JPH0817448B2 - パワートランジスタ用ベース駆動回路 - Google Patents
パワートランジスタ用ベース駆動回路Info
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- JPH0817448B2 JPH0817448B2 JP1295992A JP29599289A JPH0817448B2 JP H0817448 B2 JPH0817448 B2 JP H0817448B2 JP 1295992 A JP1295992 A JP 1295992A JP 29599289 A JP29599289 A JP 29599289A JP H0817448 B2 JPH0817448 B2 JP H0817448B2
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/04—Modifications for accelerating switching
- H03K17/041—Modifications for accelerating switching without feedback from the output circuit to the control circuit
- H03K17/0412—Modifications for accelerating switching without feedback from the output circuit to the control circuit by measures taken in the control circuit
- H03K17/04126—Modifications for accelerating switching without feedback from the output circuit to the control circuit by measures taken in the control circuit in bipolar transistor switches
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- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K4/00—Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions
- H03K4/06—Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions having triangular shape
- H03K4/08—Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions having triangular shape having sawtooth shape
- H03K4/48—Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions having triangular shape having sawtooth shape using as active elements semiconductor devices
- H03K4/60—Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions having triangular shape having sawtooth shape using as active elements semiconductor devices in which a sawtooth current is produced through an inductor
- H03K4/62—Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions having triangular shape having sawtooth shape using as active elements semiconductor devices in which a sawtooth current is produced through an inductor using a semiconductor device operating as a switching device
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- Electronic Switches (AREA)
- Amplifiers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、パワートランジスタ、特に、フライバック
出力トランジスタの速度及び効率を改善したパワートラ
