変化が、所定時間以上に亘って所定以上である場合に、前記出力段に異常電流が生じたとする所定の判定信号を出力するよう構成されてなることを特徴とする請求項1又は請求項2記載の電流源制御回路。
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