JPS61108207A - 電流増大回路 - 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】 本発明は、汎用演算増幅器および電流増幅用トランジス
タよりなる電流増大回路に係り、特にトランジスタのベ
ース、エミッタ間電圧ロスを補償したうえ出力電圧の直
線的動作範囲を拡大すべくなした電流増大回路に関する
ものである。

第３図はこれまでに知られている、汎用の演算増幅器と
電流増幅用のトランジスタよりなる電流増大回路の一例
での構成を示すが、出力電圧の特性上不具合を生じてい
るのが実状である。

即ち、演算増幅器１に対する電源電圧を＋１５Ｖとした
場合、その出力電圧ｖ３は最大でも＋１２Ｖ〜±１４Ｖ
である。ここで仮に最大出力電圧を＋１２Ｖとして、０
■から＋ＩＯＶの範囲内の入力電圧Ｖ□をＯＶ〜＋１２
Ｖに増幅する場合を想定すれば、負荷抵抗３にかかる電
圧（電流増大回路としての出力電圧Ｖ２）としては最大
＋１２Ｖに達することなく飽和してしまい、飽和点近傍
ではまた直線性が損われるというものである。これは、
トランジスタ２におけるベース、エミッタ間に電圧ロス
が生じるからである。したがって、出力電圧ｖ２におけ
る実際の直線的動作範囲は＋１２Ｖよりある程度抑えら
れた範囲となり、利用し得る直線的動作範囲は狭くなる
ことになる。

第４図は入力電圧ｖ１に対する出力電圧Ｖ、、Ｖ３の関
係を示したものである。これから出力電圧ｖ３が＋１２
Ｖで飽和したとしても出力電圧ｖ２はベース、エミッタ
間電圧ロス分だけそれよりも低い電圧で飽和するもので
あることが判る。

このような不具合を解決すべくこれまでにあっては汎用
演算増幅器の代りに大電流で動作する、通称ハイパワー
演算増幅器を用い電流増幅用のトランジスタを不要とし
たり、または更に増幅器を１段設けることで対処してい
たのが実状である。

しかしながら、このように構成する場合は構成の複雑化
や大形化、消費電力の増大などを招くことになる。

なお、第３図中４，５は抵抗を示す。

本発明の目的は、構成簡単にして出力電圧特性が良好と
された電流増大回路を供するにある。

この目的のため本発明は、電流増大回路を構成する演算
増幅器とトランジスタとの間に、レベルシフトダイオー
ドを挿入接続するようにしたものである。レベルシフト
ダイオードにバイアス電流を流すようにすれば、演算増
幅器の出力電圧はレベルシフトダイオードによって所定
方向にシフトされることから、レベルシフトダイオード
の個数を適当にする場合は、トランジスタのベース、エ
ミッタ間電圧は打ち消されるばかりか、出力電圧の直線
的動作範囲は電源電圧近傍まで拡大さｉｙ得るものであ
る。

以下、本発明を第１図、第２図により説明する。

第１図は本発明による電流増大回路の一例での構成に示
したものである。図示の如く第３図に示すものと実質的
に異なるところは演算増幅器１とダーリントン接続のト
ランジスタ２との間に破線表示の回路、即ち、レベルシ
フトダイオード６（６−１〜６−４）を直列に挿入接続
した点である。電源電圧（本例では±１５ｖ）によりバ
イアス抵抗７を介しレベルシフトダイオード６にバイア
ス電流を流す場合は、レベルシフトダイオード６−１．
．６−２によってトランジスタ２のベース、エミッタ間
電圧ロスが打ち消され、更に残りのレベルシフトダイオ
ード６−３．６−４によっては演算増幅器１の出力電圧
Ｖ、が大きくなる方向にシフトされ得るものである。結
果的には入力電圧ｖ１に対する演算増幅器１の出力電圧
■３はレベルシフトダイオード６によって電圧Ｖ、（＞
Ｖ、）までシフ１〜アツプされた後、トランジスタ２の
ベース、エミッタ間電圧ロスによりシフトダウンされ出
力電圧Ｖ　、　／として出力されるものである。

第２図はその場合での入力電圧Ｖ１と出力電圧ＶａｔＶ
、’および電圧ｖ４との関係を示したものである。これ
よりレベルシフトダイオード６によるシフトアップ分の
電圧ｖ６がトランジスタ２によるシフトダウン分の電圧
ｖ５よりも大となることから、演算増幅器１の出力電圧
Ｖ３がたとえ±１２Ｖで飽和したとしても、出力電圧Ｖ
２’はそれよりもダイオード２個分相当の降下電圧分の
高い電圧で飽和する結果、その分入力電圧Ｖ、に対する
出力電圧ｖ２′の直線的動作範囲は出力電圧Ｖａよりも
拡大されることになるものである。

本発明は以上のようなものであるが、レベルシフトダイ
オードを逆向きに接続したうえトランジスタをＰＮＰ型
にする場合は出力電圧が負のものに対処し得ることにな
る。

最後に第１図に示すレベルシフトダイオード６について
言及すれば、既述したようにレベルシフトダイオード６
−１．６−２はダーリントン接続のトランジスタ２のベ
ース、エミッタ間電圧ロスを補償するためのものである
。したがって、ダー−５−＾＾ リントン接続でない一般のトランジスタを電流増幅用と
して用いる場合には、その場合での電圧ロスに対応して
補償用レベルシフトダイオードの数は１個とすればよい
。また、レベルシフトダイオード６−３．６−４は電圧
ロス補償後の演算増幅器１の出力電圧ｖ３をシフトアッ
プするだけのものであり、したがって、その目的に適す
る特性のダイオードとその数を適当に選定すればよいこ
とになる。更に複数のダイオード素子が一体化された部
品を用いる等の場合は、第１図に示す複数のダイオード
はこれらを１個のダイオード部品で置換することが可能
となっている。したがって、結論的にいえば、レベルシ
フトダイオードの数はトランジスタがダーリントン接続
されているか否かや、飽和電圧の設定値などによって適
当に選定され得るものである。

以上説明したように本発明は、演算増幅器と電流増幅用
トランジスタとの間にレベルシフトダイオードを所定に
挿入接続したものであるから、構成簡単にして出力電圧
特性が改善されるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は、本発明による電流増大回路の一例で
の構成と入力電圧に対する各要部での電圧の関係を示す
図、第３図、第４図は、これまでの電流増大回路の一例
での構成と入力電圧に対する各要部での電圧の関係を示
す図である。 １・・・演算増幅器、２・・・電流増幅用トランジスタ
、６−１〜６−４・・・レベルシフトダイオード、７・
・・バイアス抵抗。 特許出願人　日立湘南電子株式会社 代理人弁理士　秋　　本　　正　　実 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 演算増幅器で増幅された入力電圧をトランジスタによっ
   て電流増幅するようにしてなる電流増大回路において、
   演算増幅器とトランジスタとの間に、バイアス抵抗から
   のバイアス電流が流れるようにして直列にレベルシフト
   ダイオードを挿入接続する構成を特徴とする電流増大回
   路。