ンジスタ用ベース駆動回路に関する。
出力トランジスタの速度及び効率を改善したパワートラ
ンジスタ用ベース駆動回路に関する。
［従来の技術］ フライバック出力回路として機能するように設計され
たパワートランジスタは、典型的には、表示システムの
陰極線管の水平偏向回路のヨーク機構の如き誘導性負荷
を駆動する高電流スイッチング素子として動作する。か
かるトランジスタは、メイグスの発明で、テクトロニク
ス社に譲渡された米国特許第4670692号（対応日本出
願、特開昭61−74414号）に開示されている。この特許
は、少なくとも270KHzの周波数で誘導性負荷を駆動する
高速パワートランジスタを開示している。インダクタ
（誘導性素子）及び抵抗器を介して、デュティ・サイク
ルが50％の連続矩形波信号を出力フライバック・トラン
ジスタのベースに供給する。この矩形波信号の最初の正
のサイクルにおいて、電流がインダクタ及び抵抗器に流
れて、出力トランジスタのベースに流れ込む。矩形波信
号の下方（低レベル）サイクルにおいて、インダクタ及
び抵抗器に並列のシャント・ダイオードが導通するよう
にバイアスされて、出力トランジスタのベース内に誘導
された蓄積電荷を放電させる。
たパワートランジスタは、典型的には、表示システムの
陰極線管の水平偏向回路のヨーク機構の如き誘導性負荷
を駆動する高電流スイッチング素子として動作する。か
かるトランジスタは、メイグスの発明で、テクトロニク
ス社に譲渡された米国特許第4670692号（対応日本出
願、特開昭61−74414号）に開示されている。この特許
は、少なくとも270KHzの周波数で誘導性負荷を駆動する
高速パワートランジスタを開示している。インダクタ
（誘導性素子）及び抵抗器を介して、デュティ・サイク
ルが50％の連続矩形波信号を出力フライバック・トラン
ジスタのベースに供給する。この矩形波信号の最初の正
のサイクルにおいて、電流がインダクタ及び抵抗器に流
れて、出力トランジスタのベースに流れ込む。矩形波信
号の下方（低レベル）サイクルにおいて、インダクタ及
び抵抗器に並列のシャント・ダイオードが導通するよう
にバイアスされて、出力トランジスタのベース内に誘導
された蓄積電荷を放電させる。
［発明が解決しようとする課題］ ベース駆動のこの形式の大きな欠点は、トランジスタ
のベースの誘導蓄積電荷の放電期間中に、インダクタの
蓄積磁束が総て消費されないことである。これにより、
電流がトランジスタのベースに流れ込み、矩形波信号の
次の正（高レベル）サイクルの開始において、鋭くステ
ップアップする。このベースに流れる電流は、最初の鋭
いステップから矩形波信号の次の下方サイクルまで、次
第に増加する。ベース駆動電流の一の鋭い増加は、出力
トランジスタの効率を低下させると共に、余分な蓄積電
荷を誘導する。
のベースの誘導蓄積電荷の放電期間中に、インダクタの
蓄積磁束が総て消費されないことである。これにより、
電流がトランジスタのベースに流れ込み、矩形波信号の
次の正（高レベル）サイクルの開始において、鋭くステ
ップアップする。このベースに流れる電流は、最初の鋭
いステップから矩形波信号の次の下方サイクルまで、次
第に増加する。ベース駆動電流の一の鋭い増加は、出力
トランジスタの効率を低下させると共に、余分な蓄積電
荷を誘導する。
メイグスの発明の他の欠点は、出力トランジスタのベ
ースに誘導された蓄積電荷を除去するのに時間がかかる
ことである。逆電流の開始からこの電流が最大値に達す
るまでの時間まで、約１マイクロ秒かかる。この応答時
間は、出力トランジスタの動作速度を制限する。
ースに誘導された蓄積電荷を除去するのに時間がかかる
ことである。逆電流の開始からこの電流が最大値に達す
るまでの時間まで、約１マイクロ秒かかる。この応答時
間は、出力トランジスタの動作速度を制限する。
したがって、本発明の目的は、出力トランジスタへの
ベース駆動電流を最初のゼロ値から直線的に増加させる
パワートランジスタ用ベース駆動回路の提供にある。
ベース駆動電流を最初のゼロ値から直線的に増加させる
パワートランジスタ用ベース駆動回路の提供にある。
また、本発明の他の目的は、出力トランジスタの速度
を早くするために、逆ベース電流を非常に大きくすると
共に、非常な高速でオンにするパワートランジスタ用ベ
ース駆動回路の提供にある。
を早くするために、逆ベース電流を非常に大きくすると
共に、非常な高速でオンにするパワートランジスタ用ベ
ース駆動回路の提供にある。
［課題を解決するための手段及び作用］ 本発明によれば、パワートランジスタ用ベース駆動回
路は、入力パルスに応答する電流発生装置を具えてお
り、この電流発生装置は、出力トランジスタのベース電
極に直線的な傾斜電流を発生する。ベース駆動電流は、
出力トランジスタのベース内に蓄積電荷を誘導する。こ
の蓄積電荷は、入力パルスが除去されたときに、放電回
路を介して、高いほぼ瞬時電流パルスにより、除去され
る。電流発生装置の次の導通サイクルの前に、電流発生
