JPH03104306A - 電源電圧補償回路 - 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〕 本発明は、任意の回路の電源電圧端子・接地端子間に印
加される電源電圧を抑制し、任意の回路を保護する電源
電圧補償回路に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、高周波増幅器への電源供給は第５図のような回路
構成で行われていた。高周波増幅器１は、例えば、産業
用リニアＩＣ規格表に掲載されたＵＨＦ帯からＨＦ帯で
使用されるμＰＣ１６５２Ｇや、ＶＨＦ帯からＨＦ帯で
使用されるμＰＣ１６５１Ｇ　（いずれも日本電気■の
製品型名）等によって構成される。この高周波増幅器１
への電源供給は、負荷抵抗２を介してその電源電圧端子
３・接地端子４間に行われる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ここで、供給電源から抵抗２に印加される電圧をＶ，抵
抗２の抵抗値をＲ，抵抗２を介して増幅器１に供給され
る電流をＩとすると、端子３における増幅器１への供給
電圧Ｖ　は次式に示される。

ＣＣ Ｖ　　■Ｖ−Ｒ　　Ｉ ＣＣ また、増幅器１の最大定格電圧をＶ　　　とすｃｃｍａ
ｘ ると、抵抗２に印加することの出来る供給電源の最大値
Ｖ　　は次式に示される。

ＩＩｌａｘ Ｖ　　　−Ｖ　　　　＋ＲＩ ｎａｘ　　　　　　　ｃｃｍａｘ しかしながら、上述の従来の回路構成では、供給電源か
ら抵抗２に印加される電圧Ｖが何等かの原因によって上
記式のＶ　　を越えてしまう場合ＩａＸ がある。つまり、この場合、端子３における電圧■　は
次式のようになる。

ＣＣ Ｖ　　　−Ｒｌ＜Ｖ−ＲＩ ｌａＸ ・゛・　Ｖ　　　　＜Ｖ ｃｃｍａｘ　　　　　　　ｃｃ このような場合には、増幅器１に最大定格電圧Ｖ　　　
以上の電圧が印加され、増幅器１の内部ＣＣＩＩａｘ 回路が破壊されてしまうという課題が生じた。

〔課題を解決するための手段〕 本発明はこのような課題を解消するためになされたもの
で、回路への供給電流を制限する負荷抵抗と、この負荷
抵抗を介して回路へ流れる電源からの電流が分流するト
ランジスタと、負荷抵抗を介して回路へ与えられる電源
電圧を検出してトランジスタに分流する電流を制御する
制御回路とを備えたものである。

〔作用〕

回路への電源電圧は、トランジスタに分流する電流を制
御回路によって調整することにより、抑制される。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例の概略構成を示す回路図であ
り、第５図と同一部分については同符号を用いてその説
明は省略する。

トランジスタ５は、そのコレクタが高周波増幅器１の電
源電圧端子３に接続され、そのエミッタが接地端子４に
接続されている。また、トランジスタ５のコレクタ・ベ
ース間には抵抗６が接続され、そのベース・エミッタ間
には定電流源７が接続されている。直列接続された抵抗
６と定電流源７とは、負荷抵抗２を介して増幅器１へ与
えられる電源電圧Ｖ　を検出し、トランジスタ５に分流
ＣＣ する電流ｌ２を制御する制御回路を構成している。

また、トランジスタ５，抵抗６および定電流源７は電源
電圧補償回路を構成している。

このような構成において、抵抗２には図示しない電源に
より電流Ｉが供給される。電流Ｉは抵抗２により制限さ
れ、増幅器１に電流■１となって供給される。増幅器１
はこの供給電流Ｉ１および供給電圧Ｖ　を受けて所定の
動作を行う。また、ＣＣ トランジスタ５には、抵抗２を流れる電流ｌが分流した
電流Ｉ２が流れる。抵抗６には電流源７によってその値
が定まる定電流ｉが流れる。このため、抵抗６の抵抗値
をｒとすると、抵抗６の端子間には次式の電圧Ｖが発生
し、トランジスタ５のベース・エミッタ間には次式の電
圧ｖＢＥが印加される。

ｖｓｍｒｉ−ｃｏｎｓｔ　． ｖＢＥ””ｃｃ　　’ また、トランジスタ５に流れる電流Ｉ２は次式に示され
る。

Ｉ　　−　ｆ　　　（ＶＢＢ）　−　ｆ　ｌ（Ｖｃ，−
ｖ）２ｌ ”’２（ｖｃｃ） ここで、ｆ（ｖＢＰ，）は電圧ＶＢＥを変数とするｌ 第１の関数であり、ｆ２　（ｖｏ０）は電圧Ｖ。０を変
数とする第２の関数である。従って、電源によって抵抗
２に流れる電流Ｉおよび端子３に現れる電圧Ｖ　は次式
に示される。

