JPH01295508A - 出力回路 - 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〕 この発明はオペアンプ等の半導体集積回路における出力
回路に関するものである。

〔従来の技術〕

第３図は従来のオペアンプの一使用例を示す回路図であ
る。同図に示すように、オペアンプｏｐは負人力ＩＮ１
に抵抗Ｒ１を介して交流の例えばモータ駆動用の制御信
号Ｓ１が入力され、正入力ＩＮ２には基準電圧ｖｒｅｆ
が入力されている。またオペアンプｏｐの出力ＯＵＴか
ら負入力ＩＮ１にかけて帰還抵抗Ｒ２が接続されている
。

このように接続されることでオペアンプｏｐの出力部０
ＬｊＴからは制御信号ｓ１のＲ２／Ｒ１倍に増幅した信
号が得られ、この信号にょリモータ等を駆動している。

第４図は第３図で示したオペアンプｏｐの内部を示す回
路図である。同図において、１はλカ回路であり、負入
力ＩＮ１．正人力ＩＮ２の電圧を比較し、その比較結果
に応じてＨ″（トランジスタ５．７をオンさせる程度の
電圧）、“ｌ−”の電圧をｎｐｎトランジスタ５のベー
スに供給している。トランジスタ５のエミッタはｎｐｎ
トランジスタ７のベースに接続されると共に抵抗９を介
して接地され、コレクタはブリドライバー用ｐｎｐトラ
ンジスタ４のコレクタに接続されている。

このブリドライバー用トランジスタ４のエミッタは７１
ｊ８Ｖｏｏが接続され、ベースは定電流ベース線［１に
接続され、常に定電流■１が引抜かれている。さらにブ
リドライバー用トランジスタ４のコレクタはｎｐｎトラ
ンジスタ６のコレクタ及びベース、出力用ｎｐｎトラン
ジスタ２のベース、並びに抵抗１２に接続される。また
、出力用トランジスタ２のコレクタは電源Ｖ。ｏ１エミ
ッタが抵抗１２及び出力用ｎｐｎ）−ランジスタ３のコ
レクタに接続される。

一方、トランジスタ６のエミッタはｎｐｎトランジスタ
７のコレクタ１２及びｐｎｐトランジスタ８のベースに
接続され、トランジスタ７のベースが前述したようにト
ランジスタ５のエミッタに接続されると共にエミッタが
抵抗１０を介して接地される。また、トランジスタ８の
コレクタが出力用ｎｐｒＢ−ランジスタ３のベースに接
続されると共に、抵抗１１を介して接地され、エミッタ
がトランジスタ２のエミッタ及びトランジスタ３のコレ
クタに接続される。そして、出力用トランジスタ２のエ
ミッタと出力用トランジスタ３のコレクタ間の電圧レベ
ルが出力部ＯＬ＋王より得られる出力電圧Ｖ　　となる
。

ｏｕｔ このような構成において、入力回路１の出力が“Ｈ”（
Ｖ　　　＜Ｖ　　　）場合、トランジスタ５ｒｅｒ　　
　ｏｕｔ 〜８及び３がオンし、出力用トランジスタ２のベースに
は電流が供給されず、出力用トランジスタ２がオフする
ことでブリドライバー用トランジスタ４から供給される
ブリドライバー電流■、を接地レベルに流し、出力部Ｏ
ＵＴの出力電圧Ｖ。、ｔを接地レベルにする。一方、入
力回路１の出力が“Ｌ”の場合（ｖ　　＞Ｖ　　）、ト
ランジスタｒｃｆ　　　　　０ｕｔ ５〜８及び３がオフし、出力用トランジスタ２のベース
にブリドライバー電流■、が供給され出力用トランジス
タ２がオンし、出力部ＯＵ　Ｔの出力電圧■。Ｕ、は電
源ｖＣＣレベルとなる。

このようにブリドライバー用トランジスタ４を介して出
力用トランジスタ２のベースに供給されるブリドライバ
ー電流Ｉ、を、トランジスタ５〜７のオン、オフにより
引き抜くか否かにより、出力電圧Ｖ。ｕｔの電圧レベル
を切換えている。また、定電流ベース線Ｌ１から常に定
電流１１をブリドライバー用トランジスタ４のベースか
ら引抜くことでブリドライバーＮ流１．を常に回路内に
供給し、出力電圧■。、ｔの電圧レベル切換点で波形の
不連続やひずみを出さないようにしている。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来のオペアンプ等の出力回路は以上のように構成され
ており、ブリドライバー用トランジスタ４のベースから
引扱く電流値１１を一定にすることで、ブリドライバー
用電流ＩＰを一定にしていた。