装置及び放電回路からいかなる余分のエネルギーも除去
する。
路は、入力パルスに応答する電流発生装置を具えてお
り、この電流発生装置は、出力トランジスタのベース電
極に直線的な傾斜電流を発生する。ベース駆動電流は、
出力トランジスタのベース内に蓄積電荷を誘導する。こ
の蓄積電荷は、入力パルスが除去されたときに、放電回
路を介して、高いほぼ瞬時電流パルスにより、除去され
る。電流発生装置の次の導通サイクルの前に、電流発生
装置及び放電回路からいかなる余分のエネルギーも除去
する。
本発明においては、出力トランジスタのコレクタ電流
と同様な方法で、この出力トランジスタのベース駆動電
流が上昇して、出力トランジスタを良好に飽和させ、ベ
ース電極での蓄積電荷の誘導をなくす。これにより、駆
動が良好となり、パワートランジスタの効率が高まる。
さらに、トランジスタのベースの誘導蓄積電荷がなくな
ることにより、このトランジスタのスイッチング速度が
速くなる。また、電流発生装置及び放電回路は、直列接
続されたコイルを有する誘導性素子の一部である。な
お、これらコイルは、互によじれ、誘導性コアの周囲に
巻かれている。この誘導性素子内のコイルの一部は、連
続してベース駆動電流を発生するように動作し、他の部
分は、電流発生コイルからのエネルギーを誘導的に受け
ることにより、トランスとして作用し、出力トランジス
タのベースに誘導的に蓄積された電荷を放電する。この
誘導性素子のトランス作用は、出力トランジスタのベー
ス電極に誘導蓄積された電荷を除去するのに必要な時間
を大幅に短縮し、パワートランジスタの速度を早くす
る。
と同様な方法で、この出力トランジスタのベース駆動電
流が上昇して、出力トランジスタを良好に飽和させ、ベ
ース電極での蓄積電荷の誘導をなくす。これにより、駆
動が良好となり、パワートランジスタの効率が高まる。
さらに、トランジスタのベースの誘導蓄積電荷がなくな
ることにより、このトランジスタのスイッチング速度が
速くなる。また、電流発生装置及び放電回路は、直列接
続されたコイルを有する誘導性素子の一部である。な
お、これらコイルは、互によじれ、誘導性コアの周囲に
巻かれている。この誘導性素子内のコイルの一部は、連
続してベース駆動電流を発生するように動作し、他の部
分は、電流発生コイルからのエネルギーを誘導的に受け
ることにより、トランスとして作用し、出力トランジス
タのベースに誘導的に蓄積された電荷を放電する。この
誘導性素子のトランス作用は、出力トランジスタのベー
ス電極に誘導蓄積された電荷を除去するのに必要な時間
を大幅に短縮し、パワートランジスタの速度を早くす
る。
本発明のその他の目的、利点及び新規な特徴は、添付
図を参照した以下の詳細説明より明らかになろう。
図を参照した以下の詳細説明より明らかになろう。
［実施例］ 第１図は、本発明によるパワートランジスタ（12）用
のベース駆動回路（10）の回路図である。このベース駆
動回路は、フライバック出力回路内の出力トランジスタ
として用いるパワートランジスタを駆動する。ベース駆
動スイッチとして用いるトランジスタ（14）を、そのコ
レクタにより誘導性素子（16）に結合する。この誘導性
素子（16）は、互に誘導的に結合された直列接続コイル
（16a）、（16b）及び（16c）を有し、これらコイル間
の漏れインダクタンスを小さくして、これらコイル間で
蓄積磁束を伝達する。コイル（16a）、（16b）及び（16
c）は、互に捩れており、平行線（18）で示す鉄粉等の
コア材料に巻きついている。これにより、コイル（16
a）、（16b）及び（16c）間に強力な誘導性結合、即
ち、漏れの小さなインダクタンスが生じ、コア材料に単
に個別にコイルを巻くよりも、コイル間のエネルギーを
良好に高周波転送できる。コイル（16a）及び（16b）間
の共通接続点（タップ）をダイオード（20）のカソード
に結合する。このダイオード（20）のアノードは、−15
ボルトの如き基準電位源に結合する。コイル（16b）及
び（16c）の共通接続点（タップ）をパワートランジス
タ（12）のベース電極に接続する。パワートランジスタ
のエミッタを接地する一方、コレクタを陰極線型表示装
置の水平偏向コイルの如き誘導性負荷（図示せず）に結
合する。コイル（16c）の他端をダイオード（22）のア
ノードに結合し、このダイオードのカソードを接地（基
準電位源）に接続する。
のベース駆動回路（10）の回路図である。このベース駆
動回路は、フライバック出力回路内の出力トランジスタ
として用いるパワートランジスタを駆動する。ベース駆
動スイッチとして用いるトランジスタ（14）を、そのコ
レクタにより誘導性素子（16）に結合する。この誘導性
素子（16）は、互に誘導的に結合された直列接続コイル
（16a）、（16b）及び（16c）を有し、これらコイル間
の漏れインダクタンスを小さくして、これらコイル間で
蓄積磁束を伝達する。コイル（16a）、（16b）及び（16
