Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

JP3194798B2 - Switch circuit with clamp function - Google Patents

Switch circuit with clamp function

Info

Publication number
JP3194798B2
JP3194798B2 JP29337092A JP29337092A JP3194798B2 JP 3194798 B2 JP3194798 B2 JP 3194798B2 JP 29337092 A JP29337092 A JP 29337092A JP 29337092 A JP29337092 A JP 29337092A JP 3194798 B2 JP3194798 B2 JP 3194798B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
transistor
collector
potential
emitter
switch circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP29337092A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH06152360A (en
Inventor
昭彦 里方
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optic Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Optic Co Ltd filed Critical Olympus Optic Co Ltd
Priority to JP29337092A priority Critical patent/JP3194798B2/en
Publication of JPH06152360A publication Critical patent/JPH06152360A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3194798B2 publication Critical patent/JP3194798B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Electronic Switches (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、出力電圧を所定値に制
御するクランプ機能を有するスイッチ回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a switch circuit having a clamp function for controlling an output voltage to a predetermined value.

【0002】[0002]

【従来の技術】図2には、従来のPNP形トランジスタ
を用いたスイッチ回路を示す。このスイッチ回路におい
ては、入力信号(Vin)により駆動するトランジスタQ
2のコレクタが抵抗R1を介して電源V+ に接続され、
エミッタが抵抗R2を介して基準電位(V- )に接続さ
れ、さらに、トランジスタQ1のベースが前記トランジ
スタQ2のコレクタに接続され、そのエミッタが前記電
源V+ に接続され、そのコレクタに出力端子Voが設け
られて構成されている。
2. Description of the Related Art FIG. 2 shows a switch circuit using a conventional PNP transistor. In this switch circuit, a transistor Q driven by an input signal (Vin)
2 is connected to a power supply V + via a resistor R1,
The emitter is connected to the reference potential (V-) via the resistor R2, the base of the transistor Q1 is connected to the collector of the transistor Q2, the emitter is connected to the power supply V +, and the collector is connected to the output terminal Vo. Is provided.

【0003】このようなスイッチ回路において、入力信
号の電位Vinが、“High”の時に前記トランジスタ
Q2をオンし、“Low”の時に該トランジスタQ2を
完全にカットオフするようにレベルに設定されている。
ここで、入力電位Vinが“High”の時に、前記トラ
ンジスタQ2は、次式に示すような電流が流れる。
In such a switch circuit, the potential Vin of the input signal is set to a level such that the transistor Q2 is turned on when it is "High" and is cut off completely when it is "Low". I have.
Here, when the input potential Vin is "High", a current as shown in the following equation flows through the transistor Q2.

【0004】[0004]

【数1】 (Equation 1)

【0005】この電流の一部は抵抗R1を経由して電源
V+ から流れ、残りのすべての電流は、トランジスタQ
1のベース電流になる。ここで、前記トランジスタQ1
の電流増幅率をβとすると、出力電流Iout は、β×I
B1となるが出力電圧端子Voに接続される負荷が大きい
場合に、出力電位Vout の電位はV+ に近付き、前記ト
ランジスタQ1は、飽和状態になる。なお、この場合、
ベース電流IB1が増えることによって、前記トランジス
タQ1の見掛上のβが下がる。特に集積化された回路の
場合には、寄生トランジスタが動作し始め、基板内に電
流が流れる。
[0005] A part of this current flows from the power supply V + via the resistor R1, and all the rest of the current flows through the transistor Q +.
1 base current. Here, the transistor Q1
Assuming that the current amplification factor is β, the output current Iout is β × I
When the load becomes B1 but the load connected to the output voltage terminal Vo is large, the potential of the output potential Vout approaches V +, and the transistor Q1 becomes saturated. In this case,
As the base current I B1 increases, the apparent β of the transistor Q1 decreases. In particular, in the case of an integrated circuit, a parasitic transistor starts operating and a current flows in the substrate.

【0006】一方、入力電位Vinが“Low”の場合、
前記トランジスタQ1はカットオフするため、該トラン
ジスタQ1のベース電位は、V+ になり、該トランジス
タQ1はカットオフする。従って、出力電圧端子Vo
は、オープン状態になり、接続される負荷によって決ま
る電位になる。
On the other hand, when the input potential Vin is "Low",
Since the transistor Q1 is cut off, the base potential of the transistor Q1 becomes V + and the transistor Q1 is cut off. Therefore, the output voltage terminal Vo
Is in an open state and has a potential determined by the connected load.