ところで、上記した出力回路を例えば３相モータ制御用
に用いる場合、出力部ＯＵＴから最大数Ａ〈アンペア）
程度の電流の供給が必要となり、出力用トランジスタ２
の電流増幅率ｈＦＥを１００とすると、ブリドライバー
電流１ｅは数１０ｍＡ要する。

しかしながら、通常時３相モータが定速で回転している
時は、１００ｍＡ程麿の電程度十分である。このため、
出力用トランジスタ２のベースに供給すべきブリドライ
バー電流ＩＰｆｆｉは１ｍＡで足り、大半の電流は無効
電流（モータ駆動に寄与する電流ではないという意味）
として、オン状態のトランジスタ５〜７を介して接地レ
ベルに流れる。

従って、無効電流分消費電力の増加につながり、温度上
昇等を招き回路動作条件の限定につながる。

このため、このような出力回路は、半導体集積回路の実
装には不適であるという問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、必要以上に消費電力を増加させない出力回路
を得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明にかかる出力回路は、所定の入力信号に基づい
て出力電流を発生する出力電流発生手段と、前記出力電
流発生手段から前記出力電流として出力可能な電流量の
最大値を規定するブリドライバー電流を発生して前記出
力電流発生手段に供給する電流供給手段とを備え、前記
出力電流発生手段の出力部の電圧レベルが前記入力信号
のレベルに応じて変化する出力回路において、前記出力
部の前記電圧レベルをモニタし、前記電圧レベルに応じ
て前記電流供給手段の電流供給能力を変化させることに
より、前記電圧レベルに応じて前記ブリドライバー電流
の大きさを変化させる出力電圧モニタ手段を設けたもの
である。

〔作用〕

この発明における出力電圧モニタ手段は、出力電流発生
手段の出力部の電圧レベルに基づきブリドライバー電流
量を変化させるが、この電圧レベルは出力電流の大きさ
を指令する入力信号のレベルと相関を持っているため、
出力部より供給すべき出力電流量の増減に応じてプリド
ライバー電流量も増減できる。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一実施例である出力回路を示す回路
図である。同図に示すように、新たに出力電圧モニタ回
路１３が出力部ＯＵＴ及びブリドライバー用トランジス
タ４のベースに接続されている。この出力電圧モニタ回
路１３は、出力部ＯＵＴの出力電圧Ｖ。、ｔをモニタし
、基準電圧Ｖ、。

ｆと比較し、その比較結果に応じて、トランジスタ４の
ベースから電流ＩＢを引き扱いている。また、トランジ
スタ４のベースは定電流ベース線Ｌ２とも接続し、常に
一定の小電流■２が引き抜かれている。他の構成は従来
と同じなので説明は省略する。

第２図は出力電圧モニタ回路１３の詳細を示す回路図で
ある。同図に示すように、出力電圧Ｖ。。

１と基準電圧Ｖ、。、各々が差動入力段のｐｎｐトラン
ジスタＱ１．Ｑ２のベースに入力される。これらのトラ
ンジスタＱ１．Ｑ２のエミッタは各々抵抗Ｒ３，Ｒ４（
共に１にΩ程度）を介して定電流８９１４に接続され、
またトランジスタＱ１のコレクタは接地され、トランジ
スタＱ２のコレクタはｎｐｎトランジスタＱ４のコレク
タ、ベース。

ｎｐｎトランジスタＱ３のベース及びキャパシタＣ（１
００ｐＦ程度）に接続される。

トランジスタＱ４のエミッタは抵抗Ｒ６（３゜６にΩ程
度）を介して接地され、またトランジスタＱ３のエミッ
タは抵抗Ｒ５（３９０にΩ程度）を介して接地され、ベ
ースはトランジスタＱ４のベースに接続される。また、
トランジスタＱ３のベース、コレクタ間に前述したキャ
パシタＣが設けられる。なお、トランジスタＱ３はトラ
ンジスタＱ２の１０倍のエミッタ面積を有している。

このように構成することで、出力電圧■。ｕｔが基準電
圧ｖｒｅｆを上回るとトランジスタＱ２がオンし、トラ
ンジスタＱ４及び抵抗Ｒ４を介して接地レベルに電流Ｉ
Ａが流れ、この電流ＩＡの１０倍程度の電流Ｉ、がトラ
ンジスタＱ３及び抵抗Ｒ５を介して接地レベルに流れる
。従って、トランジスタＱ４のベースから電流ＩＢが引
抜かれる。