c）は、互に捩れており、平行線（18）で示す鉄粉等の
コア材料に巻きついている。これにより、コイル（16
a）、（16b）及び（16c）間に強力な誘導性結合、即
ち、漏れの小さなインダクタンスが生じ、コア材料に単
に個別にコイルを巻くよりも、コイル間のエネルギーを
良好に高周波転送できる。コイル（16a）及び（16b）間
の共通接続点（タップ）をダイオード（20）のカソード
に結合する。このダイオード（20）のアノードは、−15
ボルトの如き基準電位源に結合する。コイル（16b）及
び（16c）の共通接続点（タップ）をパワートランジス
タ（12）のベース電極に接続する。パワートランジスタ
のエミッタを接地する一方、コレクタを陰極線型表示装
置の水平偏向コイルの如き誘導性負荷（図示せず）に結
合する。コイル（16c）の他端をダイオード（22）のア
ノードに結合し、このダイオードのカソードを接地（基
準電位源）に接続する。
第２図は、本発明のベース駆動回路の動作を示すため
の波形図である。第２図Ａに示す入力パルスは、周波数
が126KHzで、デュティ・サイクルが約50％の矩形波であ
り、ベース駆動スイッチ・トランジスタ（14）のベース
電極に供給して、負サイクル期間中にこのトランジスタ
を導通させ、そのコレクタ出力を例えば５ボルトの電圧
にする。出力トランジスタ（12）の駆動状態を変化させ
たければ、ベース駆動スイッチ・トランジスタ（14）の
コレクタの電圧レベルを変化させればよい。例えば、出
力トランジスタを深く駆動して飽和させるには、トラン
ジスタ（14）のエミッタの電圧レベル（駆動電圧）を増
加させて、このトランジスタ（14）のコレクタ電圧を増
加させることにより、誘導性素子（16）を介してトラン
ジスタ（12）のベース電極への電流を増加させる。トラ
ンジスタ（14）のコレクタ電圧を誘導性素子（16）に供
給して、第１図に示す如く、コイル（16a）、（16b）及
び（16c）の各々にほぼ等しい電圧降下を発生させる。
素子（16）のコイル間の誘導結合は、コイル（16c）に
電圧を誘導させ、ダイオード（22）のアノードに−１ボ
ルトを供給して、ダイオード（22）をトランジスタ（1
2）のベースから効果的に分離する。第１及び第２図Ｂ
にIfで示す直線的傾斜電流が電流発生手段であるコイル
（16a）及び（16b）に発生し、トランジスタ（12）のベ
ース電極に供給される。このベース電流は、トランジス
タ（12）を導通させて、第２図Ｃに示すようにコレクタ
に流れる電流を発生させる。第２図Ｂ及びＣを比較する
ことにより、トランジスタ（12）のコレクタ内の電流と
同様に、ベース電流が上昇することがわかる。コレクタ
電流の上昇となるベース電流の上昇により、出力トラン
ジスタを良好に飽和させることができ、蓄積電荷を誘導
しないので、良好な駆動が行え、フライバック出力回路
の効率を改善する。
の波形図である。第２図Ａに示す入力パルスは、周波数
が126KHzで、デュティ・サイクルが約50％の矩形波であ
り、ベース駆動スイッチ・トランジスタ（14）のベース
電極に供給して、負サイクル期間中にこのトランジスタ
を導通させ、そのコレクタ出力を例えば５ボルトの電圧
にする。出力トランジスタ（12）の駆動状態を変化させ
たければ、ベース駆動スイッチ・トランジスタ（14）の
コレクタの電圧レベルを変化させればよい。例えば、出
力トランジスタを深く駆動して飽和させるには、トラン
ジスタ（14）のエミッタの電圧レベル（駆動電圧）を増
加させて、このトランジスタ（14）のコレクタ電圧を増
加させることにより、誘導性素子（16）を介してトラン
ジスタ（12）のベース電極への電流を増加させる。トラ
ンジスタ（14）のコレクタ電圧を誘導性素子（16）に供
給して、第１図に示す如く、コイル（16a）、（16b）及
び（16c）の各々にほぼ等しい電圧降下を発生させる。
素子（16）のコイル間の誘導結合は、コイル（16c）に
電圧を誘導させ、ダイオード（22）のアノードに−１ボ
ルトを供給して、ダイオード（22）をトランジスタ（1
2）のベースから効果的に分離する。第１及び第２図Ｂ
にIfで示す直線的傾斜電流が電流発生手段であるコイル
（16a）及び（16b）に発生し、トランジスタ（12）のベ
ース電極に供給される。このベース電流は、トランジス
タ（12）を導通させて、第２図Ｃに示すようにコレクタ
に流れる電流を発生させる。第２図Ｂ及びＣを比較する
ことにより、トランジスタ（12）のコレクタ内の電流と
同様に、ベース電流が上昇することがわかる。コレクタ
電流の上昇となるベース電流の上昇により、出力トラン
ジスタを良好に飽和させることができ、蓄積電荷を誘導
しないので、良好な駆動が行え、フライバック出力回路
の効率を改善する。
トランジスタ（14）の入力パルスがなくなると（高レ
ベルになると）、トランジスタ（14）はオフとなり、コ
レクタ電圧はゼロとなり、コイル回路（16a）及び（16
b）が効果的に解放される。発生した磁束によりコイル
の電圧が逆になり、誘導性素子（16）及びトランジスタ
（14）の共通接続点の電圧が負に駆動される。コイルの
逆電圧により、ダイオード（22）が導通にバイアスさ
れ、放電手段であるコイル（16c）をトランジスタ（1
2）のベース電極に効果的に接続する。第１及び第２図
ＢにＩRとして示すほぼ瞬間的に高い負のパルス電流が
トランジスタ（12）のベース電極に流れて、ベースの蓄
積電荷を除去する。放電コイル（16c）を介してベース
電極から流れる電流の最大値は、ベース電極に流れる電
流の最大値の２倍に等しい、この比は、電流をベース電
極に供給するように結合されたコイルの数と、蓄積電荷
をベース電極から除去するように結合されたコイルの数
とで設定する。上述の如く、電圧を誘導性素子（16）か
ら取り除くと、コイル（16a）及び（16b）は、効果的に
トランジスタ（12）のベース電極と非接続になる。有効
な電流路のないコイル（16a）及び（16b）は、蓄積した
磁束をコイル（16c）に結合する。コイル（16c）にかか
る電圧は、コイル（16a）及び（16b）にかかる電圧より
も低いので、誘導的に結合した電流が効果的に２倍にな
り、トランジスタ（12）のベースから流れる電流も２倍
になる。この間、誘導性素子は、トランスとして効果的
に作用する。ベース電極へ電流を供給するコイルの数を
変えることにより、ベース電極から流れる電流量が変化
することが理解できよう。例えば、誘導性素子（16）の
傾斜入力電流部分にコイルを付加することにより、ベー
ス電極から蓄積電荷を除去する期間の最大放電電流を３
倍にできる。誘導性素子に用いるコイルの数と、傾斜電
流及びベース電極からの放電電流の比とは、出力トラン
ジスタ（12）の特性に応じて決まる。
ベルになると）、トランジスタ（14）はオフとなり、コ
レクタ電圧はゼロとなり、コイル回路（16a）及び（16
b）が効果的に解放される。発生した磁束によりコイル
の電圧が逆になり、誘導性素子（16）及びトランジスタ
（14）の共通接続点の電圧が負に駆動される。コイルの
逆電圧により、ダイオード（22）が導通にバイアスさ
れ、放電手段であるコイル（16c）をトランジスタ（1
2）のベース電極に効果的に接続する。第１及び第２図
ＢにＩRとして示すほぼ瞬間的に高い負のパルス電流が
トランジスタ（12）のベース電極に流れて、ベースの蓄
積電荷を除去する。放電コイル（16c）を介してベース
電極から流れる電流の最大値は、ベース電極に流れる電
流の最大値の２倍に等しい、この比は、電流をベース電
極に供給するように結合されたコイルの数と、蓄積電荷
をベース電極から除去するように結合されたコイルの数
とで設定する。上述の如く、電圧を誘導性素子（16）か
ら取り除くと、コイル（16a）及び（16b）は、効果的に
トランジスタ（12）のベース電極と非接続になる。有効
な電流路のないコイル（16a）及び（16b）は、蓄積した
磁束をコイル（16c）に結合する。コイル（16c）にかか
る電圧は、コイル（16a）及び（16b）にかかる電圧より
も低いので、誘導的に結合した電流が効果的に２倍にな
り、トランジスタ（12）のベースから流れる電流も２倍
になる。この間、誘導性素子は、トランスとして効果的
に作用する。ベース電極へ電流を供給するコイルの数を
変えることにより、ベース電極から流れる電流量が変化
することが理解できよう。例えば、誘導性素子（16）の
傾斜入力電流部分にコイルを付加することにより、ベー
ス電極から蓄積電荷を除去する期間の最大放電電流を３
倍にできる。誘導性素子に用いるコイルの数と、傾斜電
流及びベース電極からの放電電流の比とは、出力トラン
ジスタ（12）の特性に応じて決まる。
誘導性抵抗は、電流の流れに対して変化するので、ト
ランジスタ（12）のベース電極から流れる電流は、好適
な実施例においては50ナノ秒のオーダで、非常な高速で
その最大値に達し、ベース電極に誘導された蓄積電荷が
除去されるまで、この電流は流れ続ける。ベース電極の
蓄積電荷は、大きなコンデンサとして作用し、このコン
デンサは、蓄積電荷がなくなるまで、コイル（16c）の
インダクタンスと共に、ベース電極からの最大電流を流
し続ける。誘導蓄積電荷を取り除くと、容量効果がなく
なり、ベース電流がゼロに戻って、トランジスタ（12）
をカットオフすると共に、コレクタ電流がゼロに下が
る。
ランジスタ（12）のベース電極から流れる電流は、好適
な実施例においては50ナノ秒のオーダで、非常な高速で
その最大値に達し、ベース電極に誘導された蓄積電荷が
除去されるまで、この電流は流れ続ける。ベース電極の
蓄積電荷は、大きなコンデンサとして作用し、このコン
デンサは、蓄積電荷がなくなるまで、コイル（16c）の
インダクタンスと共に、ベース電極からの最大電流を流
し続ける。誘導蓄積電荷を取り除くと、容量効果がなく
なり、ベース電流がゼロに戻って、トランジスタ（12）