【0007】このように、入力信号の電位Vinによって
出力の電位は、“High”(ほぼV+ )から“Lo
w”(負荷で決まる電位)に変わることができ、トラン
ジスタQ1はあたかもスイッチ素子のように動作する。
As described above, the potential of the output is changed from "High" (almost V +) to "Lo" by the potential Vin of the input signal.
w "(potential determined by the load), and the transistor Q1 operates as if it were a switching element.

【0008】しかし前述したように、前記トランジスタ
Q1が飽和すると、基板内に電流が流れ、そのレベルに
よっては、他のデバイスに悪影響を与える場合がある。
さらに飽和になることによって、前記トランジスタQ1
のベース領域に蓄積される過剰電荷により、該トランジ
スタQ1のオフ時のスピードが遅くなるという問題もあ
る。
However, as described above, when the transistor Q1 is saturated, a current flows in the substrate, and depending on the level, other devices may be adversely affected.
By further saturation, the transistor Q1
There is also a problem that the off-state speed of the transistor Q1 is reduced due to the excess charge accumulated in the base region of the transistor Q1.

【0009】そこで、図3に示すようなスイッチ回路に
より、前述した問題を解決していた。このスイッチ回路
は、図2に示した回路構成に、トランジスタQ1のベー
スとトランジスタQ2のコレクタ間にトランジスタから
なるダイオードD1、トランジスタQ1のコレクタとト
ランジスタQ2のコレクタ間にトランジスタからなるダ
イオードD2が追加された回路である。
Therefore, the above-mentioned problem has been solved by a switch circuit as shown in FIG. In this switch circuit, a diode D1 composed of a transistor is added between the base of the transistor Q1 and the collector of the transistor Q2, and a diode D2 composed of a transistor is added between the collector of the transistor Q1 and the collector of the transistor Q2 to the circuit configuration shown in FIG. Circuit.

【0010】この構成においては、前記トランジスタQ
2がオンして電流が流れると、前記トランジスタQ1の
コレクタ電位すなわち、出力電位は、上昇し始めるが、
この電位が
In this configuration, the transistor Q
2 turns on and a current flows, the collector potential of the transistor Q1, that is, the output potential starts to rise,
This potential

【0011】[0011]

【数2】 になった時点で、帰還電流Ic4が流れ始め、結局、出力
電位Vout は、前記(2)式で求められる値に固定さ
れ、前記トランジスタQ1が飽和することがない。ま
た、前記トランジスタQ2がオンした時の各電流の関係
は次式のようになる。
(Equation 2) At this point, the feedback current Ic4 starts to flow, and eventually the output potential Vout is fixed to the value obtained by the above equation (2), and the transistor Q1 does not saturate. The relationship between the currents when the transistor Q2 is turned on is as follows.

【0012】[0012]

【数3】 従って、(Equation 3) Therefore,

【0013】[0013]

【数4】 が得られる。ここで、βが1に比べて十分大きいものと
すると、(3)式は、
(Equation 4) Is obtained. Here, assuming that β is sufficiently larger than 1, the equation (3) becomes

【0014】[0014]

【数5】 となる。(Equation 5) Becomes

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述したスイ
ッチ回路は、従来、クランプ回路として、一般的に利用
されていた構成であるが、集積度を高めた集積回路(I
C)に採用して、積層構造に組み入れた場合には、次の
ような問題が発生する。
However, the above-described switch circuit has been conventionally generally used as a clamp circuit.
When adopted in C) and incorporated in a laminated structure, the following problem occurs.

【0016】まず、図3に示したダイオードD2を図4
(a)に示すようなNPNトランジスタで構成した場合
には、トランジスタQ2がオフすると、前記トランジス
タQ2のコレクタ電位Vcが上昇する。この時、出力電
位Vout の電位が低いと、ダイオードD2に掛かる逆バ
イアスが大きくなり、トランジスタのエミッタ・ベース
接合間がブレークダウンを起こし、誤動作を引き起こす
可能性がある。
First, the diode D2 shown in FIG.
In the case of an NPN transistor as shown in (a), when the transistor Q2 is turned off, the collector potential Vc of the transistor Q2 increases. At this time, when the potential of the output potential Vout is low, the reverse bias applied to the diode D2 increases, and a breakdown may occur between the emitter and base junctions of the transistor, thereby causing a malfunction.

【0017】また、前記ダイオードD2を図4(b)に
示すようなPNPトランジスタで構成した場合には、ト
ランジスタQ2がオフすると、前記トランジスタQ2の
コレクタ電位Vcが上昇する。前記NPNトランジスタ
の場合と同様に、出力電位Vout の電位が低いと、ダイ
オードD2に掛かる逆バイアスが大きくなる。この時、
ダイオードD2として用いられるトランジスタのコレク
タ電位がエミッタ電位よりも高くなるが、場合によって
は、エミッタ電極がゲートとして働き、エミッタ及びコ
レクタをソース、ドレインとするPMOSが構成され動
作する可能性があり、誤動作を引き起こす可能性があ
る。そこで本発明は、寄生素子が構成されることがな
く、集積化に好適する、クランプ機能を有するスイッチ
回路を提供することを目的とする。
When the diode D2 is constituted by a PNP transistor as shown in FIG. 4B, when the transistor Q2 is turned off, the collector potential Vc of the transistor Q2 increases. As in the case of the NPN transistor, when the potential of the output potential Vout is low, the reverse bias applied to the diode D2 increases. At this time,
Although the collector potential of the transistor used as the diode D2 becomes higher than the emitter potential, in some cases, there is a possibility that the emitter electrode functions as a gate, and a PMOS having an emitter and a collector as a source and a drain is formed and operates. Can cause Therefore, an object of the present invention is to provide a switch circuit having a clamp function, which is suitable for integration without forming a parasitic element.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、入力信号により駆動し、コレクタがダイオ
ード及び第1の抵抗を介し電源に接続され、エミッタが
第2の抵抗を介して基準電位に接続される第1のトラン
ジスタと、前記ダイオードのアノードにベースが接続さ
れ、第1のトランジスタの駆動に応動して、予め定めら
れた電位を出力する若しくは、オープン状態に切り替え
られる第2のトランジスタと、前記第1のトランジスタ
のコレクタにベースが接続され、前記第2のトランジス
タのコレクタにエミッタが接続され、前記第1のトラン
ジスタのエミッタにコレクタが接続され、前記第1のト
ランジスタのオン時に、第2のトランジスタのコレクタ
側の電位を一定電位に制御する第3のトランジスタとを
構成されたクランプ機能付きスイッチ回路を提供する。
In order to achieve the above object, the present invention is driven by an input signal, a collector is connected to a power supply via a diode and a first resistor, and an emitter is connected via a second resistor. A first transistor connected to a reference potential and a base connected to the anode of the diode, the second transistor outputting a predetermined potential or switching to an open state in response to the driving of the first transistor. And a base connected to the collector of the first transistor, an emitter connected to the collector of the second transistor, a collector connected to the emitter of the first transistor, and In some cases, a third transistor configured to control the potential on the collector side of the second transistor to a constant potential is used. To provide a function switch circuit.

【0019】[0019]

【作用】以上のような構成のスイッチ回路は、第1のト
ランジスタがオンした時には、第2のトランジスタのコ
レクタ電位が上昇しようとするが、第3のトランジスタ
のオンにより、エミッタに電流が流れ始め、コレクタを
通って前記第1のトランジスタのエミッタへ帰還され
る。また、第1のトランジスタがオフになった時には、
第3のトランジスタのコレクタ電位が常に最低電位にな
るため、コレクタとエミッタの電位が逆転せず、寄生の
PMOSによる誤動作が発生されない。
In the switch circuit having the above configuration, when the first transistor is turned on, the collector potential of the second transistor tends to rise, but when the third transistor is turned on, a current starts to flow to the emitter. , Through the collector to the emitter of the first transistor. Also, when the first transistor is turned off,
Since the collector potential of the third transistor is always the lowest potential, the potentials of the collector and the emitter do not reverse, and malfunction due to the parasitic PMOS does not occur.

【0020】[0020]

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0021】図1には、本発明による実施例としてのス
イッチ回路の構成を示し説明する。このスイッチ回路に
おいて、入力信号(Vin)により駆動されるトランジス
タQ2は、コレクタがダイオードD1のカソードに接続
され、エミッタが抵抗R2を介して、基準電位(V- )
に接続される。前記ダイオードD1のアノードは抵抗R
1を介して、電源V+ に接続される。また、トランジス
タQ1は、ベースが前記ダイオードD1のアノードに接
続され、エミッタが前記電源V+ に接続され、コレクタ
には出力端子Voが設けられている。さらにベースが前
記トランジスタQ2のコレクタに接続され、そのエミッ
タが前記トランジスタQ1のコレクタに接続され、コレ
クタが前記トランジスタQ2のエミッタに接続され、前
記トランジスタQ2のコレクタ電位により駆動制御され
て、出力されるべき電流から所定の電流を分岐して、抵
抗R2を介して基準電位に流すトランジスタQ3が設け
られている。
FIG. 1 shows the configuration of a switch circuit as an embodiment according to the present invention, and will be described. In this switch circuit, a transistor Q2 driven by an input signal (Vin) has a collector connected to the cathode of the diode D1, and an emitter connected via a resistor R2 to a reference potential (V-).
Connected to. The anode of the diode D1 is a resistor R
1 is connected to the power supply V +. The transistor Q1 has a base connected to the anode of the diode D1, an emitter connected to the power supply V +, and a collector provided with an output terminal Vo. Further, the base is connected to the collector of the transistor Q2, the emitter is connected to the collector of the transistor Q1, the collector is connected to the emitter of the transistor Q2, and the output is controlled and driven by the collector potential of the transistor Q2. A transistor Q3 is provided which branches a predetermined current from a power current and flows the reference current through a resistor R2.

【0022】このように構成されたスイッチ回路におい
て、トランジスタQ2がオンした時には、前述したよう
に電流が流れると、前記トランジスタQ1のコレクタ電
位すなわち、出力電位Vout が上昇しようとするが、
In the switch circuit thus configured, when the transistor Q2 is turned on and the current flows as described above, the collector potential of the transistor Q1, that is, the output potential Vout tends to increase.

【0023】[0023]

【数6】 になった時点で、トランジスタQ3のエミッタに電流が
流れ始める。この電流は、コレクタを通って前記トラン
ジスタQ2のエミッタへ帰還される。前記トランジスタ
Q3のベース電流IB4を無視すると、各電流の関係は次
式のようになる。
(Equation 6) At this point, current starts to flow through the emitter of the transistor Q3. This current is fed back through the collector to the emitter of the transistor Q2. Neglecting the base currents I B4 of the transistors Q3, the relationship of each current is given by the following equation.

【0024】[0024]

【数7】 が得られる。ここで、βが1より十分大きいとすると
(5)式は、次式のようになる。
(Equation 7) Is obtained. Here, if β is sufficiently larger than 1, the expression (5) becomes the following expression.

【0025】[0025]

【数8】 (Equation 8)

【0026】この(8)式は、従来例に示した(4)式
と同等である。また、前記トランジスタQ2がオフにな
った時に、コレクタの電位Vcは、上昇していくが、同
時に、前記トランジスタQ3のコレクタ電位がV- にな
る。
Equation (8) is equivalent to equation (4) shown in the conventional example. When the transistor Q2 is turned off, the collector potential Vc rises, but at the same time, the collector potential of the transistor Q3 becomes V-.

【0027】以上のように本実施例のスイッチ回路は、
前記トランジスタQ3のコレクタ電位が前記トランジス
タQ2がオフになったときでも、常に最低電位になるた
め、コレクタとエミッタの電位が逆転することはなく、
コレクタとエミッタの電位が逆転することにより発生し
た寄生のPMOSが構成されず、誤動作が発生しない。
As described above, the switch circuit of this embodiment is
Since the collector potential of the transistor Q3 always becomes the lowest potential even when the transistor Q2 is turned off, the potentials of the collector and the emitter do not reverse.
A parasitic PMOS caused by inversion of the potentials of the collector and the emitter is not formed, and no malfunction occurs.

【0028】また本実施例は、出力段にPNPトランジ
スタを用いたが、これに限定されるものではなく、NP
Nトランジスタを用いても同様な効果が得られ、他にも
発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形や応用が可能
であることは勿論である。
In this embodiment, a PNP transistor is used in the output stage. However, the present invention is not limited to this.
The same effect can be obtained by using an N-transistor, and it goes without saying that various modifications and applications can be made without departing from the scope of the invention.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、寄
生素子が構成されることがなく、集積化に好適する、ク
ランプ機能を有するスイッチ回路を提供することができ
る。
As described above in detail, according to the present invention, it is possible to provide a switch circuit having a clamping function, which is suitable for integration without forming a parasitic element.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】図1は、本発明による実施例としてのスイッチ
回路の構成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a switch circuit as an embodiment according to the present invention.

【図2】図2は、従来のPNP形トランジスタを用いた
スイッチ回路の構成を示す図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a switch circuit using a conventional PNP transistor.

【図3】図3は、図2に示したスイッチ回路の問題を解
決するように構成されたスイッチ回路の構成例を示す図
である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of a switch circuit configured to solve the problem of the switch circuit illustrated in FIG. 2;

【図4】図4は、ダイオードをNPNトランジスタ及び
PNPトランジスタで構成した接続例を示す図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating a connection example in which a diode is configured by an NPN transistor and a PNP transistor;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

Q1,Q2,Q3…トランジスタ、D1,D2…ダイオ
ード、R1,R2…抵抗。
Q1, Q2, Q3: transistors, D1, D2: diodes, R1, R2: resistors.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 入力信号により駆動し、コレクタがダイ
オード及び第1の抵抗を介し電源に接続され、エミッタ
が第2の抵抗を介して基準電位に接続される第1のトラ
ンジスタと、 前記ダイオードのアノードにベースが接続され、第1の
トランジスタの駆動に応動して、予め定められた電位を
出力する若しくは、オープン状態に切り替えられる第2
のトランジスタと、 前記第1のトランジスタのコレクタにベースが接続さ
れ、前記第2のトランジスタのコレクタにエミッタが接
続され、前記第1のトランジスタのエミッタにコレクタ
が接続され、前記第1のトランジスタのオン時に、第2
のトランジスタのコレクタ側の電位を一定電位に制御す
る第3のトランジスタとを具備することを特徴とするク
ランプ機能付きスイッチ回路。
A first transistor driven by an input signal, a collector connected to a power supply via a diode and a first resistor, and an emitter connected to a reference potential via a second resistor; A base is connected to the anode, and outputs a predetermined potential in response to the driving of the first transistor, or switches to an open state.
A base is connected to the collector of the first transistor, an emitter is connected to the collector of the second transistor, a collector is connected to the emitter of the first transistor, and the first transistor is turned on. Sometimes the second
And a third transistor for controlling the collector-side potential of the transistor to a constant potential.
JP29337092A 1992-10-30 1992-10-30 Switch circuit with clamp function Expired - Fee Related JP3194798B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP29337092A JP3194798B2 (en) 1992-10-30 1992-10-30 Switch circuit with clamp function

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP29337092A JP3194798B2 (en) 1992-10-30 1992-10-30 Switch circuit with clamp function

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH06152360A JPH06152360A (en) 1994-05-31
JP3194798B2 true JP3194798B2 (en) 2001-08-06

Family

ID=17793904

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP29337092A Expired - Fee Related JP3194798B2 (en) 1992-10-30 1992-10-30 Switch circuit with clamp function

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3194798B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69412360T2 (en) * 1993-05-27 1999-04-22 Fujitsu Ltd., Kawasaki, Kanagawa Power line connection circuit and corresponding switch with integrated circuit
JP2001060834A (en) * 1999-06-18 2001-03-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd Sounder volume adjusting device

Also Published As

Publication number Publication date
JPH06152360A (en) 1994-05-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5404053A (en) Circuit for controlling the maximum current in a MOS power transistor used for driving a load connected to earth
US20010017537A1 (en) Voltage regulator provided with a current limiter
US4945266A (en) Composite semiconductor device
JPH08288804A (en) Comparator circuit
JP2715642B2 (en) Semiconductor integrated circuit
CA1210090A (en) Cascode current-source arrangement
US4403157A (en) Control circuit for light emitting diode
US5430366A (en) Active free-running element
JP3194798B2 (en) Switch circuit with clamp function
EP0492374B1 (en) Unitary-gain final stage particularly for monolithically integratable power amplifiers
US5124586A (en) Impedance multiplier
JPH11234108A (en) Switching device for switching inductive load
JP3155342B2 (en) Inrush current suppression circuit
JP2776709B2 (en) Current switching circuit
JP4763900B2 (en) Light emitting element drive circuit
JPH05175433A (en) Integrated circuit for constant current drive of inductive load
JPH0230902Y2 (en)
US4221980A (en) Electrical switching means
JP3350669B2 (en) Semiconductor output circuit
JP2560195Y2 (en) Constant current circuit
JP2005191896A (en) Semiconductor integrated circuit provided with output drive circuit
GB2312576A (en) Increasing switching speed of bipolar circuit for charge pump by clamping transistors to prevent saturation
JP2885848B2 (en) Hysteresis circuit
JPS63111718A (en) Semiconductor integrated circuit
JPH0513064Y2 (en)

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20010515

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees