JPH1173232A - 電流制限回路及びボルテージレギュレータ - Google Patents

電流制限回路及びボルテージレギュレータ

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JPH1173232A
JPH1173232A JP9232175A JP23217597A JPH1173232A JP H1173232 A JPH1173232 A JP H1173232A JP 9232175 A JP9232175 A JP 9232175A JP 23217597 A JP23217597 A JP 23217597A JP H1173232 A JPH1173232 A JP H1173232A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 制御トランジスタのコレクター−エミッタ間
電位を監視し、コレクター−エミッタ間電位が所定電圧
以下になっている低入力電圧期間内において制御トラン
ジスタQ1のベースに発生するベース電流増加現象の発
生を制限し、ベース増加電流に起因する電源の消費電流
負担を回避して長寿命化を図ること。 【解決手段】 負荷電流を制御する制御トランジスタQ
1のベース電流IBを制限する電流制限回路において、制
御トランジスタQ1のコレクター−エミッタ間電位差VC
Eを監視し、コレクター−エミッタ間電位差VCEが所定
電圧以下になっている低入力電圧期間内において制御ト
ランジスタQ1を流れるベース電流IBを継続的に制限し
制御トランジスタQ1の直流電流増幅率hFEの低下を制
限し制御トランジスタQ1のコレクター−エミッタ間電
位差VCEを一定以上に保持して制御トランジスタQ1の
ベースに発生するベース電流増加現象の発生を制限する
回路構成を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置に関
し、特に、負荷電流を制御する制御トランジスタのベー
ス電流を制限する電流制限回路、及び負荷に供給される
出力電圧を一定に保持する定電圧電源であるボルテージ
レギュレータに関する。
【0002】
【従来の技術】図9は、従来の電流制限回路を説明する
ための回路図である。
【0003】従来この種の電流制限回路としては、例え
ば、特開平5−211717号公報(発明の名称:電流
制限回路、出願人:ミツミ電機株式会社、出願日:19
92年1月30日、図9,10参照)に示すようなもの
がある。
【0004】すなわち、図9に示すように、制御用pn
pトランジスタAQ1のベース電流と負荷電流ARLとの
差をトランジスタAQ6,AQ7及びオペアンプA2によ
り検出する出力電圧検出回路4と、出力電圧検出回路4
により検出された検出信号に応じてトランジスタAQ4
を制御することにより、制御用pnpトランジスタAQ
1のベース電流を制限する電流制限回路3とを中心にし
て構成されていた。
【0005】出力電圧検出回路4は、電源1(入力電圧
Vi)に接続され、定電流源OC1、ツェナーダイオード
D1、抵抗AR1,AR2、差動増幅回路を構成するオペ
アンプA1,npnトランジスタAQ4より構成されてい
た。
【0006】このような回路構成の出力電圧検出回路4
においては、定電流源OC1及びツェナーダイオードD1
により基準電圧が生成されてオペアンプA1の反転入力
端子に入力される。また、出力電圧Voutut、抵抗AR
1,AR2により減衰してきた検出信号がオペアンプA1
の非反転入力端子に入力される。
【0007】オペアンプA1は、基準電圧と検出電圧と
の差に応じた信号を出力し、トランジスタAQ4のベー
スに供給する。トランジスタAQ4のエミッタは、トラ
ンジスタAQ2のベースに接続され、トランジスタAQ2
のエミッタは、マルチコレクタートランジスタAAQ1
(制御用pnpトランジスタAQ1)のベースに接続さ
れている。
【0008】電流制限回路3は、電源1(入力電圧V
i)に接続され、電流検出用pnpトランジスタAQ2、
コンパレータを構成するオペアンプA2、制御用pnp
トランジスタAQ1、定電流源OC2から構成されてい
る。npnトランジスタAQ6,AQ7はダイオード接
続され、各々のコレクタが結線された状態でオペアンプ
A2の非反転入力端子に接続されている。このような回
路構成において、pnpトランジスタAQ2が出力電圧
検出回路4から供給される信号に応じて制御用pnpト
ランジスタAQ1のベース電流を制御していた。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】図10は、図9の制御
トランジスタのベースに発生するベース増加電流を説明
するためのグラフである。
【0010】しかしながら、このような従来の電流制限
回路では、入力電圧Viが低い低入力電圧時に制御用p
npトランジスタAQ1のコレクター−エミッタ間の電
位差VCEが低くなってしまうことに起因して制御用pn
pトランジスタAQ1の直流電流増幅率が低下してしま
い、十分な負荷電流AIL(コレクター電流)を負荷A
RLに供給できずない状況が発生していた。従来の電流
制限回路では、このような制御用pnpトランジスタA
Q1の直流電流増幅率が低下に起因する負荷電流AIL
(コレクター電流)の供給能力の低下を回避するため
に、制御用pnpトランジスタAQ1のベース電流IBを
増加させるような補償制御を実行していた。この様な補
償制御を実行する場合、ベース電流IBは図10に示す
ように三角波状の特性(ベース増加電流と呼ばれてい
る)を示してしまう結果、消費電力の増加を引き起こし
てしまい電源1の負担が増加してしまうという問題点が
あった。特に、電源1としてバッテリーを用いる場合、
補償制御に必要な消費電流をバッテリーから取り出すた
めバッテリーの消耗を早めてしまうという問題点があっ
た。
【0011】本発明は、このような従来の問題点を解決
することを課題としており、第1に、負荷電流を制御す
る制御トランジスタのベース電流を制限する電流制限回
路において、制御トランジスタのコレクター−エミッタ
間の電位差を監視し、コレクター−エミッタ間の電位差
が所定電圧以下になっている低入力電圧期間内において
制御トランジスタを流れるベース電流を継続的に制限し
制御トランジスタの直流電流増幅率の低下を制限し制御
トランジスタのコレクター−エミッタ間の電位差を一定
以上に保持して制御トランジスタのベースに発生するベ
ース増加電流の発生を制限する回路構成により、電源か
らの入力電圧と出力電圧との電圧差が小さい低入力電圧
時であっても、制御トランジスタのコレクター−エミッ
タ間の電位差が低くなってしまうことを回避し、制御ト
ランジスタの直流電流増幅率の低下を回避して十分な負
荷電流を負荷に供給できる電流制限回路を提供すること
を目的としている。
【0012】更に、制御トランジスタの直流電流増幅率
の低下を回避できる結果、負荷電流の供給能力の低下を
回避できるようになり、かつ、制御トランジスタのベー
ス電流を増加させるような補償制御が不要となり、ベー
ス電流におけるベース増加電流の発生を回避でき、これ
により、ベース増加電流の発生に起因する消費電力の増
加を回避でき、ベース増加電流に起因する電源の負担の
増加を回避できる電流制限回路を提供することを目的と
している。特に、電源としてバッテリーを用いる場合に
ベース増加電流に起因する消費電流の増加を回避してバ
ッテリーの長寿命化を図ることができる電流制限回路を
提供することを目的としている。
【0013】第2に、負荷に供給される出力電圧を一定
に保持する定電圧電源であるボルテージレギュレータに
おいて、電流を与えられた際に電流の大きさに応じた出
力電圧を生成する出力電圧設定用抵抗網と、出力電圧設
定用抵抗網に制御電流を与えて出力電圧設定用抵抗網の
出力ノードの電圧及び負荷に供給される出力電圧を一定
電圧値に制御するための制御トランジスタと、制御トラ
ンジスタのベース電流を制限する電流制限回路と、第1
電流源を用いて基準電圧を生成する基準電源と、基準電
源からの基準電圧と出力ノード電圧との電圧差を検出し
て電圧差に基づく誤差信号を生成すると共に、誤差信号
を制御トランジスタにフィードバックして負荷に供給さ
れる出力電圧を一定に保持する定電圧制御を促すフィー
ドバックループを備えた誤差増幅器と、誤差増幅器から
出力される誤差信号または第3MOSFETから出力さ
れるベース電流の制限にかかる制御信号を選択的に制御
トランジスタのベースに伝達する第4MOSFETとを
設け、第4MOSFETが低入力電圧期間に第3MOS
FETから出力される制御信号を選択して制御トランジ
スタに伝達して制御トランジスタにおけるベース電流の
制限制御を促し低入力電圧期間以外に誤差増幅器からの
誤差信号を選択して制御トランジスタに伝達して制御ト
ランジスタにおける定電圧制御を促す回路構成をによ
り、電源からの入力電圧と出力電圧との電圧差が小さい
低入力電圧時であっても、制御トランジスタを流れるベ
ース電流を継続的に制限し制御トランジスタの直流電流
増幅率の低下を制限し制御トランジスタのコレクター−
エミッタ間の電位差を一定以上に保持して制御トランジ
スタのベースに発生するベース増加電流の発生を制限
し、その結果、制御トランジスタのコレクター−エミッ
タ間の電位差が低くなってしまうことを回避し、制御ト
ランジスタの直流電流増幅率の低下を回避して十分な負
荷電流を負荷に供給できるボルテージレギュレータを提
供することを目的としている。
【0014】更に、制御トランジスタの直流電流増幅率
の低下を回避できる結果、負荷電流の供給能力の低下を
回避できるようになり、かつ、制御トランジスタのベー
ス電流を増加させるような補償制御が不要となり、ベー
ス電流におけるベース増加電流の発生を回避でき、これ
により、ベース増加電流の発生に起因する消費電力の増
加を回避でき、ベース増加電流に起因する電源の負担の
増加を回避できる電流制限回路を提供することを目的と
している。特に、電源としてバッテリーを用いる場合に
ベース増加電流に起因する消費電流の増加を回避してバ
ッテリーの長寿命化を図ることができるボルテージレギ
ュレータを提供することを目的としている。
【0015】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、負荷電流を制御する制御トランジスタQ1のベース
電流IBを制限する電流制限回路において、前記制御ト
ランジスタQ1のコレクター−エミッタ間電位差VCEを
監視し、コレクター−エミッタ間電位差VCEが所定電圧
以下になった低入力電圧時に当該制御トランジスタQ1
を流れるベース電流IBを制限する回路構成を有する電
流制限回路10である。
【0016】請求項1に記載の発明によれば、コレクタ
ー−エミッタ間電位差VCEが小さい低入力電圧時であっ
ても、制御トランジスタQ1のベース電流IBを増加させ
るような従来の補償制御を用いることなく制御トランジ
スタQ1のベース電流IBにおけるベース電流増加現象の
発生を低入力電圧時の任意のタイミングで回避できるよ
うになる。これにより、ベース電流IBにおけるベース
増加電流の発生に起因する回路動作時の消費電力の増加
を低入力電圧時の任意のタイミングで回避できるように
なり、ベース増加電流に起因する電源の消費電流負担の
増加を低入力電圧時の任意のタイミングで回避できるよ
うになるといった効果を奏する。特に、電源としてバッ
テリー22を用いる場合にベース増加電流に起因する消
費電流の増加を低入力電圧時の任意のタイミングで回避
してバッテリー22の無用な消耗を避けて長寿命化を図
ることができるようになるといった効果を奏する。
【0017】請求項2に記載の発明は、負荷電流を制御
する制御トランジスタQ1のベース電流IBを制限する電
流制限回路において、前記制御トランジスタQ1のコレ
クター−エミッタ間電位差VCEを監視し、コレクター−
エミッタ間電位差VCEが所定電圧以下になっている低入
力電圧期間内において当該制御トランジスタQ1を流れ
るベース電流IBを継続的に制限する回路構成を有する
電流制限回路10である。
【0018】請求項2に記載の発明によれば、コレクタ
ー−エミッタ間電位差VCEが小さい低入力電圧期間内で
あっても、制御トランジスタQ1のコレクター−エミッ
タ間電位差VCEが低くなってしまうことを継続的に回避
し、コレクター−エミッタ間電位差VCEに起因して発生
する制御トランジスタQ1の直流電流増幅率hFEの低下
を低入力電圧期間内で継続的に回避して十分な負荷電流
を負荷24に供給できるようになるといった効果を奏す
る。
【0019】更に、この様に、コレクター−エミッタ間
電位差VCEに起因して発生する制御トランジスタQ1の
直流電流増幅率hFEの低下を低入力電圧期間内で継続的
に回避できる結果、負荷電流の供給能力の低下を低入力
電圧期間内で継続的に回避できるようになり、かつ、制
御トランジスタQ1のベース電流IBを増加させるような
従来の補償制御を用いることなく制御トランジスタQ1
のベース電流IBにおけるベース電流増加現象の発生を
低入力電圧期間内で継続的に回避できるようになる。こ
れにより、ベース電流IBにおけるベース増加電流の発
生に起因する回路動作時の消費電力の増加を低入力電圧
期間内で継続的に回避できるようになり、ベース増加電
流に起因する電源の消費電流負担の増加を低入力電圧期
間内で継続的に回避できるようになるといった効果を奏
する。特に、電源としてバッテリー22を用いる場合に
ベース増加電流に起因する消費電流の増加を低入力電圧
期間内で継続的に回避してバッテリー22の無用な消耗
を避けて長寿命化を図ることができるようになるといっ
た効果を奏する。
【0020】請求項3に記載の発明は、請求項1又は2
に記載の電流制限回路10において、前記制御トランジ
スタQ1のエミッタが入力電圧Viに接続されコレクター
が出力電圧Voututに接続されて負荷電流を負荷24に
供給し、当該入力電圧Viと当該出力電圧Voututとの電
位差を監視して前記ベース電流IBを制限する回路構成
を有する電流制限回路10である。
【0021】請求項3に記載の発明によれば、請求項1
又は2に記載の効果と同様の効果を奏する。
【0022】請求項4に記載の発明は、負荷電流を制御
する制御トランジスタQ1のベース電流IBを制限する電
流制限回路において、前記制御トランジスタQ1のコレ
クター−エミッタ間電位差VCEを監視し、コレクター−
エミッタ間電位差VCEが所定電圧以下になった低入力電
圧時に当該制御トランジスタQ1の直流電流増幅率hFE
の低下を制限する回路構成を有する電流制限回路10で
ある。
【0023】請求項4に記載の発明によれば、コレクタ
ー−エミッタ間電位差VCEが小さい低入力電圧時であっ
ても、制御トランジスタQ1の直流電流増幅率hFEの低
下を制限でき、直流電流増幅率hFEの低下を一因として
生起されるベース電流増加現象の発生を低入力電圧時の
任意のタイミングで回避できるようになる。これによ
り、ベース電流IBにおけるベース増加電流の発生に起
因する回路動作時の消費電力の増加を低入力電圧時の任
意のタイミングで回避できるようになり、ベース増加電
流に起因する電源の消費電流負担の増加を低入力電圧時
の任意のタイミングで回避できるようになるといった効
果を奏する。特に、電源としてバッテリー22を用いる
場合にベース増加電流に起因する消費電流の増加を低入
力電圧時の任意のタイミングで回避してバッテリー22
の無用な消耗を避けて長寿命化を図ることができるよう
になるといった効果を奏する。
【0024】請求項5に記載の発明は、負荷電流を制御
する制御トランジスタQ1のベース電流IBを制限する電
流制限回路において、前記制御トランジスタQ1のコレ
クター−エミッタ間電位差VCEを監視し、コレクター−
エミッタ間電位差VCEが所定電圧以下になっている低入
力電圧期間内において当該制御トランジスタQ1の直流
電流増幅率hFEの低下を継続的に制限する回路構成を有
する電流制限回路10である。
【0025】請求項5に記載の発明によれば、コレクタ
ー−エミッタ間電位差VCEが小さい低入力電圧期間内で
あっても、制御トランジスタQ1の直流電流増幅率hFE
の低下を低入力電圧期間内で継続的に回避して十分な負
荷電流を負荷24に供給できるようになるといった効果
を奏する。
【0026】更に、この様に、コレクター−エミッタ間
電位差VCEに起因して発生する制御トランジスタQ1の
直流電流増幅率hFEの低下を低入力電圧期間内で継続的
に回避できる結果、負荷電流の供給能力の低下を低入力
電圧期間内で継続的に回避できるようになり、かつ、制
御トランジスタQ1のベース電流IBを増加させるような
従来の補償制御を用いることなく制御トランジスタQ1
のベース電流IBにおけるベース電流増加現象の発生を
低入力電圧期間内で継続的に回避できるようになる。こ
れにより、ベース電流IBにおけるベース増加電流の発
生に起因する回路動作時の消費電力の増加を低入力電圧
期間内で継続的に回避できるようになり、ベース増加電
流に起因する電源の消費電流負担の増加を低入力電圧期
間内で継続的に回避できるようになるといった効果を奏
する。特に、電源としてバッテリー22を用いる場合に
ベース増加電流に起因する消費電流の増加を低入力電圧
期間内で継続的に回避してバッテリー22の無用な消耗
を避けて長寿命化を図ることができるようになるといっ
た効果を奏する。
【0027】請求項6に記載の発明は、請求項3又は4
に記載の電流制限回路10において、前記制御トランジ
スタQ1のエミッタが入力電圧Viに接続されコレクター
が出力電圧Voututに接続されて負荷電流を負荷24に
供給し、当該入力電圧Viと当該出力電圧Voututとの電
位差を監視して前記直流電流増幅率hFEの低下を制限す
る回路構成を有する電流制限回路10である。
【0028】請求項6に記載の発明によれば、請求項3
又は4に記載の効果と同様の効果を奏する。
【0029】請求項7に記載の発明は、負荷電流を制御
する制御トランジスタQ1のベース電流IBを制限する電
流制限回路において、前記制御トランジスタQ1のコレ
クター−エミッタ間電位差VCEを監視し、コレクター−
エミッタ間電位差VCEが所定電圧以下になった低入力電
圧時に当該制御トランジスタQ1のコレクター−エミッ
タ間電位差VCEの減少に起因して発生する直流電流増幅
率hFEの低下を制限する回路構成を有する電流制限回路
10である。
【0030】請求項7に記載の発明によれば、コレクタ
ー−エミッタ間電位差VCEが所定電圧以下になった低入
力電圧時であっても、直流電流増幅率hFEの低下を制限
してベース電流IBにおけるベース電流増加現象の発生
を低入力電圧時の任意のタイミングで回避できるように
なる。これにより、ベース電流IBにおけるベース増加
電流の発生に起因する回路動作時の消費電力の増加を低
入力電圧時の任意のタイミングで回避できるようにな
り、ベース増加電流に起因する電源の消費電流負担の増
加を低入力電圧時の任意のタイミングで回避できるよう
になるといった効果を奏する。特に、電源としてバッテ
リー22を用いる場合にベース増加電流に起因する消費
電流の増加を低入力電圧時の任意のタイミングで回避し
てバッテリー22の無用な消耗を避けて長寿命化を図る
ことができるようになるといった効果を奏する。
【0031】請求項8に記載の発明は、負荷電流を制御
する制御トランジスタQ1のベース電流IBを制限する電
流制限回路において、前記制御トランジスタQ1のコレ
クター−エミッタ間電位差VCEを監視し、コレクター−
エミッタ間電位差VCEが所定電圧以下になっている低入
力電圧期間内に当該制御トランジスタQ1のコレクター
−エミッタ間電位差VCEの減少に起因して発生する直流
電流増幅率hFEの低下を継続的に制限する回路構成を有
する電流制限回路10である。
【0032】請求項8に記載の発明によれば、コレクタ
ー−エミッタ間電位差VCEが所定電圧以下になっている
低入力電圧期間内であっても、制御トランジスタQ1の
コレクター−エミッタ間電位差VCEが低くなってしまう
ことを継続的に回避し、コレクター−エミッタ間電位差
VCEに起因して発生する制御トランジスタQ1の直流電
流増幅率hFEの低下を低入力電圧期間内で継続的に回避
して十分な負荷電流を負荷24に供給できるようになる
といった効果を奏する。
【0033】更に、この様に、コレクター−エミッタ間
電位差VCEに起因して発生する制御トランジスタQ1の
直流電流増幅率hFEの低下を低入力電圧期間内で継続的
に回避できる結果、負荷電流の供給能力の低下を低入力
電圧期間内で継続的に回避できるようになり、かつ、制
御トランジスタQ1のベース電流IBを増加させるような
従来の補償制御を用いることなく制御トランジスタQ1
のベース電流IBにおけるベース電流増加現象の発生を
低入力電圧期間内で継続的に回避できるようになる。こ
れにより、ベース電流IBにおけるベース増加電流の発
生に起因する回路動作時の消費電力の増加を低入力電圧
期間内で継続的に回避できるようになり、ベース増加電
流に起因する電源の消費電流負担の増加を低入力電圧期
間内で継続的に回避できるようになるといった効果を奏
する。特に、電源としてバッテリー22を用いる場合に
ベース増加電流に起因する消費電流の増加を低入力電圧
期間内で継続的に回避してバッテリー22の無用な消耗
を避けて長寿命化を図ることができるようになるといっ
た効果を奏する。
【0034】請求項9に記載の発明は、請求項7又は8
に記載の電流制限回路10において、前記制御トランジ
スタQ1のエミッタが入力電圧Viに接続されコレクター
が出力電圧Voututに接続されて負荷電流を負荷24に
供給し、当該入力電圧Viと当該出力電圧Voututとの電
位差を監視して前記直流電流増幅率hFEの低下を制限す
る回路構成を有する電流制限回路10である。
【0035】請求項9に記載の発明によれば、請求項7
又は8に記載の効果と同様の効果を奏する。
【0036】請求項10に記載の発明は、負荷電流を制
御する制御トランジスタQ1のベース電流IBを制限する
電流制限回路において、前記制御トランジスタQ1のコ
レクター−エミッタ間電位差VCEを監視し、コレクター
−エミッタ間電位差VCEが所定電圧以下になった低入力
電圧時に当該制御トランジスタQ1のコレクター−エミ
ッタ間電位差VCEを一定以上に保持する回路構成を有す
る電流制限回路10である。
【0037】請求項10に記載の発明によれば、コレク
ター−エミッタ間電位差VCEが所定電圧以下になった低
入力電圧時であっても、コレクター−エミッタ間電位差
VCEを一定以上に保持して制御トランジスタQ1の直流
電流増幅率hFEの低下を低入力電圧時の任意のタイミン
グで回避し、直流電流増幅率hFEの低下を一因として生
起されるベース電流IBにおけるベース電流増加現象の
発生を低入力電圧時の任意のタイミングで回避できるよ
うになる。これにより、ベース電流IBにおけるベース
増加電流の発生に起因する回路動作時の消費電力の増加
を低入力電圧時の任意のタイミングで回避できるように
なり、ベース増加電流に起因する電源の消費電流負担の
増加を低入力電圧時の任意のタイミングで回避できるよ
うになるといった効果を奏する。特に、電源としてバッ
テリー22を用いる場合にベース増加電流に起因する消
費電流の増加を低入力電圧時の任意のタイミングで回避
してバッテリー22の無用な消耗を避けて長寿命化を図
ることができるようになるといった効果を奏する。
【0038】請求項11に記載の発明は、負荷電流を制
御する制御トランジスタQ1のベース電流IBを制限する
電流制限回路において、前記制御トランジスタQ1のコ
レクター−エミッタ間電位差VCEを監視し、コレクター
−エミッタ間電位差VCEが所定電圧以下になっている低
入力電圧期間内に当該制御トランジスタQ1のコレクタ
ー−エミッタ間電位差VCEを継続的に一定以上に保持す
る回路構成を有する電流制限回路10である。
【0039】請求項11に記載の発明によれば、コレク
ター−エミッタ間電位差VCEが所定電圧以下になってい
る低入力電圧期間内であっても、コレクター−エミッタ
間電位差VCEを一定以上に保持して制御トランジスタQ
1の直流電流増幅率hFEの低下を低入力電圧期間内で継
続的に回避し、直流電流増幅率hFEの低下を一因として
生起されるベース電流IBにおけるベース電流増加現象
の発生を低入力電圧期間内で継続的に回避できるように
なる。これにより、ベース電流IBにおけるベース増加
電流の発生に起因する回路動作時の消費電力の増加を低
入力電圧期間内で継続的に回避できるようになり、ベー
ス増加電流に起因する電源の消費電流負担の増加を低入
力電圧期間内で継続的に回避できるようになるといった
効果を奏する。特に、電源としてバッテリー22を用い
る場合にベース増加電流に起因する消費電流の増加を低
入力電圧期間内で継続的に回避してバッテリー22の無
用な消耗を避けて長寿命化を図ることができるようにな
るといった効果を奏する。
【0040】請求項12に記載の発明は、請求項10又
は11に記載の電流制限回路10おいて、前記制御トラ
ンジスタQ1のエミッタが入力電圧Viに接続されコレク
ターが出力電圧Voututに接続されて負荷電流を負荷2
4に供給し、当該入力電圧Viと当該出力電圧Voututと
の電位差を監視して前記コレクター−エミッタ間電位差
VCEの保持を行う回路構成を有する電流制限回路10で
ある。
【0041】請求項12に記載の発明によれば、請求項
10又は11に記載の効果に加えて、入力電圧Viと出
力電圧Voututとの電位差が小さい場合であっても、コ
レクター−エミッタ間電位差VCEを一定以上に保持して
制御トランジスタQ1の直流電流増幅率hFEの低下を低
入力電圧期間内で継続的に回避し、直流電流増幅率hFE
の低下を一因として生起されるベース電流IBにおける
ベース電流増加現象の発生を低入力電圧期間内で継続的
に回避できるようになる。これにより、ベース電流IB
におけるベース増加電流の発生に起因する回路動作時の
消費電力の増加を低入力電圧期間内で継続的に回避でき
るようになり、ベース増加電流に起因する電源の消費電
流負担の増加を低入力電圧期間内で継続的に回避できる
ようになるといった効果を奏する。特に、電源としてバ
ッテリー22を用いる場合にベース増加電流に起因する
消費電流の増加を低入力電圧期間内で継続的に回避して
バッテリー22の無用な消耗を避けて長寿命化を図るこ
とができるようになるといった効果を奏する。
【0042】請求項13に記載の発明は、負荷電流を制
御する制御トランジスタQ1のベース電流IBを制限する
電流制限回路において、前記制御トランジスタQ1のコ
レクター−エミッタ間電位差VCEを監視し、コレクター
−エミッタ間電位差VCEが所定電圧以下になった低入力
電圧時に当該制御トランジスタQ1のベースに発生する
ベース電流増加現象の発生を制限する回路構成を有する
電流制限回路10である。
【0043】請求項13に記載の発明によれば、コレク
ター−エミッタ間電位差VCEが所定電圧以下になった低
入力電圧時であっても、ベース電流IBにおけるベース
増加電流の発生に起因する回路動作時の消費電力の増加
を低入力電圧時の任意のタイミングで回避できるように
なり、ベース増加電流に起因する電源の消費電流負担の
増加を低入力電圧時の任意のタイミングで回避できるよ
うになるといった効果を奏する。特に、電源としてバッ
テリー22を用いる場合にベース増加電流に起因する消
費電流の増加を低入力電圧時の任意のタイミングで回避
してバッテリー22の無用な消耗を避けて長寿命化を図
ることができるようになるといった効果を奏する。
【0044】請求項14に記載の発明は、負荷電流を制
御する制御トランジスタQ1のベース電流IBを制限する
電流制限回路において、前記制御トランジスタQ1のコ
レクター−エミッタ間電位差VCEを監視し、コレクター
−エミッタ間電位差VCEが所定電圧以下になっている低
入力電圧期間内に当該制御トランジスタQ1のベースに
発生するベース電流増加現象の発生を継続的に制限する
回路構成を有する電流制限回路10である。
【0045】請求項14に記載の発明によれば、コレク
ター−エミッタ間電位差VCEが所定電圧以下になった低
入力電圧時であっても、ベース電流IBにおけるベース
増加電流の発生に起因する回路動作時の消費電力の増加
を低入力電圧期間内で継続的に回避できるようになり、
ベース増加電流に起因する電源の消費電流負担の増加を
低入力電圧期間内で継続的に回避できるようになるとい
った効果を奏する。特に、電源としてバッテリー22を
用いる場合にベース増加電流に起因する消費電流の増加
を低入力電圧期間内で継続的に回避してバッテリー22
の無用な消耗を避けて長寿命化を図ることができるよう
になるといった効果を奏する。
【0046】請求項15に記載の発明は、請求項13又
は14に記載の電流制限回路10において、前記制御ト
ランジスタQ1のエミッタが入力電圧Viに接続されコレ
クターが出力電圧Voututに接続されて負荷電流を負荷
24に供給し、当該入力電圧Viと当該出力電圧Voutut
との電位差を監視して前記ベース電流増加現象の発生を
制限する回路構成を有する電流制限回路10である。
【0047】請求項15に記載の発明によれば、請求項
13又は14に記載の効果と同様の効果を奏する。
【0048】請求項16に記載の発明は、請求項13乃
至15のいずれか一項に記載の電流制限回路10におい
て、前記ベース増加電流は、前記制御トランジスタQ1
のコレクター−エミッタ間電位差VCEの減少に起因する
ベース電流IBである電流制限回路10である。
【0049】請求項16に記載の発明によれば、請求項
13乃至15のいずれか一項に記載の効果と同様の効果
を奏する。
【0050】請求項17に記載の発明は、請求項1乃至
16のいずれか一項に記載の電流制限回路10におい
て、前記制御トランジスタQ1に印加される前記入力電
圧Viを監視し当該監視中の入力電圧Viが所定の閾値電
圧以上である低入力電圧期間間に活性化され、当該活性
化時の入力電圧Viを次段に伝達する第1MOSFET
M1と、前記第1MOSFETM1の活性化の度合に応じ
て活性化されて前記出力電圧Voututを検出し、当該検
出した出力電圧Voututを次段に伝達する第2MOSF
ETM2と、前記第2MOSFETM2の活性化の度合い
に応じて活性化される第3MOSFETM3とを有する
電流制限回路10である。
【0051】請求項17に記載の発明によれば、請求項
1乃至16のいずれか一項に記載の効果に加えて、コレ
クター−エミッタ間電位差VCEが小さい低入力電圧期間
内に制御トランジスタQ1のコレクター−エミッタ間電
位差VCEが低くなってしまった場合であっても、第4M
OSFETM4が制御トランジスタQ1のベース電流IB
の制限を行うので、ベース電流IBの低下の一因となっ
ている制御トランジスタQ1の直流電流増幅率hFEの低
下を低入力電圧期間内で継続的に回避して十分な負荷電
流を負荷24に供給できるようになるといった効果を奏
する。
【0052】更に、この様に、コレクター−エミッタ間
電位差VCEに起因して発生する制御トランジスタQ1の
直流電流増幅率hFEの低下を低入力電圧期間内で継続的
に回避できる結果、負荷電流の供給能力の低下を低入力
電圧期間内で継続的に回避できるようになり、かつ、制
御トランジスタQ1のベース電流IBを増加させるような
従来の補償制御を用いることなく制御トランジスタQ1
のベース電流IBにおけるベース電流増加現象の発生を
低入力電圧期間内で継続的に回避できるようになる。こ
れにより、ベース電流IBにおけるベース増加電流の発
生に起因する回路動作時の消費電力の増加を低入力電圧
期間内で継続的に回避できるようになり、ベース増加電
流に起因する電源の消費電流負担の増加を低入力電圧期
間内で継続的に回避できるようになるといった効果を奏
する。特に、電源としてバッテリー22を用いる場合に
ベース増加電流に起因する消費電流の増加を低入力電圧
期間内で継続的に回避してバッテリー22の無用な消耗
を避けて長寿命化を図ることができるようになるといっ
た効果を奏する。
【0053】請求項18に記載の発明は、請求項17に
記載の電流制限回路10において、前記第1MOSFE
TM1は、pチャネルMOSFETであって、ゲートと
ドレインが接続された状態で第2電流源Q3及び前記第
2MOSFETM2のゲートに接続されソースが入力電
圧Viに接続された回路構成を有し、前記制御トランジ
スタQ1に印加される前記入力電圧Viを監視し当該監視
中の入力電圧Viがゲート閾値以上である低入力電圧期
間に活性化され、当該活性化時の入力電圧Viを前記第
2MOSFETM2のゲートに伝達し、前記第2MOS
FETM2は、pチャネルMOSFETであって、ゲー
トが前記第1MOSFETM1のドレインに接続されソ
ースが出力電圧Voututに接続されドレインが第3電流
源Q4及び前記第3MOSFETM3のゲートに並列に接
続された回路構成を有し、前記第1MOSFETM1か
らの入力電圧Viがゲート閾値以上である低入力電圧期
間に活性化されて第1MOSFETM1から伝達された
出力電圧Voututを前記第3MOSFETM3のゲートに
伝達し、前記第3MOSFETM3は、nチャネルMO
SFETであって、ゲートが前記第2MOSFETM2
のドレインに接続されドレインが前記制御トランジスタ
Q1のベースに接続され、前記第2MOSFETM2の活
性化の度合いに応じて活性化される第3MOSFETM
3とを有する電流制限回路10である。
【0054】請求項18に記載の発明によれば、請求項
17に記載の効果に加えて、コレクター−エミッタ間電
位差VCEが小さい低入力電圧期間内に制御トランジスタ
Q1のコレクター−エミッタ間電位差VCEが低くなって
しまった場合であっても、第1MOSFETM1が制御
トランジスタQ1に印加される入力電圧Viを監視し、第
1MOSFETM1からの入力電圧Viが第2MOSFE
TM2のゲート閾値Vthp2以上である低入力電圧期間に
第2MOSFETM2が第1MOSFETM1から伝達さ
れた出力電圧Voututを第3MOSFETM3のゲートに
伝達し、後述する第4MOSFETM4が制御トランジ
スタQ1のベース電流IBの制限を行うので、ベース電流
IBの低下の一因となっている制御トランジスタQ1の直
流電流増幅率hFEの低下を低入力電圧期間内で継続的に
回避して十分な負荷電流を負荷24に供給できるように
なるといった効果を奏する。
【0055】更に、この様に、コレクター−エミッタ間
電位差VCEに起因して発生する制御トランジスタQ1の
直流電流増幅率hFEの低下を低入力電圧期間内で継続的
に回避できる結果、負荷電流の供給能力の低下を低入力
電圧期間内で継続的に回避できるようになり、かつ、制
御トランジスタQ1のベース電流IBを増加させるような
従来の補償制御を用いることなく制御トランジスタQ1
のベース電流IBにおけるベース電流増加現象の発生を
低入力電圧期間内で継続的に回避できるようになる。こ
れにより、ベース電流IBにおけるベース増加電流の発
生に起因する回路動作時の消費電力の増加を低入力電圧
期間内で継続的に回避できるようになり、ベース増加電
流に起因する電源の消費電流負担の増加を低入力電圧期
間内で継続的に回避できるようになるといった効果を奏
する。特に、電源としてバッテリー22を用いる場合に
ベース増加電流に起因する消費電流の増加を低入力電圧
期間内で継続的に回避してバッテリー22の無用な消耗
を避けて長寿命化を図ることができるようになるといっ
た効果を奏する。
【0056】請求項19に記載の発明は、請求項18に
記載の電流制限回路10において、前記第2MOSFE
TM2がバックバイアス接続され、pチャネルMOSF
ETのバックゲートが入力電圧Viにバイアスされた回
路構成を有する電流制限回路10である。
【0057】請求項19に記載の発明によれば、請求項
18に記載の効果に加えて、第2MOSFETM2のバ
ックゲートを入力電圧Viにバイアスすることにより、
第2MOSFETM2のゲート閾値Vthp2に外来ノイズ
が重畳する可能性を低減できるようになり、外来ノイズ
に起因して第2MOSFETM2が誤って活性化される
現象を回避できるようになる。その結果、第1MOSF
ETM1からの入力電圧Viが第2MOSFETM2のゲ
ート閾値Vthp2以上である低入力電圧期間を外来ノイズ
の影響を受けることなく正確に識別して活性化されて第
1MOSFETM1から伝達された出力電圧Voututを外
来ノイズの影響を受けることなく正確に第3MOSFE
TM3のゲートに伝達できるようになるといった効果を
奏する。
【0058】請求項20に記載の発明は、請求項1乃至
19のいずれか一項に記載の電流制限回路10を用いた
ボルテージレギュレータ20において、負荷24に供給
される出力電圧Voututを一定に保持する定電圧電源で
あるボルテージレギュレータ20において、電流を与え
られた際に当該電流の大きさに応じた出力電圧Voutut
を生成する出力電圧設定用抵抗網R1,R2と、前記出力
電圧設定用抵抗網R1,R2に制御電流を与えて当該出力
電圧設定用抵抗網R1,R2の出力ノードの電圧Vfb及び
負荷24に供給される出力電圧Voututを一定電圧値に
制御するための前記制御トランジスタQ1と、前記制御
トランジスタQ1のベース電流IBを制限する前記電流制
限回路10と、第1電流源Q2を用いて基準電圧Vrefを
生成する基準電源21と、前記基準電源21からの基準
電圧Vrefと前記出力ノード電圧との電圧差を検出して
当該電圧差に基づく誤差信号を生成すると共に、当該誤
差信号を前記制御トランジスタQ1にフィードバックし
て負荷24に供給される出力電圧Voututを一定に保持
する定電圧制御を促すフィードバックループを備えた誤
差増幅器Q5とを有するボルテージレギュレータ20で
ある。
【0059】請求項20に記載の発明によれば、請求項
1乃至19のいずれか一項に記載の効果に加えて、コレ
クター−エミッタ間電位差VCEが所定電圧以下になって
いる低入力電圧期間内であっても、制御トランジスタQ
1のコレクター−エミッタ間電位差VCEが低くなってし
まうことを継続的に回避し、コレクター−エミッタ間電
位差VCEに起因して発生する制御トランジスタQ1の直
流電流増幅率hFEの低下を低入力電圧期間内で継続的に
回避して十分な負荷電流を負荷24に供給できるように
なるといった効果を奏する。
【0060】更に、この様に、コレクター−エミッタ間
電位差VCEに起因して発生する制御トランジスタQ1の
直流電流増幅率hFEの低下を低入力電圧期間内で継続的
に回避できる結果、負荷電流の供給能力の低下を低入力
電圧期間内で継続的に回避できるようになり、かつ、制
御トランジスタQ1のベース電流IBを増加させるような
従来の補償制御を用いることなく制御トランジスタQ1
のベース電流IBにおけるベース電流増加現象の発生を
低入力電圧期間内で継続的に回避できるようになる。こ
れにより、ベース電流IBにおけるベース増加電流の発
生に起因する回路動作時の消費電力の増加を低入力電圧
期間内で継続的に回避できるようになり、ベース増加電
流に起因する電源の消費電流負担の増加を低入力電圧期
間内で継続的に回避できるようになるといった効果を奏
する。特に、電源としてバッテリー22を用いる場合に
ベース増加電流に起因する消費電流の増加を低入力電圧
期間内で継続的に回避してバッテリー22の無用な消耗
を避けて長寿命化を図ることができるようになるといっ
た効果を奏する。
【0061】請求項21に記載の発明は、請求項20に
記載のボルテージレギュレータ20において、前記誤差
増幅器Q5から出力される前記誤差信号または前記第3
MOSFETM3から出力される前記ベース電流IBの制
限にかかる制御信号を選択的に前記制御トランジスタQ
1のベースに伝達する第4MOSFETM4を有するボル
テージレギュレータ20である。
【0062】請求項21に記載の発明によれば、請求項
20に記載の効果に加えて、コレクター−エミッタ間電
位差VCEが所定電圧以下になっている低入力電圧期間内
であっても、第3MOSFETM3から出力される制御
信号に基づいて制御して制御トランジスタQ1のコレク
ター−エミッタ間電位差VCEが低くなってしまうことを
継続的に回避し、コレクター−エミッタ間電位差VCEに
起因して発生する制御トランジスタQ1の直流電流増幅
率hFEの低下を低入力電圧期間内で継続的に回避して十
分な負荷電流を負荷24に供給できるようになるといっ
た効果を奏する。
【0063】更に、この様に、コレクター−エミッタ間
電位差VCEに起因して発生する制御トランジスタQ1の
直流電流増幅率hFEの低下を第3MOSFETM3から
出力される制御信号に基づいて制御して低入力電圧期間
内で継続的に回避できる結果、負荷電流の供給能力の低
下を低入力電圧期間内で継続的に回避できるようにな
り、かつ制御トランジスタQ1のベース電流IBにおける
ベース電流増加現象の発生を第3MOSFETM3から
出力される制御信号に基づいて制御して低入力電圧期間
内で継続的に回避できるようになる。これにより、ベー
ス電流IBにおけるベース増加電流の発生に起因する回
路動作時の消費電力の増加を低入力電圧期間内で継続的
に回避できるようになり、ベース増加電流に起因する電
源の消費電流負担の増加を低入力電圧期間内で継続的に
回避できるようになるといった効果を奏する。特に、電
源としてバッテリー22を用いる場合にベース増加電流
に起因する消費電流の増加を低入力電圧期間内で継続的
に回避してバッテリー22の無用な消耗を避けて長寿命
化を図ることができるようになるといった効果を奏す
る。
【0064】請求項22に記載の発明は、請求項21に
記載のボルテージレギュレータ20において、前記第4
MOSFETM4は、nチャネルMOSFETであっ
て、前記誤差増幅器Q5からの前記誤差信号と前記第3
MOSFETM3のドレインからの前記制御信号とがゲ
ートに共通接続されると共に、ドレインが前記制御トラ
ンジスタQ1のベースに接続されているボルテージレギ
ュレータ20である。
【0065】請求項22に記載の発明によれば、請求項
21に記載の効果に加えて、コレクター−エミッタ間電
位差VCEが所定電圧以下になっている低入力電圧期間内
であっても、第4MOSFETM4から伝達される制御
信号に基づいて制御トランジスタQ1のベース電流IBを
制御することにより、制御トランジスタQ1のコレクタ
ー−エミッタ間電位差VCEが低くなってしまうことを継
続的に回避し、コレクター−エミッタ間電位差VCEに起
因して発生する制御トランジスタQ1の直流電流増幅率
hFEの低下を低入力電圧期間内で継続的に回避して十分
な負荷電流を負荷24に供給できるようになるといった
効果を奏する。
【0066】更に、この様に、第4MOSFETM4か
ら伝達される制御信号に基づいて制御トランジスタQ1
のベース電流IBを制御することにより、コレクター−
エミッタ間電位差VCEに起因して発生する制御トランジ
スタQ1の直流電流増幅率hFEの低下を低入力電圧期間
内で継続的に回避できる結果、負荷電流の供給能力の低
下を低入力電圧期間内で継続的に回避できるようにな
り、かつ第4MOSFETM4から伝達される制御信号
に基づいて制御トランジスタQ1のベース電流IBを制御
することにより、制御トランジスタQ1のベース電流IB
におけるベース電流増加現象の発生を低入力電圧期間内
で継続的に回避できるようになる。これにより、ベース
電流IBにおけるベース増加電流の発生に起因する回路
動作時の消費電力の増加を低入力電圧期間内で継続的に
回避できるようになり、ベース増加電流に起因する電源
の消費電流負担の増加を低入力電圧期間内で継続的に回
避できるようになるといった効果を奏する。特に、電源
としてバッテリー22を用いる場合にベース増加電流に
起因する消費電流の増加を低入力電圧期間内で継続的に
回避してバッテリー22の無用な消耗を避けて長寿命化
を図ることができるようになるといった効果を奏する。
【0067】請求項23に記載の発明は、請求項22に
記載のボルテージレギュレータ20において、前記第4
MOSFETM4は、低入力電圧期間に前記第3MOS
FETM3から出力される前記制御信号を選択して前記
制御トランジスタQ1に伝達して当該制御トランジスタ
Q1における前記ベース電流IBの制限制御を促し、当該
低入力電圧期間以外に前記誤差増幅器Q5からの前記誤
差信号を選択して前記制御トランジスタQ1に伝達して
当該制御トランジスタQ1における前記定電圧制御を促
す回路構成を有するボルテージレギュレータ20であ
る。
【0068】請求項23に記載の発明によれば、請求項
22に記載の効果と同様の効果を奏する。
【0069】
【発明の実施の形態】初めに、図面に基づき、本発明の
電流制限回路の実施形態を説明する。
【0070】図1は、本発明の電流制限回路10の一実
施形態を説明するための回路図である。図5は、制御ト
ランジスタQ1のコレクター−エミッタ間の電圧と直流
電流増幅率hFEとの関係を説明するための図であって、
図5(a)は、制御トランジスタQ1の入力電圧Vdd及
び出力電圧Voututとの接続形態を説明するための回路
図であり、図5(b)は、図5(a)の制御トランジス
タQ1における直流電流増幅率hFEのコレクター−エミ
ッタ間電位差VCE(Vdd−Vout)依存性を説明するた
めのグラフである。
【0071】図1に示す電流制限回路10は、負荷に供
給する負荷電流の供給量を制御する制御トランジスタQ
1のベース電流IBにおけるベース増加電流を制限する機
能を有する半導体装置であって、入力電圧Viと出力電
圧Voutとの電位差を用いて制御トランジスタQ1のコレ
クター−エミッタ間電位差VCE(図5(a)参照)を監
視し、制御トランジスタQ1のコレクター−エミッタ間
電位差VCEが所定電圧以下になった低入力電圧時に制御
トランジスタQ1のベースBを流れるベース増加電流
(5(a)参照)を制限するための回路を第1MOSF
ETM1、第2MOSFETM2、第3MOSFETM
3を用いて構成している点に特徴を有している。以下で
は、制御トランジスタQ1としてpnpバイポーラトラ
ンジスタを想定して説明を続けることにする。
【0072】またこのような回路構成において、電流制
限回路10は、後述するように、入力電圧Vddと出力電
圧Voututとの電位差(Vdd−Vout)を監視し第4MO
SFETM4のゲート電位を制御することによりベース
電流IBにおけるベース増加電流を制限することにな
る。
【0073】換言すれば、5(a)に示すように、制御
トランジスタQ1のエミッタが電圧入力端子T1を介して
入力電圧Vddに接続されコレクターが出力電圧Voutut
を出力する電圧出力端子T2に接続されて負荷電流を負
荷24に供給する場合、電流制限回路10は、入力電圧
Vddと出力電圧Voututとの電位差を監視して5(b)
に示すような直流電流増幅率hFE(=IC/IB)の低下
を制限することになる。
【0074】第1MOSFETM1は、制御トランジス
タQ1のエミッタEに印加される入力電圧Viを監視し、
監視中の入力電圧Viが所定の閾値電圧以上である低入
力電圧期間間に活性化され、この活性化時にゲートGに
印加されている電圧(=Vg1)を入力電圧Viとして次
段の第2MOSFETM2のゲートGに伝達する回路構
成を有している。
【0075】また第1MOSFETM1におけるゲート
電位Vg1は、次の数式(1)で与えられる。
【数1】 ここで、Vthp1=第1MOSFETM1のゲート閾値。
【0076】具体的には、第1MOSFETM1は、図
1に示すように、pチャネルMOSFETであって、ゲ
ートGとドレインDが接続された状態で定電流Iref2を
供給する第2電流源Q3及び第2MOSFETM2のゲー
トGに接続され、またソースSが入力電圧Viに接続さ
れた回路構成を有している。
【0077】このような回路構成において、入力電圧V
iが出力電圧Voutよりも大きい場合(VI>VO)、第1
MOSFETM1のゲート電位Vg1が前述の式(1)で
与えられているので、第2MOSFETM2及び第3M
OSFETM3は不活性状態となる。
【0078】第2MOSFETM2は、前段の第1MO
SFETM1の活性化の度合(=Vg1)に応じて活性化
されて出力電圧Voutを検出し、検出した出力電圧Vout
を次段の第3MOSFETM3のゲートGに伝達する回
路構成を有している。
【0079】また第2MOSFETM2におけるゲート
電位Vg2は、次の数式(2)で与えられる。
【数2】 ここで、Vthp2=第2MOSFETM2のゲート閾値。
【0080】具体的には、第2MOSFETM2は、図
1に示すように、pチャネルMOSFETであって、ゲ
ートGが第1MOSFETM1のドレインDに接続さ
れ、ソースSが出力電圧Voutに接続され、ドレインD
が定電流Iref3を供給する第3電流源Q4及び第3MO
SFETM3のゲートGに並列に接続された回路構成を
有している。
【0081】このような回路構成において、入力電圧V
iが出力電圧Voutと差がない場合(VI≒VO)、第1M
OSFETM1のゲート電位Vg2(=Vg1)が前述の式
(2)で与えられているので、第2MOSFETM2が
活性化され、これに応じて第3MOSFETM3のゲー
ト電位が出力電圧Vout近くまで引き上げられて第3M
OSFETM3も活性化される。
【0082】更に、第2MOSFETM2はバックバイ
アス接続されており、pチャネルMOSFETのバック
ゲートが入力電圧Viにバイアスされた回路構成となっ
ている。
【0083】第1MOSFETM1と第2MOSFET
M2とにおいて、第2MOSFETM2はバックバイアス
されているため、出力電圧Voutut=バックバイアス電
位VBSとなった低入力電圧時に第2MOSFETM2は
活性化されることになる。
【0084】この様に、第2MOSFETM2のバック
ゲートを入力電圧Viにバイアスすることにより、第2
MOSFETM2のゲート閾値Vthp2に外来ノイズが重
畳する可能性を低減できるようになり、外来ノイズに起
因して第2MOSFETM2が誤って活性化される現象
を回避できるようになる。その結果、第1MOSFET
M1からの入力電圧Viが第2MOSFETM2のゲート
閾値Vthp2以上である低入力電圧期間を外来ノイズの影
響を受けることなく正確に識別して活性化されて第1M
OSFETM1から伝達された出力電圧Voutを外来ノイ
ズの影響を受けることなく正確に第3MOSFETM3
のゲートGに伝達できるようになるといった効果を奏す
る。
【0085】第3MOSFETM3は、前段の第2MO
SFETM2の活性化の度合い(=Vg2)に応じて不活
性化されて制御トランジスタQ1のベース電流IBにおけ
るベース増加電流の制限を行う回路構成を有している。
【0086】具体的には、第3MOSFETM3は、n
チャネルMOSFETであって、ゲートGが第2MOS
FETM2のドレインDに接続され、出力電圧Voutを出
力するドレインDが制御トランジスタQ1のベースBに
接続された回路構成を有している。
【0087】このような回路構成において、入力電圧V
iが出力電圧Voutよりも大きい場合(VI>VO)、前述
したように、第1MOSFETM1のゲート電位Vg1に
応じて第3MOSFETM3が不活性状態となる。
【0088】一方、入力電圧Viが出力電圧Voutと差が
ない場合(VI≒VO)、前述したように、第1MOSF
ETM1のゲート電位Vg2により活性化される第2MO
SFETM2に応じて第3MOSFETM3も活性化され
る。
【0089】すなわち、後述するボルテージレギュレー
タ20の制御トランジスタQ1のベースを第3MOSF
ETM3のドレインに接続することにより、ボルテージ
レギュレータ20の入力電圧Vdd(=VI)が出力電圧
Voutut(=VO)と差がない場合(Vdd≒Vout)に制
御トランジスタQ1のコレクター−エミッタ間電位差VC
EがゼロV近くになったときに制御トランジスタQ1のベ
ース電流IBにおけるベース増加電流の制限を第3MO
SFETM3を用いて行うことができるようになる。
【0090】このような回路構成を有する電流制限回路
10は、制御トランジスタQ1のコレクター−エミッタ
間電位差VCE(Vdd−Vout)を監視し、コレクター−
エミッタ間電位差VCE(Vdd−Vout)がほぼ電位差ゼ
ロになっている低入力電圧期間内に制御トランジスタQ
1のベースBに発生するベース電流増加現象の発生を継
続的に制限することができる。
【0091】具体的には、制御トランジスタQ1のエミ
ッタが電圧入力端子T1を介して入力電圧Vddに接続さ
れコレクターが出力電圧Voututを出力する電圧出力端
子T2に接続されて負荷電流を負荷24に供給し、入力
電圧Vddと出力電圧Voututとの電位差を監視してベー
ス電流増加現象の発生を制限することになる。
【0092】これにより、Vdd≒Voutになる低入力電
圧時であっても、ベース電流IBにおけるベース増加電
流の発生に起因する回路動作時の消費電力の増加を低入
力電圧期間内で継続的に回避できるようになり、ベース
増加電流に起因する電源の消費電流負担の増加を低入力
電圧期間内で継続的に回避できるようになるといった効
果を奏する。特に、電源としてバッテリー22を用いる
場合にベース増加電流に起因する消費電流の増加を低入
力電圧期間内で継続的に回避してバッテリー22の無用
な消耗を避けて長寿命化を図ることができるようになる
といった効果を奏する。
【0093】以上説明したように、電流制限回路10に
よれば、コレクター−エミッタ間電位差VCEが小さい低
入力電圧期間内に制御トランジスタQ1のコレクター−
エミッタ間電位差VCEが低くなってしまった場合であっ
ても、第1MOSFETM1が制御トランジスタQ1に印
加される入力電圧Viを監視し、第1MOSFETM1か
らの入力電圧Viが第2MOSFETM2のゲート閾値V
thp2以上である低入力電圧期間に第2MOSFETM2
が第1MOSFETM1から伝達された出力電圧Voutを
第3MOSFETM3のゲートGに伝達し、第4MOS
FETM4が制御トランジスタQ1のベース電流IBの制
限を行うので、ベース電流IBの低下の一因となってい
る制御トランジスタQ1の直流電流増幅率hFEの低下を
低入力電圧期間内で継続的に回避して十分な負荷電流を
負荷24に供給できるようになるといった効果を奏す
る。
【0094】更に、この様に、コレクター−エミッタ間
電位差VCEに起因して発生する制御トランジスタQ1の
直流電流増幅率hFEの低下を低入力電圧期間内で継続的
に回避できる結果、負荷電流の供給能力の低下を低入力
電圧期間内で継続的に回避できるようになり、かつ、制
御トランジスタQ1のベース電流IBを増加させるような
従来の補償制御を用いることなく制御トランジスタQ1
のベース電流IBにおけるベース電流増加現象の発生を
低入力電圧期間内で継続的に回避できるようになる。
【0095】次に、図面に基づき、本発明のボルテージ
レギュレータの実施形態を説明する。
【0096】図2は、本発明のボルテージレギュレータ
20の一実施形態を説明するための回路図である。図6
は、図3のボルテージレギュレータ20における入出力
特性を説明するためのグラフである。
【0097】図2に示す電流制限回路10は、前述した
ように、接地電位GNDに接続された接地端子T3−電
圧出力端子T2から負荷に定電圧状態(図6に示すVout
=3.000Vの定電圧制御領域)で供給する負荷電流
を制御する制御トランジスタQ1のコレクター−エミッ
タ間電位差VCE(すなわち、入力電圧Vddと出力電圧V
oututとの電位差=Vdd−Vout)を監視し、コレクター
−エミッタ間電位差VCEが所定電圧以下(具体的には、
図6に示す点P以下の入力電圧Vdd、特に、同電位近
傍)になっている低入力電圧期間内(図6に示す0V〜
点P(Vthp2>Vthp1)に対応する入力電圧Vddに範囲
内)において制御トランジスタQ1を流れるベース電流
IBを第4MOSFETM4を介して低入力電圧期間中に
継続的に制限するように接続されている。
【0098】図2に示す第4MOSFETM4は、後述
する誤差増幅器Q5から出力される誤差信号または前述
の第3MOSFETM3から出力されるベース電流IBに
おけるベース増加電流の制限にかかる制御信号を選択的
に制御トランジスタQ1のベースBに伝達するように接
続されている。
【0099】具体的な第4MOSFETM4は、図3に
示すように、nチャネルMOSFETであって、後述す
る誤差増幅器Q5からの誤差信号と第3MOSFETM3
のドレインDからの制御信号とがゲートGに共通接続さ
れると同時に、ドレインDが制御トランジスタQ1のベ
ースBに接続されている。
【0100】このような回路構成を有する第4MOSF
ETM4は、図3に示すように、低入力電圧期間に第3
MOSFETM3から出力される制御信号を選択して制
御トランジスタQ1に伝達して制御トランジスタQ1にお
けるベース電流IBにおけるベース増加電流の制限制御
を指示し、低入力電圧期間以外に誤差増幅器Q5からの
誤差信号を選択して制御トランジスタQ1に伝達して制
御トランジスタQ1における定電圧制御(ボルテージレ
ギュレーション)を指示している。
【0101】このような第4MOSFETM4を設ける
ことにより、コレクター−エミッタ間電位差VCE(Vdd
−Vout)に起因して発生する制御トランジスタQ1の直
流電流増幅率hFEの低下を低入力電圧期間内で継続的に
回避して十分な負荷電流を負荷24に供給できるように
なるといった効果を奏する。
【0102】更に、この様に、コレクター−エミッタ間
電位差VCEに起因して発生する制御トランジスタQ1の
直流電流増幅率hFEの低下を低入力電圧期間内で継続的
に回避できる結果、負荷電流の供給能力の低下を低入力
電圧期間内で継続的に回避できるようになり、かつ、制
御トランジスタQ1のベース電流IBを増加させるような
従来の補償制御を用いることなく制御トランジスタQ1
のベース電流IBにおけるベース電流増加現象の発生を
低入力電圧期間内で継続的に回避できるようになる。
【0103】図3は、図1の電流制限回路10を図2の
ボルテージレギュレータ20に適用した回路図である。
【0104】図3に示すボルテージレギュレータ20
は、携帯電話等の負荷24に供給される出力電圧Voutu
tを一定に保持する定電圧電源であって、出力電圧設定
用抵抗網R1,R2、前述の制御トランジスタQ1、前述
の電流制限回路10、基準電源21、誤差増幅器Q5、
前述の第4MOSFETM4を中心にして構成されてい
る。
【0105】出力電圧設定用抵抗網R1,R2は、電流を
与えられた際に電流の大きさに応じた出力電圧Voutut
を生成する回路素子である。
【0106】前述の制御トランジスタQ1は、出力電圧
設定用抵抗網R1,R2に制御電流を与えて出力電圧設定
用抵抗網R1,R2の出力ノード(出力電圧設定用抵抗R
1と出力電圧設定用抵抗R2との接続点)の電圧Vfb及び
負荷24に供給される出力電圧Voututを一定電圧値に
制御するためのpnpトランジスタである。
【0107】電流制限回路10は、前述したように、制
御トランジスタQ1のベース電流IBにおけるベース増加
電流を制限する回路である。
【0108】基準電源21は、第1電流源Q2から供給
される定電流Iref1に基づいて基準電圧Vrefを生成す
る回路である。
【0109】誤差増幅器Q5は、オペアンプであって、
基準電源21からの非反転入力端子に入力される基準電
圧Vrefと出力ノード電圧Vfbとの電圧差を検出して電
圧差に基づく誤差信号を生成すると同時に、誤差信号を
制御トランジスタQ1にフィードバックして負荷24に
供給される出力電圧Voututを一定に保持する定電圧制
御を指示する回路である。このような誤差増幅器Q5
は、出力ノード電圧Vfbを反転入力端子に入力するため
のフィードバックループを有している。
【0110】第4MOSFETM4は、前述したよう
に、誤差増幅器Q5から出力される誤差信号または第3
MOSFETM3から出力されるベース電流IBにおける
ベース増加電流の制限にかかる制御信号を選択的に制御
トランジスタQ1のベースBに伝達するnチャネルMO
SFETである。
【0111】具体的には第4MOSFETM4は、図3
に示すように、誤差増幅器Q5からの誤差信号と第3M
OSFETM3のドレインDからの制御信号とがゲート
Gに共通接続されると同時に、ドレインDが制御トラン
ジスタQ1のベースBに接続されている。
【0112】このような回路構成を有する第4MOSF
ETM4は、低入力電圧期間に第3MOSFETM3から
出力される制御信号を選択して制御トランジスタQ1に
伝達して制御トランジスタQ1におけるベース電流IBに
おけるベース増加電流の制限制御を指示し、低入力電圧
期間以外に誤差増幅器Q5からの誤差信号を選択して制
御トランジスタQ1に伝達して制御トランジスタQ1にお
ける定電圧制御を指示することができる。
【0113】これにより、コレクター−エミッタ間電位
差VCE(Vdd−Vout)がほぼ電位差ゼロになっている
低入力電圧期間内であっても、第4MOSFETM4か
ら伝達される制御信号に基づいて制御トランジスタQ1
のベース電流IBを制御することにより、制御トランジ
スタQ1のコレクター−エミッタ間電位差VCE(Vdd−
Vout)が低くなってしまうことを継続的に回避し、コ
レクター−エミッタ間電位差VCE(Vdd−Vout)に起
因して発生する制御トランジスタQ1の直流電流増幅率
hFEの低下を低入力電圧期間内で継続的に回避して十分
な負荷電流を負荷24に供給できるようになるといった
効果を奏する。
【0114】更に、この様に、第4MOSFETM4か
ら伝達される制御信号に基づいて制御トランジスタQ1
のベース電流IBを制御することにより、コレクター−
エミッタ間電位差VCE(Vdd−Vout)に起因して発生
する制御トランジスタQ1の直流電流増幅率hFEの低下
を低入力電圧期間内で継続的に回避できる結果、負荷電
流の供給能力の低下を低入力電圧期間内で継続的に回避
できるようになり、かつ第4MOSFETM4から伝達
される制御信号に基づいて制御トランジスタQ1のベー
ス電流IBを制御することにより、制御トランジスタQ1
のベース電流IBにおけるベース電流増加現象の発生を
低入力電圧期間内で継続的に回避できるようになる。こ
れにより、ベース電流IBにおけるベース増加電流の発
生に起因する回路動作時の消費電力の増加を低入力電圧
期間内で継続的に回避できるようになり、ベース増加電
流に起因する電源の消費電流負担の増加を低入力電圧期
間内で継続的に回避できるようになるといった効果を奏
する。特に、電源としてバッテリー22を用いる場合に
ベース増加電流に起因する消費電流の増加を低入力電圧
期間内で継続的に回避してバッテリー22の無用な消耗
を避けて長寿命化を図ることができるようになるといっ
た効果を奏する。
【0115】また図3に示す回路構成において、電流制
限回路10は、入力電圧Vddと出力電圧Voututとの電
位差(Vdd−Vout)を監視し第4MOSFETM4のゲ
ート電位を制御することによりベース電流IBを制限す
ることになる。
【0116】換言すれば、制御トランジスタQ1のエミ
ッタが電圧入力端子T1を介して入力電圧Vddに接続さ
れコレクターが出力電圧Voututを出力する電圧出力端
子T2に接続されて負荷電流を負荷24に供給する場
合、電流制限回路10は、入力電圧Vddと出力電圧Vou
tutとの電位差を監視して直流電流増幅率hFEの低下を
制限することになる。
【0117】また電流制限回路10は、制御トランジス
タQ1のコレクター−エミッタ間電位差VCE(Vdd−Vo
ut)を監視し、Vdd≒Voutになる低入力電圧時であっ
ても、ベース電流IBにおけるベース増加電流宴塔Wスタ
Q1のコレクター−エミッタ間電位差VCE(Vdd−Vou
t)の減少に起因して発生する直流電流増幅率hFEの低
下を制限することもできる。
【0118】これにより、Vdd≒Voutになる低入力電
圧時であっても、直流電流増幅率hFEの低下を制限して
ベース電流IBにおけるベース電流増加現象の発生を低
入力電圧時の任意のタイミングで回避できるようにな
る。これにより、ベース電流IBにおけるベース増加電
流の発生に起因する回路動作時の消費電力の増加を低入
力電圧時の任意のタイミングで回避できるようになり、
ベース増加電流に起因する電源の消費電流負担の増加を
低入力電圧時の任意のタイミングで回避できるようにな
るといった効果を奏する。特に、電源としてバッテリー
22を用いる場合にベース増加電流に起因する消費電流
の増加を低入力電圧時の任意のタイミングで回避してバ
ッテリー22の無用な消耗を避けて長寿命化を図ること
ができるようになるといった効果を奏する。
【0119】また電流制限回路10は、制御トランジス
タQ1のコレクター−エミッタ間電位差VCE(Vdd−Vo
ut)を監視し、コレクター−エミッタ間電位差VCE(V
dd−Vout)がほぼ電位差ゼロになっている低入力電圧
期間内(図6に示す0V〜点P(Vthp2>Vthp1)に対
応する入力電圧Vddに範囲内)に制御トランジスタQ1
のコレクター−エミッタ間電位差VCE(Vdd−Vout)
の減少に起因して発生する直流電流増幅率hFEの低下を
継続的に制限することになる。
【0120】この場合、電流制限回路10は、制御トラ
ンジスタQ1のエミッタが電圧入力端子T1を介して入力
電圧Vddに接続されコレクターが出力電圧Voututを出
力する電圧出力端子T2に接続されて負荷電流を負荷2
4に供給し、入力電圧Vddと出力電圧Voututとの電位
差を監視して直流電流増幅率hFEの低下を制限すること
もできる。
【0121】これにより、コレクター−エミッタ間電位
差VCE(Vdd−Vout)がほぼ電位差ゼロになっている
低入力電圧期間内であっても、制御トランジスタQ1の
コレクター−エミッタ間電位差VCE(Vdd−Vout)が
低くなってしまうことを継続的に回避し、コレクター−
エミッタ間電位差VCE(Vdd−Vout)に起因して発生
する制御トランジスタQ1の直流電流増幅率hFEの低下
を低入力電圧期間内で継続的に回避して十分な負荷電流
を負荷24に供給できるようになるといった効果を奏す
る。
【0122】更に、この様に、コレクター−エミッタ間
電位差VCE(Vdd−Vout)に起因して発生する制御ト
ランジスタQ1の直流電流増幅率hFEの低下を低入力電
圧期間内で継続的に回避できる結果、負荷電流の供給能
力の低下を低入力電圧期間内で継続的に回避できるよう
になり、かつ、制御トランジスタQ1のベース電流IBを
増加させるような従来の補償制御を用いることなく制御
トランジスタQ1のベース電流IBにおけるベース電流増
加現象の発生を低入力電圧期間内で継続的に回避できる
ようになる。これにより、ベース電流IBにおけるベー
ス増加電流の発生に起因する回路動作時の消費電力の増
加を低入力電圧期間内で継続的に回避できるようにな
り、ベース増加電流に起因する電源の消費電流負担の増
加を低入力電圧期間内で継続的に回避できるようになる
といった効果を奏する。特に、電源としてバッテリー2
2を用いる場合にベース増加電流に起因する消費電流の
増加を低入力電圧期間内で継続的に回避してバッテリー
22の無用な消耗を避けて長寿命化を図ることができる
ようになるといった効果を奏する。
【0123】また電流制限回路10は、制御トランジス
タQ1のコレクター−エミッタ間電位差VCE(Vdd−Vo
ut)を監視し、コレクター−エミッタ間電位差VCE(V
dd−Vout)がほぼ電位差ゼロになっている低入力電圧
期間内(図6に示す0V〜点P(Vthp2>Vthp1)に対
応する入力電圧Vddに範囲内)に制御トランジスタQ1
のコレクター−エミッタ間電位差VCE(Vdd−Vout)
を継続的に一定以上のベース電流を確保できるように一
定以上に保持することもできる。
【0124】これにより、コレクター−エミッタ間電位
差VCE(Vdd−Vout)がほぼ電位差ゼロになっている
低入力電圧期間内であっても、コレクター−エミッタ間
電位差VCE(Vdd−Vout)を一定以上のベース電流を
確保できるように一定以上に保持して制御トランジスタ
Q1の直流電流増幅率hFEの低下を低入力電圧期間内で
継続的に回避し、直流電流増幅率hFEの低下を一因とし
て生起されるベース電流IBにおけるベース電流増加現
象の発生を低入力電圧期間内で継続的に回避できるよう
になる。これにより、ベース電流IBにおけるベース増
加電流の発生に起因する回路動作時の消費電力の増加を
低入力電圧期間内で継続的に回避できるようになり、ベ
ース増加電流に起因する電源の消費電流負担の増加を低
入力電圧期間内で継続的に回避できるようになるといっ
た効果を奏する。特に、電源としてバッテリー22を用
いる場合にベース増加電流に起因する消費電流の増加を
低入力電圧期間内で継続的に回避してバッテリー22の
無用な消耗を避けて長寿命化を図ることができるように
なるといった効果を奏する。
【0125】なお、このような電流制限回路10を有す
るボルテージレギュレータ20は、MOS集積回路によ
って実現できることは明白である。また、集積化された
ボルテージレギュレータ20をバッテリー22とともに
パッケージ形態(いわゆる、バッテリーパック)とする
ことも可能である。このようなバッテリーパックにおい
ては、充電制御回路を内蔵させることが望ましい。
【0126】図4は、図3のボルテージレギュレータ2
0の使用形態を説明するためのブロック図である。
【0127】制御トランジスタQ1は、図4に示すよう
に、外部に接続されるバッテリー22から電圧入力端子
T1を介して印加される入力電圧Vddにエミッタが接続
され出力電圧Voututを出力するコレクターが電圧出力
端子T2を介してに負荷24に接続された状態で負荷電
流Icを負荷24に供給している。
【0128】図7(a)は、図1の電流制限回路10を
用いない場合のボルテージレギュレータ20の出力特性
を説明するためのグラフであり、図7(b)は、図1の
電流制限回路10を用いない場合に制御トランジスタQ
1のベースBに発生するベース増加電流を説明するため
のグラフである。図8(a)は、図1の電流制限回路1
0を用いた場合のボルテージレギュレータ20の出力特
性を説明するためのグラフであり、図8(b)は、図1
の電流制限回路10を用いた場合に制御トランジスタQ
1のベースBにおいて制限されたベース増加電流を説明
するためのグラフである。
【0129】このような回路構成において、ボルテージ
レギュレータ20は、入力電圧Vddが出力電圧Voutut
(具体的には、3.000V)よりも大きい場合(Vdd
>Vout、図6に示す斜線領域)、第1MOSFETM1
のゲート電位Vg1が前述の式(1)で与えられているの
で、第2MOSFETM2及び第3MOSFETM3は不
活性状態となる。
【0130】第2MOSFETM2は、前段の第1MO
SFETM1の活性化の度合(=Vg1)に応じて活性化
されて出力電圧Voutut(図7(a)または図8(a)
参照)を検出し、検出した出力電圧Voututを次段の第
3MOSFETM3のゲートGに伝達する回路構成を有
している。
【0131】第1MOSFETM1と第2MOSFET
M2とにおいて、第2MOSFETM2はバックバイアス
されているため、出力電圧Voutut=バックバイアス電
位VBSとなった低入力電圧時に第2MOSFETM2は
活性化されることになる。
【0132】またボルテージレギュレータ20は、入力
電圧Vddが出力電圧Voutut以下となり第2MOSFE
TM2のゲート閾値Vthp2>第1MOSFETM1のゲー
ト閾値Vthp1となる場合(Vdd≦Vout、図6に示す0
V〜点P(Vthp2>Vthp1)に対応する入力電圧Vddに
範囲内)であって特に入力電圧Vddが出力電圧Voutut
と差がない場合(Vdd≒Vout)、第1MOSFETM1
のゲート電位Vg2(=Vg1)が前述の式(2)で与えら
れているので、第2MOSFETM2が活性化され、第
3MOSFETM3も活性化される。
【0133】この様に、第2MOSFETM2のバック
ゲートを入力電圧Vddにバイアスすることにより、第2
MOSFETM2のゲート閾値Vthp2に外来ノイズが重
畳する可能性を低減できるようになり、外来ノイズに起
因して第2MOSFETM2が誤って活性化される現象
を回避できるようになる。その結果、第1MOSFET
M1からの入力電圧Vddが第2MOSFETM2のゲート
閾値Vthp2以上である低入力電圧期間を外来ノイズの影
響を受けることなく正確に識別して活性化されて第1M
OSFETM1から伝達された出力電圧Voututを外来ノ
イズの影響を受けることなく正確に第3MOSFETM
3のゲートGに伝達できるようになるといった効果を奏
する。
【0134】第3MOSFETM3は、入力電圧Vddが
出力電圧Voutut以下となり第2MOSFETM2のゲー
ト閾値Vthp2>第1MOSFETM1のゲート閾値Vthp
1となる場合(Vdd≦Vout、図6に示す0V〜点P(V
thp2>Vthp1)に対応する入力電圧Vddに範囲内)であ
って特に入力電圧Vddが出力電圧Voututと差がない場
合(Vdd≒Vout)、前段の第2MOSFETM2の活性
化の度合い(=Vg2)に応じて不活性化されて制御トラ
ンジスタQ1のベース電流IBにおけるベース増加電流の
制限を行う回路構成を有している。
【0135】このような回路構成において、入力電圧V
ddが出力電圧Voututよりも大きい場合(Vdd>Vou
t)、前述したように、第1MOSFETM1のゲート電
位Vg1に応じて第3MOSFETM3が不活性状態とな
る。
【0136】一方、入力電圧Vddが出力電圧Voutut以
下となり第2MOSFETM2のゲート閾値Vthp2>第
1MOSFETM1のゲート閾値Vthp1となる場合(Vd
d≦Vout、図6に示す0V〜点P(Vthp2>Vthp1)に
対応する入力電圧Vddに範囲内)であって特に入力電圧
Vddが出力電圧Voututと差がない場合(Vdd≒Vou
t)、前述したように、第1MOSFETM1のゲート電
位Vg2により活性化される第2MOSFETM2に応じ
て第3MOSFETM3も活性化される。
【0137】第3MOSFETM3の活性化に応じて活
性化された第4MOSFETM4は、誤差増幅器Q5から
の誤差信号と第3MOSFETM3から出力される制御
信号の2者の内から第3MOSFETM3から出力され
る制御信号を選択して制御トランジスタQ1に伝達して
制御トランジスタQ1におけるベース電流IBにおけるベ
ース増加電流の制限制御を指示し、また低入力電圧期間
以外のときに誤差増幅器Q5からの誤差信号と第3MO
SFETM3から出力される制御信号の2者の内から誤
差増幅器Q5からの誤差信号を選択して制御トランジス
タQ1に伝達して制御トランジスタQ1における定電圧制
御(ボルテージレギュレーション)を指示している。
【0138】このような第4MOSFETM4を設ける
ことにより、コレクター−エミッタ間電位差VCE(Vdd
−Vout)に起因して発生する制御トランジスタQ1の直
流電流増幅率hFEの低下を低入力電圧期間内で継続的に
回避して十分な負荷電流を負荷24に供給できるように
なるといった効果を奏する。
【0139】更に、この様に、コレクター−エミッタ間
電位差VCEに起因して発生する制御トランジスタQ1の
直流電流増幅率hFEの低下を低入力電圧期間内で継続的
に回避できる結果、負荷電流の供給能力の低下を低入力
電圧期間内で継続的に回避できるようになり、かつ、制
御トランジスタQ1のベース電流IBにおけるベース増加
電流を増加させるような従来の補償制御を用いることな
く制御トランジスタQ1のベース電流IBにおけるベース
増加電流におけるベース電流増加現象の発生を低入力電
圧期間内で継続的に回避できるようになる。
【0140】すなわち、後述するボルテージレギュレー
タ20の制御トランジスタQ1のベースを第3MOSF
ETM3のドレインに接続することにより、ボルテージ
レギュレータ20の入力電圧Vdd(=Vdd)が出力電圧
Voutut(=Vout)と差がない場合(Vdd≒Vout)に
制御トランジスタQ1のコレクター−エミッタ間電位差
VCEがゼロV近くになったときに図8(b)に示すよう
に制御トランジスタQ1のベース電流IBにおけるベース
増加電流の制限を第3MOSFETM3を用いて行うこ
とができるようになる。
【0141】このような回路構成を有する電流制限回路
10は、制御トランジスタQ1のコレクター−エミッタ
間電位差VCE(Vdd−Vout)を監視し、コレクター−
エミッタ間電位差VCE(Vdd−Vout)がほぼ電位差ゼ
ロになっている低入力電圧期間内(図6に示す0V〜点
P(Vthp2>Vthp1)に対応する入力電圧Vddに範囲
内)に、制御トランジスタQ1のベースBに発生する図
7(b)に示すようなベース電流増加現象の発生を継続
的に制限することができる。
【0142】
【発明の効果】請求項1に記載の発明によれば、コレク
ター−エミッタ間の電位差が小さい低入力電圧時であっ
ても、制御トランジスタのベース電流を増加させるよう
な従来の補償制御を用いることなく制御トランジスタの
ベース電流におけるベース電流増加現象の発生を低入力
電圧時の任意のタイミングで回避できるようになる。こ
れにより、ベース電流におけるベース増加電流の発生に
起因する回路動作時の消費電力の増加を低入力電圧時の
任意のタイミングで回避できるようになり、ベース増加
電流に起因する電源の負担の増加を低入力電圧時の任意
のタイミングで回避できるようになる。特に、電源とし
てバッテリーを用いる場合にベース増加電流に起因する
消費電流の増加を低入力電圧時の任意のタイミングで回
避してバッテリーの長寿命化を図ることができるように
なる。
【0143】請求項2に記載の発明によれば、コレクタ
ー−エミッタ間の電位差が小さい低入力電圧期間内であ
っても、制御トランジスタのコレクター−エミッタ間の
電位差が低くなってしまうことを継続的に回避し、コレ
クター−エミッタ間の電位差に起因して発生する制御ト
ランジスタの直流電流増幅率の低下を低入力電圧期間内
で継続的に回避して十分な負荷電流を負荷に供給できる
ようになる。
【0144】更に、この様に、コレクター−エミッタ間
の電位差に起因して発生する制御トランジスタの直流電
流増幅率の低下を低入力電圧期間内で継続的に回避でき
る結果、負荷電流の供給能力の低下を低入力電圧期間内
で継続的に回避できるようになり、かつ、制御トランジ
スタのベース電流を増加させるような従来の補償制御を
用いることなく制御トランジスタのベース電流における
ベース電流増加現象の発生を低入力電圧期間内で継続的
に回避できるようになる。これにより、ベース電流にお
けるベース増加電流の発生に起因する回路動作時の消費
電力の増加を低入力電圧期間内で継続的に回避できるよ
うになり、ベース増加電流に起因する電源の負担の増加
を低入力電圧期間内で継続的に回避できるようになる。
特に、電源としてバッテリーを用いる場合にベース増加
電流に起因する消費電流の増加を低入力電圧期間内で継
続的に回避してバッテリーの長寿命化を図ることができ
るようになる。
【0145】請求項3に記載の発明によれば、請求項1
又は2に記載の効果と同様の効果を奏する。
【0146】請求項4に記載の発明によれば、コレクタ
ー−エミッタ間の電位差が小さい低入力電圧時であって
も、制御トランジスタの直流電流増幅率の低下を制限で
き、直流電流増幅率の低下を一因として生起されるベー
ス電流増加現象の発生を低入力電圧時の任意のタイミン
グで回避できるようになる。これにより、ベース電流に
おけるベース増加電流の発生に起因する回路動作時の消
費電力の増加を低入力電圧時の任意のタイミングで回避
できるようになり、ベース増加電流に起因する電源の負
担の増加を低入力電圧時の任意のタイミングで回避でき
るようになる。特に、電源としてバッテリーを用いる場
合にベース増加電流に起因する消費電流の増加を低入力
電圧時の任意のタイミングで回避してバッテリーの長寿
命化を図ることができるようになる。
【0147】請求項5に記載の発明によれば、コレクタ
ー−エミッタ間の電位差が小さい低入力電圧期間内であ
っても、制御トランジスタの直流電流増幅率の低下を低
入力電圧期間内で継続的に回避して十分な負荷電流を負
荷に供給できるようになる。
【0148】更に、この様に、コレクター−エミッタ間
の電位差に起因して発生する制御トランジスタの直流電
流増幅率の低下を低入力電圧期間内で継続的に回避でき
る結果、負荷電流の供給能力の低下を低入力電圧期間内
で継続的に回避できるようになり、かつ、制御トランジ
スタのベース電流を増加させるような従来の補償制御を
用いることなく制御トランジスタのベース電流における
ベース電流増加現象の発生を低入力電圧期間内で継続的
に回避できるようになる。これにより、ベース電流にお
けるベース増加電流の発生に起因する回路動作時の消費
電力の増加を低入力電圧期間内で継続的に回避できるよ
うになり、ベース増加電流に起因する電源の負担の増加
を低入力電圧期間内で継続的に回避できるようになる。
特に、電源としてバッテリーを用いる場合にベース増加
電流に起因する消費電流の増加を低入力電圧期間内で継
続的に回避してバッテリーの長寿命化を図ることができ
るようになる。
【0149】請求項6に記載の発明によれば、請求項3
又は4に記載の効果と同様の効果を奏する。
【0150】請求項7に記載の発明によれば、コレクタ
ー−エミッタ間の電位差が所定電圧以下になった低入力
電圧時であっても、直流電流増幅率の低下を制限してベ
ース電流におけるベース電流増加現象の発生を低入力電
圧時の任意のタイミングで回避できるようになる。これ
により、ベース電流におけるベース増加電流の発生に起
因する回路動作時の消費電力の増加を低入力電圧時の任
意のタイミングで回避できるようになり、ベース増加電
流に起因する電源の負担の増加を低入力電圧時の任意の
タイミングで回避できるようになる。特に、電源として
バッテリーを用いる場合にベース増加電流に起因する消
費電流の増加を低入力電圧時の任意のタイミングで回避
してバッテリーの長寿命化を図ることができるようにな
る。
【0151】請求項8に記載の発明によれば、コレクタ
ー−エミッタ間の電位差が所定電圧以下になっている低
入力電圧期間内であっても、制御トランジスタのコレク
ター−エミッタ間の電位差が低くなってしまうことを継
続的に回避し、コレクター−エミッタ間の電位差に起因
して発生する制御トランジスタの直流電流増幅率の低下
を低入力電圧期間内で継続的に回避して十分な負荷電流
を負荷に供給できるようになる。
【0152】更に、この様に、コレクター−エミッタ間
の電位差に起因して発生する制御トランジスタの直流電
流増幅率の低下を低入力電圧期間内で継続的に回避でき
る結果、負荷電流の供給能力の低下を低入力電圧期間内
で継続的に回避できるようになり、かつ、制御トランジ
スタのベース電流を増加させるような従来の補償制御を
用いることなく制御トランジスタのベース電流における
ベース電流増加現象の発生を低入力電圧期間内で継続的
に回避できるようになる。これにより、ベース電流にお
けるベース増加電流の発生に起因する回路動作時の消費
電力の増加を低入力電圧期間内で継続的に回避できるよ
うになり、ベース増加電流に起因する電源の負担の増加
を低入力電圧期間内で継続的に回避できるようになる。
特に、電源としてバッテリーを用いる場合にベース増加
電流に起因する消費電流の増加を低入力電圧期間内で継
続的に回避してバッテリーの長寿命化を図ることができ
るようになる。
【0153】請求項9に記載の発明によれば、請求項7
又は8に記載の効果と同様の効果を奏する。
【0154】請求項10に記載の発明によれば、コレク
ター−エミッタ間の電位差が所定電圧以下になった低入
力電圧時であっても、コレクター−エミッタ間の電位差
を一定以上に保持して制御トランジスタの直流電流増幅
率の低下を低入力電圧時の任意のタイミングで回避し、
直流電流増幅率の低下を一因として生起されるベース電
流におけるベース電流増加現象の発生を低入力電圧時の
任意のタイミングで回避できるようになる。これによ
り、ベース電流におけるベース増加電流の発生に起因す
る回路動作時の消費電力の増加を低入力電圧時の任意の
タイミングで回避できるようになり、ベース増加電流に
起因する電源の負担の増加を低入力電圧時の任意のタイ
ミングで回避できるようになる。特に、電源としてバッ
テリーを用いる場合にベース増加電流に起因する消費電
流の増加を低入力電圧時の任意のタイミングで回避して
バッテリーの長寿命化を図ることができるようになる。
【0155】請求項11に記載の発明によれば、コレク
ター−エミッタ間の電位差が所定電圧以下になっている
低入力電圧期間内であっても、コレクター−エミッタ間
の電位差を一定以上に保持して制御トランジスタの直流
電流増幅率の低下を低入力電圧期間内で継続的に回避
し、直流電流増幅率の低下を一因として生起されるベー
ス電流におけるベース電流増加現象の発生を低入力電圧
期間内で継続的に回避できるようになる。これにより、
ベース電流におけるベース増加電流の発生に起因する回
路動作時の消費電力の増加を低入力電圧期間内で継続的
に回避できるようになり、ベース増加電流に起因する電
源の負担の増加を低入力電圧期間内で継続的に回避でき
るようになる。特に、電源としてバッテリーを用いる場
合にベース増加電流に起因する消費電流の増加を低入力
電圧期間内で継続的に回避してバッテリーの長寿命化を
図ることができるようになる。
【0156】請求項12に記載の発明によれば、請求項
10又は11に記載の効果に加えて、入力電圧と出力電
圧との電位差が小さい場合であっても、コレクター−エ
ミッタ間の電位差を一定以上に保持して制御トランジス
タの直流電流増幅率の低下を低入力電圧期間内で継続的
に回避し、直流電流増幅率の低下を一因として生起され
るベース電流におけるベース電流増加現象の発生を低入
力電圧期間内で継続的に回避できるようになる。これに
より、ベース電流におけるベース増加電流の発生に起因
する回路動作時の消費電力の増加を低入力電圧期間内で
継続的に回避できるようになり、ベース増加電流に起因
する電源の負担の増加を低入力電圧期間内で継続的に回
避できるようになる。特に、電源としてバッテリーを用
いる場合にベース増加電流に起因する消費電流の増加を
低入力電圧期間内で継続的に回避してバッテリーの長寿
命化を図ることができるようになる。
【0157】請求項13に記載の発明によれば、コレク
ター−エミッタ間の電位差が所定電圧以下になった低入
力電圧時であっても、ベース電流におけるベース増加電
流の発生に起因する回路動作時の消費電力の増加を低入
力電圧時の任意のタイミングで回避できるようになり、
ベース増加電流に起因する電源の負担の増加を低入力電
圧時の任意のタイミングで回避できるようになる。特
に、電源としてバッテリーを用いる場合にベース増加電
流に起因する消費電流の増加を低入力電圧時の任意のタ
イミングで回避してバッテリーの長寿命化を図ることが
できるようになる。
【0158】請求項14に記載の発明によれば、コレク
ター−エミッタ間の電位差が所定電圧以下になった低入
力電圧時であっても、ベース電流におけるベース増加電
流の発生に起因する回路動作時の消費電力の増加を低入
力電圧期間内で継続的に回避できるようになり、ベース
増加電流に起因する電源の負担の増加を低入力電圧期間
内で継続的に回避できるようになる。特に、電源として
バッテリーを用いる場合にベース増加電流に起因する消
費電流の増加を低入力電圧期間内で継続的に回避してバ
ッテリーの長寿命化を図ることができるようになる。
【0159】請求項15に記載の発明によれば、請求項
13又は14に記載の効果と同様の効果を奏する。
【0160】請求項16に記載の発明によれば、請求項
13乃至15のいずれか一項に記載の効果と同様の効果
を奏する。
【0161】請求項17に記載の発明によれば、請求項
1乃至16のいずれか一項に記載の効果に加えて、コレ
クター−エミッタ間の電位差が小さい低入力電圧期間内
に制御トランジスタのコレクター−エミッタ間の電位差
が低くなってしまった場合であっても、第3MOSFE
Tが制御トランジスタのベース電流の制限を行うので、
ベース電流の低下の一因となっている制御トランジスタ
の直流電流増幅率の低下を低入力電圧期間内で継続的に
回避して十分な負荷電流を負荷に供給できるようにな
る。
【0162】更に、この様に、コレクター−エミッタ間
の電位差に起因して発生する制御トランジスタの直流電
流増幅率の低下を低入力電圧期間内で継続的に回避でき
る結果、負荷電流の供給能力の低下を低入力電圧期間内
で継続的に回避できるようになり、かつ、制御トランジ
スタのベース電流を増加させるような従来の補償制御を
用いることなく制御トランジスタのベース電流における
ベース電流増加現象の発生を低入力電圧期間内で継続的
に回避できるようになる。これにより、ベース電流にお
けるベース増加電流の発生に起因する回路動作時の消費
電力の増加を低入力電圧期間内で継続的に回避できるよ
うになり、ベース増加電流に起因する電源の負担の増加
を低入力電圧期間内で継続的に回避できるようになる。
特に、電源としてバッテリーを用いる場合にベース増加
電流に起因する消費電流の増加を低入力電圧期間内で継
続的に回避してバッテリーの長寿命化を図ることができ
るようになる。
【0163】請求項18に記載の発明によれば、請求項
17に記載の効果に加えて、コレクター−エミッタ間の
電位差が小さい低入力電圧期間内に制御トランジスタの
コレクター−エミッタ間の電位差が低くなってしまった
場合であっても、第1MOSFETが制御トランジスタ
に印加される入力電圧を監視し、第1MOSFETから
の入力電圧が第2MOSFETのゲート閾値以上である
低入力電圧期間に第2MOSFETが第1MOSFET
から伝達された出力電圧を第3MOSFETのゲートに
伝達し、第3MOSFETが制御トランジスタのベース
電流の制限を行うので、ベース電流の低下の一因となっ
ている制御トランジスタの直流電流増幅率の低下を低入
力電圧期間内で継続的に回避して十分な負荷電流を負荷
に供給できるようになる。
【0164】更に、この様に、コレクター−エミッタ間
の電位差に起因して発生する制御トランジスタの直流電
流増幅率の低下を低入力電圧期間内で継続的に回避でき
る結果、負荷電流の供給能力の低下を低入力電圧期間内
で継続的に回避できるようになり、かつ、制御トランジ
スタのベース電流を増加させるような従来の補償制御を
用いることなく制御トランジスタのベース電流における
ベース電流増加現象の発生を低入力電圧期間内で継続的
に回避できるようになる。これにより、ベース電流にお
けるベース増加電流の発生に起因する回路動作時の消費
電力の増加を低入力電圧期間内で継続的に回避できるよ
うになり、ベース増加電流に起因する電源の負担の増加
を低入力電圧期間内で継続的に回避できるようになる。
特に、電源としてバッテリーを用いる場合にベース増加
電流に起因する消費電流の増加を低入力電圧期間内で継
続的に回避してバッテリーの長寿命化を図ることができ
るようになる。
【0165】請求項19に記載の発明によれば、請求項
18に記載の効果に加えて、第2MOSFETのバック
ゲートを入力電圧にバイアスすることにより、第2MO
SFETのゲート閾値に外来ノイズが重畳する可能性を
低減できるようになり、外来ノイズに起因して第2MO
SFETが誤って活性化される現象を回避できるように
なる。その結果、第1MOSFETからの入力電圧が第
2MOSFETのゲート閾値以上である低入力電圧期間
を外来ノイズの影響を受けることなく正確に識別して活
性化されて第1MOSFETから伝達された出力電圧を
外来ノイズの影響を受けることなく正確に第3MOSF
ETのゲートに伝達できるようになる。
【0166】請求項20に記載の発明によれば、請求項
1乃至19のいずれか一項に記載の効果に加えて、コレ
クター−エミッタ間の電位差が所定電圧以下になってい
る低入力電圧期間内であっても、制御トランジスタのコ
レクター−エミッタ間の電位差が低くなってしまうこと
を継続的に回避し、コレクター−エミッタ間の電位差に
起因して発生する制御トランジスタの直流電流増幅率の
低下を低入力電圧期間内で継続的に回避して十分な負荷
電流を負荷に供給できるようになる。
【0167】更に、この様に、コレクター−エミッタ間
の電位差に起因して発生する制御トランジスタの直流電
流増幅率の低下を低入力電圧期間内で継続的に回避でき
る結果、負荷電流の供給能力の低下を低入力電圧期間内
で継続的に回避できるようになり、かつ、制御トランジ
スタのベース電流を増加させるような従来の補償制御を
用いることなく制御トランジスタのベース電流における
ベース電流増加現象の発生を低入力電圧期間内で継続的
に回避できるようになる。これにより、ベース電流にお
けるベース増加電流の発生に起因する回路動作時の消費
電力の増加を低入力電圧期間内で継続的に回避できるよ
うになり、ベース増加電流に起因する電源の負担の増加
を低入力電圧期間内で継続的に回避できるようになる。
特に、電源としてバッテリーを用いる場合にベース増加
電流に起因する消費電流の増加を低入力電圧期間内で継
続的に回避してバッテリーの長寿命化を図ることができ
るようになる。
【0168】請求項21に記載の発明によれば、請求項
20に記載の効果に加えて、コレクター−エミッタ間の
電位差が所定電圧以下になっている低入力電圧期間内で
あっても、第3MOSFETから出力される制御信号に
基づいて制御して制御トランジスタのコレクター−エミ
ッタ間の電位差が低くなってしまうことを継続的に回避
し、コレクター−エミッタ間の電位差に起因して発生す
る制御トランジスタの直流電流増幅率の低下を低入力電
圧期間内で継続的に回避して十分な負荷電流を負荷に供
給できるようになる。
【0169】更に、この様に、コレクター−エミッタ間
の電位差に起因して発生する制御トランジスタの直流電
流増幅率の低下を第3MOSFETから出力される制御
信号に基づいて制御して低入力電圧期間内で継続的に回
避できる結果、負荷電流の供給能力の低下を低入力電圧
期間内で継続的に回避できるようになり、かつ制御トラ
ンジスタのベース電流におけるベース電流増加現象の発
生を第3MOSFETから出力される制御信号に基づい
て制御して低入力電圧期間内で継続的に回避できるよう
になる。これにより、ベース電流におけるベース増加電
流の発生に起因する回路動作時の消費電力の増加を低入
力電圧期間内で継続的に回避できるようになり、ベース
増加電流に起因する電源の負担の増加を低入力電圧期間
内で継続的に回避できるようになる。特に、電源として
バッテリーを用いる場合にベース増加電流に起因する消
費電流の増加を低入力電圧期間内で継続的に回避してバ
ッテリーの長寿命化を図ることができるようになる。
【0170】請求項22に記載の発明によれば、請求項
21に記載の効果に加えて、コレクター−エミッタ間の
電位差が所定電圧以下になっている低入力電圧期間内で
あっても、第4MOSFETから伝達される制御信号に
基づいて制御トランジスタのベース電流を制御すること
により、制御トランジスタのコレクター−エミッタ間の
電位差が低くなってしまうことを継続的に回避し、コレ
クター−エミッタ間の電位差に起因して発生する制御ト
ランジスタの直流電流増幅率の低下を低入力電圧期間内
で継続的に回避して十分な負荷電流を負荷に供給できる
ようになる。
【0171】更に、この様に、第4MOSFETから伝
達される制御信号に基づいて制御トランジスタのベース
電流を制御することにより、コレクター−エミッタ間の
電位差に起因して発生する制御トランジスタの直流電流
増幅率の低下を低入力電圧期間内で継続的に回避できる
結果、負荷電流の供給能力の低下を低入力電圧期間内で
継続的に回避できるようになり、かつ第4MOSFET
から伝達される制御信号に基づいて制御トランジスタの
ベース電流を制御することにより、制御トランジスタの
ベース電流におけるベース電流増加現象の発生を低入力
電圧期間内で継続的に回避できるようになる。これによ
り、ベース電流におけるベース増加電流の発生に起因す
る回路動作時の消費電力の増加を低入力電圧期間内で継
続的に回避できるようになり、ベース増加電流に起因す
る電源の負担の増加を低入力電圧期間内で継続的に回避
できるようになる。特に、電源としてバッテリーを用い
る場合にベース増加電流に起因する消費電流の増加を低
入力電圧期間内で継続的に回避してバッテリーの長寿命
化を図ることができるようになる。
【0172】請求項23に記載の発明によれば、請求項
22に記載の効果と同様の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電流制限回路の一実施形態を説明する
ための回路図である。
【図2】本発明のボルテージレギュレータの一実施形態
を説明するための回路図である。
【図3】図1の電流制限回路を図2のボルテージレギュ
レータに適用した回路図である。
【図4】図3のボルテージレギュレータの使用形態を説
明するためのブロック図である。
【図5】制御トランジスタのコレクター−エミッタ間の
電圧と直流電流増幅率との関係を説明するための図であ
って、図5(a)は、制御トランジスタの入力電圧及び
出力電圧との接続形態を説明するための回路図であり、
図5(b)は、図5(a)の制御トランジスタにおける
直流電流増幅率のコレクター−エミッタ間の電位差よ存
性を説明するためのグラフである。
【図6】図3のボルテージレギュレータにおける入出力
特性を説明するためのグラフである。
【図7】図7(a)は、図1の電流制限回路を用いない
場合のボルテージレギュレータの出力特性を説明するた
めのグラフであり、図7(b)は、図1の電流制限回路
を用いない場合に制御トランジスタのベースに発生する
ベース増加電流を説明するためのグラフである。
【図8】図8(a)は、図1の電流制限回路を用いた場
合のボルテージレギュレータの出力特性を説明するため
のグラフであり、図8(b)は、図1の電流制限回路を
用いた場合に制御トランジスタのベースにおいて制限さ
れたベース増加電流を説明するためのグラフである。
【図9】従来の電流制限回路を用いたボルテージレギュ
レータを説明するための回路図である。
【図10】図9のボルテージレギュレータの制御トラン
ジスタのベースに発生するベース増加電流を説明するた
めのグラフである。
【符号の説明】
GND…接地電位 Iref1…第1定電流 Iref2…第2定電流 Iref3…第3定電流 R1,R2…出力電圧設定用抵抗網 M1…第1MOSFET(pチャネルMOSFET) Vthp1…第1MOSFETのゲート閾値 Vg1…第1MOSFETのゲート電位 M2…第2MOSFET(pチャネルMOSFET) Vthp2…第2MOSFETのゲート閾値 Vg2…第2MOSFETのゲート電位 M3…第3MOSFET(nチャネルMOSFET) M4…第4MOSFET(nチャネルMOSFET) T1…電圧入力端子 T2…電圧出力端子 T3…接地端子 VI…入力電圧 VO…出力電圧 Vdd…入力電圧 Vout…出力電圧 Q1…制御トランジスタ IB…制御トランジスタのベース電流 IC…制御トランジスタのコレクター電流 hFE…制御トランジスタの直流電流増幅率 VCE…制御トランジスタのコレクター−エミッタ間の電
位差 Q2…第1電流源 Q3…第2電流源 Q4…第3電流源 Q5…誤差増幅器 Vfb…出力ノードの電圧 Vref…基準電圧 10…電流制限回路 20…ボルテージレギュレータ 21…基準電源 22…バッテリー 24…負荷

Claims (23)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 負荷電流を制御する制御トランジスタの
    ベース電流を制限する電流制限回路において、 前記制御トランジスタのコレクター−エミッタ間の電位
    差を監視し、コレクター−エミッタ間の電位差が所定電
    圧以下になった低入力電圧時に当該制御トランジスタを
    流れるベース電流を制限する回路構成を有することを特
    徴とする電流制限回路。
  2. 【請求項2】 負荷電流を制御する制御トランジスタの
    ベース電流を制限する電流制限回路において、 前記制御トランジスタのコレクター−エミッタ間の電位
    差を監視し、コレクター−エミッタ間の電位差が所定電
    圧以下になっている低入力電圧期間内において当該制御
    トランジスタを流れるベース電流を継続的に制限する回
    路構成を有することを特徴とする電流制限回路。
  3. 【請求項3】 前記制御トランジスタのエミッタが入力
    電圧に接続されコレクターが出力電圧に接続されて負荷
    電流を負荷に供給し、当該入力電圧と当該出力電圧との
    電位差を監視して前記ベース電流を制限する回路構成を
    有することを特徴とする請求項1又は2に記載の電流制
    限回路。
  4. 【請求項4】 負荷電流を制御する制御トランジスタの
    ベース電流を制限する電流制限回路において、 前記制御トランジスタのコレクター−エミッタ間の電位
    差を監視し、コレクター−エミッタ間の電位差が所定電
    圧以下になった低入力電圧時に当該制御トランジスタの
    直流電流増幅率の低下を制限する回路構成を有すること
    を特徴とする電流制限回路。
  5. 【請求項5】 負荷電流を制御する制御トランジスタの
    ベース電流を制限する電流制限回路において、 前記制御トランジスタのコレクター−エミッタ間の電位
    差を監視し、コレクター−エミッタ間の電位差が所定電
    圧以下になっている低入力電圧期間内において当該制御
    トランジスタの直流電流増幅率の低下を継続的に制限す
    る回路構成を有することを特徴とする電流制限回路。
  6. 【請求項6】 前記制御トランジスタのエミッタが入力
    電圧に接続されコレクターが出力電圧に接続されて負荷
    電流を負荷に供給し、当該入力電圧と当該出力電圧との
    電位差を監視して前記直流電流増幅率の低下を制限する
    回路構成を有することを特徴とする請求項3又は4に記
    載の電流制限回路。
  7. 【請求項7】 負荷電流を制御する制御トランジスタの
    ベース電流を制限する電流制限回路において、 前記制御トランジスタのコレクター−エミッタ間の電位
    差を監視し、コレクター−エミッタ間の電位差が所定電
    圧以下になった低入力電圧時に当該制御トランジスタの
    コレクター−エミッタ間の電位差の減少に起因して発生
    する直流電流増幅率の低下を制限する回路構成を有する
    ことを特徴とする電流制限回路。
  8. 【請求項8】 負荷電流を制御する制御トランジスタの
    ベース電流を制限する電流制限回路において、 前記制御トランジスタのコレクター−エミッタ間の電位
    差を監視し、コレクター−エミッタ間の電位差が所定電
    圧以下になっている低入力電圧期間内に当該制御トラン
    ジスタのコレクター−エミッタ間の電位差の減少に起因
    して発生する直流電流増幅率の低下を継続的に制限する
    回路構成を有することを特徴とする電流制限回路。
  9. 【請求項9】 前記制御トランジスタのエミッタが入力
    電圧に接続されコレクターが出力電圧に接続されて負荷
    電流を負荷に供給し、当該入力電圧と当該出力電圧との
    電位差を監視して前記直流電流増幅率の低下を制限する
    回路構成を有することを特徴とする請求項7又は8に記
    載の電流制限回路。
  10. 【請求項10】 負荷電流を制御する制御トランジスタ
    のベース電流を制限する電流制限回路において、 前記制御トランジスタのコレクター−エミッタ間の電位
    差を監視し、コレクター−エミッタ間の電位差が所定電
    圧以下になった低入力電圧時に当該制御トランジスタの
    コレクター−エミッタ間の電位差を一定以上に保持する
    回路構成を有することを特徴とする電流制限回路。
  11. 【請求項11】 負荷電流を制御する制御トランジスタ
    のベース電流を制限する電流制限回路において、 前記制御トランジスタのコレクター−エミッタ間の電位
    差を監視し、コレクター−エミッタ間の電位差が所定電
    圧以下になっている低入力電圧期間内に当該制御トラン
    ジスタのコレクター−エミッタ間の電位差を継続的に一
    定以上に保持する回路構成を有することを特徴とする電
    流制限回路。
  12. 【請求項12】 前記制御トランジスタのエミッタが入
    力電圧に接続されコレクターが出力電圧に接続されて負
    荷電流を負荷に供給し、当該入力電圧と当該出力電圧と
    の電位差を監視して前記コレクター−エミッタ間の電位
    差の保持を行う回路構成を有することを特徴とする請求
    項10又は11に記載の電流制限回路。
  13. 【請求項13】 負荷電流を制御する制御トランジスタ
    のベース電流を制限する電流制限回路において、 前記制御トランジスタのコレクター−エミッタ間の電位
    差を監視し、コレクター−エミッタ間の電位差が所定電
    圧以下になった低入力電圧時に当該制御トランジスタの
    ベースに発生するベース増加電流の発生を制限する回路
    構成を有することを特徴とする電流制限回路。
  14. 【請求項14】 負荷電流を制御する制御トランジスタ
    のベース電流を制限する電流制限回路において、 前記制御トランジスタのコレクター−エミッタ間の電位
    差を監視し、コレクター−エミッタ間の電位差が所定電
    圧以下になっている低入力電圧期間内に当該制御トラン
    ジスタのベースに発生するベース増加電流の発生を継続
    的に制限する回路構成を有することを特徴とする電流制
    限回路。
  15. 【請求項15】 前記制御トランジスタのエミッタが入
    力電圧に接続されコレクターが出力電圧に接続されて負
    荷電流を負荷に供給し、当該入力電圧と当該出力電圧と
    の電位差を監視して前記ベース増加電流の発生を制限す
    る回路構成を有することを特徴とする請求項13又は1
    4に記載の電流制限回路。
  16. 【請求項16】 前記ベース増加電流は、前記制御トラ
    ンジスタのコレクター−エミッタ間の電位差の減少に起
    因するベース電流であることを特徴とする請求項13乃
    至15のいずれか一項に記載の電流制限回路。
  17. 【請求項17】 前記制御トランジスタに印加される前
    記入力電圧を監視し当該監視中の入力電圧が所定の閾値
    電圧以上である低入力電圧期間に活性化され、当該活性
    化時の入力電圧を次段に伝達する第1MOSFETと、 前記第1MOSFETの活性化の度合に応じて活性化さ
    れて前記出力電圧を検出し、当該検出した出力電圧を次
    段に伝達する第2MOSFETと、 前記第2MOSFETの活性化の度合いに応じて活性化
    される第3MOSFETとを有することを特徴とする請
    求項1乃至16のいずれか一項に記載の電流制限回路。
  18. 【請求項18】 前記第1MOSFETは、pチャネル
    MOSFETであって、ゲートとドレインが接続された
    状態で第2電流源及び前記第2MOSFETのゲートに
    接続されソースが入力電圧に接続された回路構成を有
    し、前記制御トランジスタに印加される前記入力電圧を
    監視し当該監視中の入力電圧がゲート閾値以上である低
    入力電圧期間に活性化され、当該活性化時の入力電圧を
    前記第2MOSFETのゲートに伝達し、 前記第2MOSFETは、pチャネルMOSFETであ
    って、ゲートが前記第1MOSFETのドレインに接続
    されソースが出力電圧に接続されドレインが第3電流源
    及び前記第3MOSFETのゲートに並列に接続された
    回路構成を有し、前記第1MOSFETからの入力電圧
    がゲート閾値以上である低入力電圧期間に活性化されて
    第1MOSFETから伝達された出力電圧を前記第3M
    OSFETのゲートに伝達し、 前記第3MOSFETは、nチャネルMOSFETであ
    って、ゲートが前記第2MOSFETのドレインに接続
    されドレインが前記制御トランジスタのベースに接続さ
    れ、前記第2MOSFETの活性化の度合いに応じて活
    性化される第3MOSFETとを有することを特徴とす
    る請求項17に記載の電流制限回路。
  19. 【請求項19】 前記第2MOSFETがバックバイア
    ス接続され、pチャネルMOSFETのバックゲートが
    入力電圧にバイアスされた回路構成を有することを特徴
    とする請求項18に記載の電流制限回路。
  20. 【請求項20】 負荷に供給される出力電圧を一定に保
    持する定電圧電源であるボルテージレギュレータにおい
    て、 電流を与えられた際に当該電流の大きさに応じた出力電
    圧を生成する出力電圧設定用抵抗網と、 前記出力電圧設定用抵抗網に制御電流を与えて当該出力
    電圧設定用抵抗網の出力ノードの電圧及び負荷に供給さ
    れる出力電圧を一定電圧値に制御するための前記制御ト
    ランジスタと、 前記制御トランジスタのベース電流を制限する前記電流
    制限回路と、 第1電流源を用いて基準電圧を生成する基準電源と、 前記基準電源からの基準電圧と前記出力ノード電圧との
    電圧差を検出して当該電圧差に基づく誤差信号を生成す
    ると共に、当該誤差信号を前記制御トランジスタにフィ
    ードバックして負荷に供給される出力電圧を一定に保持
    する定電圧制御を促すフィードバックループを備えた誤
    差増幅器とを有することを特徴とする請求項1乃至19
    のいずれか一項に記載の電流制限回路を用いたボルテー
    ジレギュレータ。
  21. 【請求項21】 前記誤差増幅器から出力される前記誤
    差信号または前記第3MOSFETから出力される前記
    ベース電流の制限にかかる制御信号を選択的に前記制御
    トランジスタのベースに伝達する第4MOSFETを有
    することを特徴とする請求項20に記載のボルテージレ
    ギュレータ。
  22. 【請求項22】 前記第4MOSFETは、nチャネル
    MOSFETであって、前記誤差増幅器からの前記誤差
    信号と前記第3MOSFETのドレインからの前記制御
    信号とがゲートに共通接続されると共に、ドレインが前
    記制御トランジスタのベースに接続されていることを特
    徴とする請求項21に記載のボルテージレギュレータ。
  23. 【請求項23】 前記第4MOSFETは、低入力電圧
    期間に前記第3MOSFETから出力される前記制御信
    号を選択して前記制御トランジスタに伝達して当該制御
    トランジスタにおける前記ベース電流の制限制御を促
    し、当該低入力電圧期間以外に前記誤差増幅器からの前
    記誤差信号を選択して前記制御トランジスタに伝達して
    当該制御トランジスタにおける前記定電圧制御を促す回
    路構成を有することを特徴とする請求項22に記載のボ
    ルテージレギュレータ。
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JP2003084843A (ja) * 2000-09-01 2003-03-19 Marvel Internatl Ltd リニアレギュレータ
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