ＣＣ ■■Ｉｌ十ｉ十■２ ＝　Ｉ　　＋　ｉ　十ｆ　ｔ　　（ＶＢＢ）ｉ ｓ−１　　＋　Ｌ　＋　ｆ　２　　（　Ｖ　ｃｃ）１ ．’．Ｖ　　　−Ｖ−ＲＩ ＣＣ −Ｖ−Ｒ　（Ｉ　　＋ｉ＋ｆ２（Ｖｃｃ）　１１ 増幅器１に最大定格電圧Ｖ　　　が印加されるＣＣＩＩ
ｌａｘ 電源電圧Ｖ　　を越え、増幅器１の内蔵回路を破ｌａＸ 壊する電源電圧をＶ　　　とすると、電圧■ａｘ ■　　　は次式に示される。

■ａｘ Ｖ　　　　″″Ｖ　　　　　＋ＲＩ， ＩａＸ　　　　　　　　ｅｅｌａＸ 十Ｒ（ｉ＋ｆ　　（Ｖ　　　　）） ２　　　ｃｅａ＋ａｘ 電流ｉは電流Ｉ，Ｉ２に比較して十分に小さｌ いので電圧Ｖ　　′は次式に示される。

ＩＩａｘ Ｖ　　　　−Ｖ　　　　　＋Ｒ　Ｉ　ｌｌａＸ　　　　
　　　　　ｅｅｌａＸ ＋Ｒ●ｆ（Ｖ） ２　　　ｃｃｍａｘ Ｖ　　　　＋ＲＩ　　は電圧Ｖ　　に等しいので、ｃｃ
ｍａｘ　　　　ｌ　　　　　ｗａｘさらに次式に変形さ
れる。

ｖ　　　　−ｖ　　　＋Ｒ−ｆ（Ｖ　　　　）ｗａｘ　
　　　　　　ＩＩａｘ　　　　　　　　　２　　　　　
　ｃｃｍａｘこの式から理解されるように、電圧Ｖ　　
　は、ＷａＸ 増幅器１に最大定格電圧Ｖ　　　が印加される電ｃｃａ
＋ａｘ 源電圧Ｖ　　と、電流成分ｆ（Ｖ） ａ＋ａｘ　　　　　　　　２　　　ｃｃｍａｘ（−Ｉ２
）による抵抗２における電圧降下との和で示される。従
って、電圧■　が■　　　に達すｅｅ　　　　　　ｅｃ
ＩｌａＸ る際に、トランジスタ５に分流する電流Ｉ２を急激に増
加させれば、Ｒ−ｆ（Ｖ）の値は２　　　ｃｃｓａｘ これに伴って増加し、増幅器１に供給される電圧■　は
電圧Ｖ　　　に抑制される。

ｃｃ　　　　　　　　　　　ｃｃｍａｘつまり、電流Ｉ
２はトランジスタ５のベース電圧Ｖ　によって制御され
、ベース電圧ｖＢＥは抵抗ＢＥ ６における電圧降下ｒｉ（−ｖ）によって制御される（
ＶＢＥ−ＶｏｃＩＩｌａｘ−■）。従って、電流源７に
よる電流値ｉを調整してｒｉの値を変化させることによ
り、ｆ（Ｖ）の値を制御するこ２　　　ｐｃｓａｘ とが可能になる。この結果、電源電圧Ｖが電圧■　　を
越えた場合には、電圧Ｖ　　を越える電偲ａＸ　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　ｌａＸ圧（Ｖ−Ｖ　　　）による電流成分はトラン
ジスタＩＩａｘ ５に分流され、抵抗２において消費される。つまり、増
幅器１への供給電圧Ｖ　は電圧Ｖ　　　にＣ８　　　　
　　　　　　　ｅｅｌｌａＸ抑制され、増幅器１の内部
回路は保護され、従来のように破壊することはない。こ
れは、電源電圧補償回路により、増幅器１の最大定格電
圧が等価的に引き上げられたことになる。