をカットオフすると共に、コレクタ電流がゼロに下が
る。
放電電流パルス形式でベース電極から除去されエネル
ギーの量は、基本的なトランジスタ動作に用いる傾斜ベ
ース電流及び任意の余分な誘導蓄積電荷の形式でベース
電極に供給したエネルギーと等しい。これは、傾斜入力
電流の下の領域及び負電流パルス内の領域として、第２
図Ｂに代表的に示す。出力トランジスタ（12）の動作特
性に基づいて、ベース駆動回路（10）を出力トランジス
タの最大速度及び最大効率に調整できる。例えば、出力
トランジスタ（12）を駆動する電流形式のエネルギー量
は、電流発生装置である誘導性素子（16）の電圧を変化
させることにより調整できる。同様に、誘導性素子（1
6）の巻数比を増やすことにより、負電流パルスの振幅
が増加し、誘導された蓄積電荷を除去する際の速度が増
すので、電流パルスのパルス幅が減少する。狭いパルス
幅により、出力トランジスタのスイッチング速度が増加
する。
ギーの量は、基本的なトランジスタ動作に用いる傾斜ベ
ース電流及び任意の余分な誘導蓄積電荷の形式でベース
電極に供給したエネルギーと等しい。これは、傾斜入力
電流の下の領域及び負電流パルス内の領域として、第２
図Ｂに代表的に示す。出力トランジスタ（12）の動作特
性に基づいて、ベース駆動回路（10）を出力トランジス
タの最大速度及び最大効率に調整できる。例えば、出力
トランジスタ（12）を駆動する電流形式のエネルギー量
は、電流発生装置である誘導性素子（16）の電圧を変化
させることにより調整できる。同様に、誘導性素子（1
6）の巻数比を増やすことにより、負電流パルスの振幅
が増加し、誘導された蓄積電荷を除去する際の速度が増
すので、電流パルスのパルス幅が減少する。狭いパルス
幅により、出力トランジスタのスイッチング速度が増加
する。
第２図Ｅに示すように、電流がトランジスタ（12）の
ベースに流れ込む期間では、トランジスタ（12）のベー
ス電圧は約１ボルトである。これは、内部のベース・ダ
イオードの電圧降下及び出力トランジスタの抵抗による
電圧降下によって生じる。また、トランジスタ（12）の
ベース電極から電流が流れ出る期間においては、ベース
の電圧はほぼ零である。蓄積電荷が除去され、トランジ
スタ（12）のベース電極から電流が流れ出なくなって
も、コイルにかかる電圧は逆になったままなので、ベー
ス電圧は負に駆動される。コイルの誘導性結合効果によ
って、コイル（16a）及び（16b）の共通接続点の電圧
は、ベース電極の接続点と比較して２倍の速度で減少す
る。コイル（16a）及び（16b）の共通接続点の電圧は、
ダイオード（20）が順バイアスとなり、導通する値に減
少する。ダイオード（20）が導通すると、コイル（16
b）及び（16c）は、−15ボルト電源及び接地間の分圧回
路網として効果的に作用する。これは、トランジスタ
（12）のベース電極の電圧を約−7.5ボルトにクランプ
し、パワートランジスタ（12）のベース・エミッタ接合
を破壊するほどの逆バイアスを防止する。同時に、誘導
性素子（16）のコイル内の過度の磁束は、第１図のIxに
示すように、ダイオード（20）を介して流れる電流（第
２図Ｄの波形図）により、接地を介して−15ボルト電源
に消費される。誘導性素子（16）から余分な磁束を除去
することにより、誘導性素子（16）に沿う総ての点の電
圧がフローティングし、電流が流れない。誘導性素子
（16）の次の導通サイクルの前に、コイル（16a）、（1
6b）及び（16c）の余分な磁束を除去して、直線的な傾
斜電流がトランジスタ（12）のベース電極に供給され
て、ゼロから開始するのを確実にする。
ベースに流れ込む期間では、トランジスタ（12）のベー
ス電圧は約１ボルトである。これは、内部のベース・ダ
イオードの電圧降下及び出力トランジスタの抵抗による
電圧降下によって生じる。また、トランジスタ（12）の
ベース電極から電流が流れ出る期間においては、ベース
の電圧はほぼ零である。蓄積電荷が除去され、トランジ
スタ（12）のベース電極から電流が流れ出なくなって
も、コイルにかかる電圧は逆になったままなので、ベー
ス電圧は負に駆動される。コイルの誘導性結合効果によ
って、コイル（16a）及び（16b）の共通接続点の電圧
は、ベース電極の接続点と比較して２倍の速度で減少す
る。コイル（16a）及び（16b）の共通接続点の電圧は、
ダイオード（20）が順バイアスとなり、導通する値に減
少する。ダイオード（20）が導通すると、コイル（16
b）及び（16c）は、−15ボルト電源及び接地間の分圧回
路網として効果的に作用する。これは、トランジスタ
（12）のベース電極の電圧を約−7.5ボルトにクランプ
し、パワートランジスタ（12）のベース・エミッタ接合
を破壊するほどの逆バイアスを防止する。同時に、誘導
性素子（16）のコイル内の過度の磁束は、第１図のIxに
示すように、ダイオード（20）を介して流れる電流（第
２図Ｄの波形図）により、接地を介して−15ボルト電源
