JPS586321B2 - トランジスタ回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、同じ導電型の複数個のトランジスタと抵抗分
圧回路ならびに直流電源を組み合わせ使用して、高直流
電流増幅率，高耐圧の１個のトランジスタと等価な動作
を行なわすことのできるトランジスタ回路に関し、特に
高電圧回路に使用して有用なものである。

たとえば、トランジスタを用いて高電圧を制御しようと
する場合、一般にトランジスタの耐圧が低いため、どう
しても第１図の如く２つまたは、それ以上の同導電型の
トランジスタを直列接続しなければならない。

このとき各トランジスタに加わる電圧を出来る限り等し
くする必要がある。

このように２つ以上の同導電型のトランジスタを直列に
接続して高電圧で動作させるために、従来は第２図およ
び第３図に示す如き構成がとられていた。

この回路の動作原理は第２図についてみると、まず、ト
ランジスタ４は直接駆動されるトランジスタであって、
このトランジスタ４のベースに外部から駆動信号が加え
られる。

このときトランジスタ３および上記トランジスタ４のコ
レクタ・ベース間に加わる電圧は両トランジスタの直列
接続回路の両端に加えられる電圧■を抵抗器５および６
で分圧したものとなり、たとえば上記抵抗器５，６の値
を等しくすれば上記トランジスタ３，４に加わる電圧は
等しくなり、第２図中のＢ，Ｃ，Ｅをそれぞれベース端
子，コレクタ端子，エミツタ端子とした，前記トランジ
スタ３，４の２倍の耐圧をもつトランジスタと等価な動
作が可能になるというものである。

しかし、実際にこのような回路構成では上記トランジス
タ３，４のコレクタ電流が少ないときには上記トランジ
スタ４のコレクタ電流は上記トランジスタ３のコレクタ
電流よりも上記トランジスタ３のベース電流分だけ多く
なるため、上記トランジスタ４の負担する電力が上記ト
ランジスタ３のそれよりも大きくなるという欠点がある
。

また、上記トランジスタ４のベースを外部駆動信号によ
り駆動することにより、上記トランジスタ３，４のコレ
クタ電流の値を大ならしめるためには、上記トランジス
タ３のベース電流が増加しなければならないが、このベ
ース電流は上記トランジスタ３のコレクタから上記抵抗
器５により供給されており、上記トランジスタ３，４の
コレクタ電流を大幅に変化させるためには上記抵抗器５
および６に流れる電流を上記トランジスタ３，４のコレ
クタ電流に比べて充分小さくしなければならない。

その結果、上記トランジスタ３，４のコレクタ電流を充
分流し得る程に上記トランジスタ３のベース電流が増加
し得ない。

従って、これ以上、上記トランジスタ３，４のコレクタ
電流を制御することができないばかりでなく、上記トラ
ンジスタ３および４に加わる電圧に著しい不均衡が生じ
る。

この不均衡は直列に接続するトランジスタの数が多くな
ればなる程大きくなり、直列トランジスタのコレクタ電
流を広範囲にわたって制御することはますます困難とな
る。

これを直流安定化電源回路に使用した場合、広い安定領
域は望めない。

また、交流増幅器に使用した場合、出力が大きくなるに
つれて歪が著しく増大する。

以上の欠点は第３図のように３つのトランジスタ７，８
．９および分圧用抵抗器１０，１１，１２を用いた回路
においても同様に生ずる。

従来、上述の欠点を解決するために、第４図に示す如く
トランジスタ３に、これと同導電型の別のトランジスタ
３′をダーリントン接続する方法が考えられているが、
しかし、この構成においても、上記トランジスタ３′に
は上記トランジスタ３と同等以上の耐圧をもち、かつｈ
ｆｅ （直流電流増幅率）がかなり大きくなければなら
ないという制約があり、高耐圧トランジスタでは実現し
にくいという欠点があった。

本発明はそのような欠点を全て解消し、直列接続したト
ランジスタの制御範囲を拡大することができるようにし
たもので、以下にその実施例を第５図を参照して説明す
る。

第５図において、同導電型の第１のトランジスタ１３お
よび直接駆動される第２のトランジスタ１４はコレクタ
・エミツタ路が直列に接続されている。

そして、それらの第１，第２のトランジスタ１３．１４
の直列接続回路の両端に加わる電圧Ｖは抵抗器１６およ
び１７の直列接続回路よりなる分圧回路で分圧され、そ
の分圧電圧は上記第１および第３のトランジスタ１３．
１４と同導電型の制御用の第３のトランジスタ１５のベ
ースに与えられている。

上記第３のトランジスタ１５のエミツタは上記第１のト
ランジスタ１３のベースに直接接続されている。

さらに上記第３のトランジスタ１５のコレクタと上記第
１のトランジスタ１３のエミツタ間には、直流電源１８
が接続され、第３のトランジスタ１５はその直流電源１
８で動作するようになっている。

なお、上記直流電源１８は数ボルト程度の低電圧電源で
あってよい。

なお、第５図は本発明のトランジスタ回路（図中、点線
枠で囲まれた部分）を増幅回路として使用した例を示し
ており、１９ａ，１９ｂは入力端所、２０ａ，２０ｂは
出力端子、２１は本トランジスタ回路の主直流電源であ
り、これは抵抗２２を通して上記第１，第２のトランジ
スタ１３．１４の直列接続回路に接続されている。

次に、この第５図の実施例の動作を説明する。

今、上記第１のトランジスタ１４のベース入力電流が増
加すると、該第１のトランジスタ１４のコレクタ・エミ
ツタ間抵抗が減少し、そのコレクタ電位が下がるため、
第３のトランジスタ１５のベース・エミツタ間の電圧が
増加し、その第３のトランジスタ１５のベース電流が増
加する。

その結果、上記第３のトランジスタ１５のコレクタ電流
が増加する。

その第３のトランジスタ１５のコレクタ電流は、とりも
直さず第１のトランジスタ１３のベース電流であるため
、上記第１のトランジスタ１３のコレクタ・エミツタ間
抵抗が減少し、上記第１，第２のトランジスタ１３．１
４のコレクタ電流が増加する。

このとき、上記第３のトランジスタ１５に高いｈｆｅを
もつトランジスタまたはダーリントン接続したトランジ
スタを使用することにより、上記第３のトランジスタ１
５のベース電流を上記抵抗器１６および１７に流れる電
流に比べ無視できる程小さくすることができる。

この点が本発明の主眼であって、上記第３のトランジス
タ１５を、低電圧の直流電源１８で動作させることによ
り、上記第３のトランジスタ１５に上記直流電源１８の
電圧に充分耐える耐圧を有し、かつ高いｈｆｅを持つ一
般的なトランジスタを使用することができる。

このことにより前述の従来の欠点をなくし、制御範囲を
広げ、上記第１および第２のトランジスタ１３および１
４には広い制御範囲にわたって常に抵抗器１６および１
７の比に等しい割合の電圧および電力配分を受けるよう
にすることが容易に可能となる。

すなわち、第２のトランジスタ１４のベース・エミツタ
および第１のトランジスタ１３のコレクタをそれぞれベ
ース端子Ｂ，エミツタ端子Ｅ，コレクタ端子Ｃとする，
高ｈｆｅで、かつ第１，第２のトランジスタ１３．１４
の２倍の耐圧を有する１個の高耐圧トランジスタと等価
な動作が可能となる。

以上の説明から明らかなように、本発明のトランジスタ
回路は、コレクタ・エミツタ路を直列にして接続した各
トランジスタの許容し得る最大コレクタ電圧から最小コ
レクタ電圧まで広範囲の制御が可能であり、また、常に
各トランジスタに加わる電圧と電力の均衡を確実に保つ
ことができるという非常に優れた特長を有するもので、
高電圧回路に使用して極めて有用なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は一般的なトランジスタの直列接続回路図、第２
図および第３図はそれぞえ従来の２段および３段直列接
続トランジスタ回路の回路図、第４図は第２図の改良に
係る従来の２段直列接続トランジスタ回路の回路図、第
５図は本発明の一実施例の回路図である。 １３，１４，１５・・・・・・トランジスタ、１６，１
７・・・・・・抵抗器、１８・・・・・・直流電源。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 同じ導電型の第１および第２のトランジスタのコレ
   クタ・エミツタ路を直列に接続してなる回路に、複数の
   抵抗を直列接続してなる分圧回路を並列に接続し、かつ
   、前記分圧回路の分圧点と前記第１のトランジスタのベ
   ース間に、前記第１および第２のトランジスタと同じ導
   電型の第３のトランジスタのベース・エミツタ路を接続
   し、前記第３のトランジスタのコレクタと前記第１のト
   ランジスタのエミツタ間に前記第３のトランジスタを動
   作させるための直流電源を接続し、前記第２のベースお
   よびエミツタをそれぞれベース端子およびエミツタ端子
   とし、前記第１のトランジスタのコレクタをコレクタ端
   子として使用するように構成したことを特徴とするトラ
   ンジスタ回路。