第２図は上記実施例の詳細な構成を示す回路図であり、
第１図と同一部分については同符号を用いてその説明は
省略する。

トランジスタ８〜１２．抵抗１３〜１６およびコンデン
サ１７はカレントミラー回路による定電圧源回路を構戊
し、トランジスタ１８のベースに安定した電圧を供給す
る。トランジスタ１８はこの安定化された電圧供給を受
けて抵抗１９および２０に定電流ｉを供給する。抵抗１
９の抵抗値をｒとすると、定電流ｉは抵抗１９に電圧降
下ｒｉ（−■）を生じさせ、この電圧降下Ｖによってト
ランジスタ２１は駆動される。トランジスタ２１による
電流はレベルシフト用ダイオード２２．２３および抵抗
２４に通電され、さらにこの電流による電圧降下により
トランジスタ２５が駆動され、トランジスタ２５には電
流■２が流れる。これら各素子８〜２５は電源電圧補償
回路を構威している。

このような構成において、増幅器１に供給される電圧Ｖ
　は、電源電圧Ｖが電圧Ｖ　　を越えてｃｃ　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ｗａｘ
も電流Ｉ２が制御されることにより、増幅器１の最大定
格電圧Ｖ　　　に抑制される。抑制されるｃｃｉａｘ 機構は前述したものと同様である。つまり、電源電圧Ｖ
が上昇すると、この上昇電圧は定電圧源回路によって検
出され、トランジスタ１８のベースに印加される電圧が
増加する。この電圧の増加により定電流ｉの値は大きく
なり、トランジスタ２１および２５に通電される電流も
増加し、電流Ｉ２の値は大きくなる。すなわち、電流Ｉ
が分流してトランジスタ２５に流れる電流Ｉ２は、電源
電圧Ｖの上昇によって増大する。従って、電源電圧Ｖが
電圧Ｖ　　を越えても、電圧Ｖ　　を越えｗａｘ　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ｗａｘる電
源電圧成分はトランジスタ２５の分流電流になり、増幅
器１へ供給される電圧Ｖ　は電圧ＣＣ Ｖ　　　以下に制御される。

ｃｅｍａｘ 例えば、増幅器１の最大定格電圧Ｖ　　　がＣＣ■ａｘ ５．　８　［Ｖ１　、ダイオード２２．２３の各端子間
電圧が０．８　［Ｖ］であり、また、各トランジスタ２
１．２５はベース・エミッタ間電圧ｖＢＥが０．８　［
Ｖ］からそのコレクタ電流が急増するものであるとする
。このような場合には、抵抗１９における電圧降下Ｖが
２．６　［Ｖ］　　（−５．８−３．２）になるように
各定数を設定する。

この場合における電圧特性は第３図に示される。

同図の横軸は抵抗２に印加される電源電圧Ｖ［Ｖ］，縦
軸は増幅器１に供給される電圧Ｖ。。

［Ｖ］を示す。図に示されるように、電源電圧Ｖが５．
５　［Ｖ］付近からトランジスタ２５に分流する電流Ｉ
２が増加し、電圧ｖｅｃが抑制され始める。？４源電圧
Ｖが６［ｖ］付近では定電圧源回路からトランジスタ１
８に印加される電圧がさらに増加し、トランジスタ２５
に分流する電流■２も．さらに増加する。従って、増幅
器１に供給される電圧Ｖ　は最大定格電圧の５．８　［
Ｖ］以下に抑ＣＣ 制される。

これに対して第５図は、上述の電源電圧補償回路を増幅
器１に並列に接続していない場合における電圧特性を示
す。図に示されるように、増幅器１に供給される電圧Ｖ
　は電源電圧Ｖに対して直ＣＣ 線的に変化する。このため、電源電圧Ｖがｖｌａｘを越
えると供給電圧Ｖ　は最大定格電圧の５．８ＣＣ ［Ｖ］を越え、増幅器１の内部回路は破壊される。

しかし、上記の実施例によればこのようなことはなく、
増幅器１は保護される。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、回路への電源電圧
は、トランジスタに分流する電流を制御回路によって調
整することにより、抑制される。

このため、電源電圧が何等かの原因によって増大しても
、従来のように電源電圧が供給される回路は破壊するこ
とはなく、保護されるという効果を有する。従って、本
発明は大電源電圧に対する十分な考慮の必要な回路に並
列付加すると効果的である。

れない場合の電圧特性を示すグラフ、 来の構成を示す回路図である。

１・・・高周波増幅器、２・・・負荷抵抗、ジスタ、６
・・・抵抗、７・・・定電流源。

第５図は従 ５・・・トラン

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 回路への供給電流を制限する負荷抵抗と、この負荷抵抗
   を介して前記回路へ流れる電源からの電流が分流するト
   ランジスタと、前記負荷抵抗を介して前記回路へ与えら
   れる電源電圧を検出して前記トランジスタに分流する電
   流を制御する制御回路とを備えて構成された電源電圧補
   償回路。