に消費される。誘導性素子（16）から余分な磁束を除去
することにより、誘導性素子（16）に沿う総ての点の電
圧がフローティングし、電流が流れない。誘導性素子
（16）の次の導通サイクルの前に、コイル（16a）、（1
6b）及び（16c）の余分な磁束を除去して、直線的な傾
斜電流がトランジスタ（12）のベース電極に供給され
て、ゼロから開始するのを確実にする。
フライバック出力回路に用いるパワートランジスタ
（12）用のベース駆動回路（10）では、誘導性素子（1
6）としてコイルが直列接続されており、電圧が誘導性
素子（16）に供給されたとき、直線的な傾斜電流がパワ
ートランジスタのベース電極に流れる。誘導性素子内の
放電コイルを介して、ほぼ瞬間的で大きい逆バイアス電
流が発生して、電圧を誘導性素子（16）から除去する
際、ベースの誘導蓄積電荷を除去する。ベース電極へ電
流を供給するように結合されたコイルの数と、ベース電
極の蓄積電荷を除去するように結合されたコイルの数と
の比により、ベースから流れる最大逆電流が決まる。誘
導性素子（16）の任意の余分なエネルギーは、誘導性素
子（16）の次の導通サイクルの前に、接地を介して電圧
源に消費される。これにより、出力トランジスタのベー
ス駆動電極への直線的な傾斜電流がゼロから開始するの
を確実にする。
（12）用のベース駆動回路（10）では、誘導性素子（1
6）としてコイルが直列接続されており、電圧が誘導性
素子（16）に供給されたとき、直線的な傾斜電流がパワ
ートランジスタのベース電極に流れる。誘導性素子内の
放電コイルを介して、ほぼ瞬間的で大きい逆バイアス電
流が発生して、電圧を誘導性素子（16）から除去する
際、ベースの誘導蓄積電荷を除去する。ベース電極へ電
流を供給するように結合されたコイルの数と、ベース電
極の蓄積電荷を除去するように結合されたコイルの数と
の比により、ベースから流れる最大逆電流が決まる。誘
導性素子（16）の任意の余分なエネルギーは、誘導性素
子（16）の次の導通サイクルの前に、接地を介して電圧
源に消費される。これにより、出力トランジスタのベー
ス駆動電極への直線的な傾斜電流がゼロから開始するの
を確実にする。
［発明の効果］ 上述の如く、本発明によれば、出力トランジスタのコ
レクタ電流と同様に、この出力トランジスタのベース駆
動電流が上昇して、出力トランジスタを良好に飽和さ
せ、ベース電極での蓄積電荷の誘導をなくす。これによ
り、駆動が良好となり、パワートランジスタの効率が高
まる。さらに、トランジスタのベースの誘導蓄積電荷が
なくなることにより、このトランジスタのスイッチング
速度が速くなる。なお、電流発生装置及び放電回路は、
直列接続されたコイルを有する誘導性素子の一部であ
る。この誘導性素子内のコイルの一部は、連続してベー
ス駆動電流を発生するように動作し、他の部分は、電流
発生コイルからのエネルギーを誘導的に受けることによ
り、トランスとして作用し、出力トランジスタのベース
に誘導的に蓄積された電荷を放電する。この誘導性素子
のトランス作用は、出力トランジスタのベース電極に誘
導蓄積された電荷を除去するのに必要な時間を大幅に短
縮し、パワートランジスタの速度を早くする。
レクタ電流と同様に、この出力トランジスタのベース駆
動電流が上昇して、出力トランジスタを良好に飽和さ
せ、ベース電極での蓄積電荷の誘導をなくす。これによ
り、駆動が良好となり、パワートランジスタの効率が高
まる。さらに、トランジスタのベースの誘導蓄積電荷が
なくなることにより、このトランジスタのスイッチング
速度が速くなる。なお、電流発生装置及び放電回路は、
直列接続されたコイルを有する誘導性素子の一部であ
る。この誘導性素子内のコイルの一部は、連続してベー
ス駆動電流を発生するように動作し、他の部分は、電流
発生コイルからのエネルギーを誘導的に受けることによ
り、トランスとして作用し、出力トランジスタのベース
に誘導的に蓄積された電荷を放電する。この誘導性素子
のトランス作用は、出力トランジスタのベース電極に誘
導蓄積された電荷を除去するのに必要な時間を大幅に短
縮し、パワートランジスタの速度を早くする。
第１図は本発明の好適な実施例の回路図、第２図は第１
図の動作を説明する波形図である。 （12）はパワートランジスタ、（14）はスイッチ手段、
（16）は直列接続コイル、（22）は第１ダイオード、
（20）は第２ダイオードである。
図の動作を説明する波形図である。 （12）はパワートランジスタ、（14）はスイッチ手段、
（16）は直列接続コイル、（22）は第１ダイオード、
（20）は第２ダイオードである。
Claims (1)
- 【請求項１】誘導結合されると共に直列に接続された少
なくとも３つのコイルから成り、第１共通接続点がパワ
ートランジスタのベースに接続された直列接続コイル
と、 駆動電圧を上記直列接続コイルの一端に選択的に供給す
るスイッチ手段と、 上記直列接続コイルの他端と第１基準電位源との間に接
続され、上記駆動電圧の供給を停止すると上記ベースの
蓄積電荷の放電路となる第１ダイオードと、 上記直列接続コイルの上記一端及び上記第１接続点間に
ある第２接続点と第２基準電位源との間に接続され、上
記蓄積電荷が放電された後も上記コイルに残留するエネ
ルギーを消費する電流を流す第２ダイオードとを具える
パワートランジスタ用ベース駆動回路。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/270,716 US4864247A (en) | 1988-11-14 | 1988-11-14 | High speed base drive for power amplifier |
| US270716 | 1988-11-14 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02174373A JPH02174373A (ja) | 1990-07-05 |
| JPH0817448B2 true JPH0817448B2 (ja) | 1996-02-21 |
Family
ID=23032494
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1295992A Expired - Lifetime JPH0817448B2 (ja) | 1988-11-14 | 1989-11-14 | パワートランジスタ用ベース駆動回路 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4864247A (ja) |
| JP (1) | JPH0817448B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4120778A1 (de) * | 1991-06-24 | 1993-01-07 | Nokia Deutschland Gmbh | Horizontalablenkschaltung mit einem treibertransformator |
| DE19602556A1 (de) * | 1996-01-25 | 1997-07-31 | Thomson Brandt Gmbh | Steuerschaltung für einen periodisch betätigten Schalttransistor |
| US6472936B1 (en) * | 2001-05-14 | 2002-10-29 | National Semiconductor Corporation | Low-noise gain switching circuit using tapped inductor |
| US12218653B2 (en) * | 2023-03-31 | 2025-02-04 | Infineon Technologies Canada Inc. | Control driver circuit and method for power transistor |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1049866A (en) * | 1962-08-16 | 1966-11-30 | Emi Ltd | Improvements relating to transistor circuits |
| JPS57141125A (en) * | 1981-02-25 | 1982-09-01 | Origin Electric Co Ltd | Turning-off method of transistor circuit |
| JPS59156022A (ja) * | 1983-02-25 | 1984-09-05 | Hitachi Ltd | ドライブ回路 |
| JPS59214383A (ja) * | 1983-05-20 | 1984-12-04 | Hitachi Ltd | 水平偏向出力駆動回路 |
| JPS60134520A (ja) * | 1983-12-22 | 1985-07-17 | Sony Corp | 出力スイツチング素子駆動回路 |
-
1988
- 1988-11-14 US US07/270,716 patent/US4864247A/en not_active Expired - Lifetime
-
1989
- 1989-11-14 JP JP1295992A patent/JPH0817448B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02174373A (ja) | 1990-07-05 |
| US4864247A (en) | 1989-09-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |