JPH06152360A - Switching circuit with clamping function - Google Patents
Switching circuit with clamping functionInfo
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- JPH06152360A JPH06152360A JP4293370A JP29337092A JPH06152360A JP H06152360 A JPH06152360 A JP H06152360A JP 4293370 A JP4293370 A JP 4293370A JP 29337092 A JP29337092 A JP 29337092A JP H06152360 A JPH06152360 A JP H06152360A
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Abstract
Description
【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 collector is connected to power supply V + via resistor R1,
The emitter is connected to the reference potential (V-) through 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 and configured.
【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 the potential Vin is "High" and the transistor Q2 is completely cut off when the potential Vin is "Low". There is.
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。A part of this current flows from the power source V + through the resistor R1, and the rest of the current flows through the transistor Q.
It becomes a base current of 1. Here, the transistor Q1
The output current Iout is β × I
When the load is 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,
The increase in the base current I B1 reduces the apparent β of the transistor Q1. Particularly in the case of an integrated circuit, the parasitic transistor begins to operate 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
Becomes 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 changes from "High" (approximately V +) to "Lo" depending on the potential Vin of the input signal.
w "(potential determined by the load), and the transistor Q1 operates as if it were a switch 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, which may adversely affect other devices depending on its level.
Further saturation causes the transistor Q1
There is also a problem in that the off-speed of the transistor Q1 becomes slow due to excess charges 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 using a switch circuit as shown in FIG. In this switch circuit, a diode D1 made of a transistor is added between the base of the transistor Q1 and the collector of the transistor Q2, and a diode D2 made of a transistor is added between the collector of the transistor Q1 and the collector of the transistor Q2 in 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
When 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 that time, the feedback current Ic4 starts to flow, and eventually the output potential Vout is fixed to the value obtained by the equation (2), and the transistor Q1 does not saturate. Further, the relation of each current 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, 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, although the above-mentioned switch circuit has a structure which has been generally used as a clamp circuit in the past, an integrated circuit (I
When adopted in C) and incorporated in a laminated structure, the following problems occur.
【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 the NPN transistor as shown in (a), when the transistor Q2 is turned off, the collector potential Vc of the transistor Q2 rises. At this time, if the potential of the output potential Vout is low, the reverse bias applied to the diode D2 becomes large, and breakdown may occur between the emitter-base junction of the transistor, which may cause 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。Further, when the diode D2 is composed of a PNP transistor as shown in FIG. 4B, when the transistor Q2 is turned off, the collector potential Vc of the transistor Q2 rises. As in the case of the NPN transistor, when the output potential Vout is low, the reverse bias applied to the diode D2 becomes large. At this time,
The collector potential of the transistor used as the diode D2 becomes higher than the emitter potential, but in some cases, the emitter electrode functions as a gate, and a PMOS using the emitter and collector as sources and drains may be configured and operated, resulting in malfunction. 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 source through a diode and a first resistor, and an emitter is connected through a second resistor. A first transistor connected to a reference potential and a base connected to the anode of the diode, which outputs a predetermined potential or is switched to an open state in response to the driving of the first transistor. Of the first transistor and the collector of the first transistor are connected to the base, the collector of the second transistor is connected to the emitter, the emitter of the first transistor is connected to the collector, and the first transistor is turned on. Occasionally, a third transistor for controlling the collector-side potential 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 configured as described above, when the first transistor is turned on, the collector potential of the second transistor tries to rise, but when the third transistor is turned on, a current starts to flow in 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 minimum potential, the potentials of the collector and the emitter do not reverse and no malfunction occurs due to the parasitic PMOS.
【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 now be described 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, which will be described. In this switch circuit, a transistor Q2 driven by an input signal (Vin) has a collector connected to the cathode of a diode D1 and an emitter connected via a resistor R2 to a reference potential (V-).
Connected to. The anode of the diode D1 has a resistance R
1 to the power supply V +. The base of the transistor Q1 is connected to the anode of the diode D1, the emitter is connected to the power supply V +, and the collector is provided with the 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 by the collector potential of the transistor Q2. A transistor Q3 is provided which branches a predetermined current from the power current and supplies it to the reference potential via the 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 constructed, when the transistor Q2 is turned on and a current flows as described above, the collector potential of the transistor Q1, that is, the output potential Vout tends to rise.
【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 returned to the emitter of the transistor Q2 through the collector. Ignoring the base current I B4 of the transistor Q3, the relation of each current is as follows.
【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, assuming that β is sufficiently larger than 1, the equation (5) becomes the following equation.
【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。The equation (8) is equivalent to the equation (4) shown in the conventional example. Also, 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 is always the lowest potential even when the transistor Q2 is turned off, the potentials of the collector and the emitter are not reversed.
A parasitic PMOS generated by reversing the potentials of the collector and the emitter is not configured, and malfunction does not occur.
【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。Although the PNP transistor is used in the output stage in this embodiment, the present invention is not limited to this, and the NP transistor is used.
It is needless to say that the same effect can be obtained by using the N-transistor, and 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 clamp function, which is suitable for integration without forming a parasitic element.
【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 showing 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 showing a configuration example of a switch circuit configured to solve the problem of the switch circuit shown in FIG.
【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 showing a connection example in which a diode is composed of an NPN transistor and a PNP transistor.
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)
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。1. A first transistor driven by an input signal, having 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 second base whose base is connected to the anode and which outputs a predetermined potential or is switched to an open state in response to the driving of the first transistor.
Of the first transistor, the base of the first transistor is connected to the collector, the collector of the second transistor is connected to the emitter, the emitter of the first transistor is connected to the collector, and the first transistor is turned on. Sometimes the second
And a third transistor that controls the collector-side potential of the transistor to a constant potential, and a switch circuit with a clamp function.
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 true JPH06152360A (en) | 1994-05-31 |
JP3194798B2 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) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5650741A (en) * | 1993-05-27 | 1997-07-22 | Fujitsu Limited | Power line connection circuit and power line switch IC for the same |
JP2001060834A (en) * | 1999-06-18 | 2001-03-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Sounder volume adjusting device |
-
1992
- 1992-10-30 JP JP29337092A patent/JP3194798B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5650741A (en) * | 1993-05-27 | 1997-07-22 | Fujitsu Limited | Power line connection circuit and power line switch IC for the same |
JP2001060834A (en) * | 1999-06-18 | 2001-03-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Sounder volume adjusting device |
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Publication number | Publication date |
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JP3194798B2 (en) | 2001-08-06 |
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