この７１１１Ｂは、ＶｏｔＩｔ〉■、。ｆにおいて、（
Ｖ　　　−Ｖ　　　）の増大に伴いトランジスタＱｏｕ
ｔ　　　ｒｅｆ ４の導通度が増すことで増加する。但し、ｖｏｕｔ〈Ｖ
ｒｅｆの場合はトランジスタＱ４はオフしており０とな
る。この（Ｖ　　　−Ｖ　　　）の大きさはｏｕｔ　　
　ｒｅｔ 出力電圧Ｖ。ｕｔの振幅の大きさによって変化する。

第１図、第２図で示した出力回路が第３図で示したオペ
アンプＯｐ内和用いられた場合の動作の説明をする。基
準電圧■　　（例えば１／２Ｖ、。＞ｒｅｆ を中心に振れる正弦波の制御信号Ｓ１がオペアンプＯｐ
の負入力ＩＮ１に入力されると、この制御信号Ｓ１をＲ
２／Ｒ１倍した信号が出力部ＯＵＴより得られる。

ところで、例えばモータの制御信号Ｓ１と、それを増幅
したものとなっている出力電圧Ｖ　　とＯｕ【 は■。ｕｔ＞Ｖｒｅｒにおいて必要とすべき電流量を指
示している。従って、制御信号Ｓ１を増幅することによ
って出力部ＯＵＴより得られる出力電圧ｖｏｕｔを、第
２図で示した出力電圧モニタ回路１３によりモニタする
ことは、出力部ＯＵＴより供給すべき電流をモニタする
ことに等しくなる。

その結果、ｖｏｕｔ〉■、。ｆの場合（出力用トランジ
スタ２がオン状態）、供給すべき電流量に応じた電流Ｉ
８が出力電圧モニタ回路１３によりブリドライバー用ト
ランジスタ４のベースから定電ｎ　Ｉ　２に加えて引扱
かれることで、ブリドライバー用トランジスタ４を介し
て得られるブリドライバー電流■、が増加する。つまり
、出力部ＯＵＴより供給すべき電流量の増減に応じてブ
リドライバー用電流■、が増減することでブリドライバ
ー用電流■、を常に必要に応じた電流値に設定すること
ができる。

また、出力電圧■。ｕｔ　＜基準電圧■、。ｆの場合（
出力用トランジスタ２がオフ状態）は、入力回路１の出
力信号が“Ｈ”となり、オン状態のトランジスタ５〜７
を介して接地レベルに流れるプリドライバー電流■、は
、出力電圧モニタ回路１４の電流Ｉ、をＯにすることで
、低電流となり電力の消費は最小限に食い止められる。

また、出力電圧モニタ回路１３により引き抜かれる電流
■、が０であっても、定電流ベース線Ｌ２により常に必
要最小限の定電流■２がブリドライバー用トランジスタ
４から引抜かれることで、常にプリドライバー電流Ｉ、
が供給でき出力電圧■ｏｕｔの電圧レベル切換点での波
形の不連続やひずみが生じることもない。

なお、この実施例では、オペアンプの出力回路を示した
が、他の回路に用いられる場合でも、出力部の電圧レベ
ルに基づきブリドライバー電流量を変化させる構成であ
れば、この発明を適用することができる。

（発明の効果〕 以上説明したように、この発明によれば、電流供給手段
より供給されるブリドライバー電流量は出力部の電圧レ
ベルに基づき変化させるが、この電圧レベルは、入力電
圧（つまり出力部より供給すべき電流量を指令する電圧
）と相関関係があるため、出力部より供給すべき電流量
の増減に応じてブリドライバー電流量も増減でき、消費
電力の低減化が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例である出力回路を示す回路
図、第２図は第１図で示した出力回路における出力電圧
モニタ回路の詳細を示す回路図、第３図はオペアンプの
一使用例を示した回路図、第４図は従来の出力回路を示
した回路図である。 図において、２は出力用ｎｐｎトランジスタ、４はプリ
ドライバｍｍｐｎｐトランジスタ、１３は出力電圧モニ
タ回路である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）所定の入力信号に基づいて出力電流を発生する出
   力電流発生手段と、前記出力電流発生手段から前記出力
   電流として出力可能な電流量の最大値を規定するプリド
   ライバー電流を発生して前記出力電流発生手段に供給す
   る電流供給手段とを備え、前記出力電流発生手段の出力
   部の電圧レベルが前記入力信号のレベルに応じて変化す
   る出力回路において、 前記出力部の前記電圧レベルをモニタし、前記電圧レベ
   ルに応じて前記電流供給手段の電流供給能力を変化させ
   ることにより、前記電圧レベルに応じて前記プリドライ
   バー電流の大きさを変化させる出力電圧モニタ手段を設
   けたことを特徴とする出力回路。