JPS61276007A - 安定化電圧供給回路 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、ラテラル・トランジスタが入出力端子間に接
続される制御トランジスタとして用いられた直列形の安
定過電圧供給回路に関する。

（発明の概要） 本発明は、ラテラル・トランジスタが入出力端子間に接
続される制御トランジスタとして用いられて直列形に構
成される安定過電圧供給回路において、ラテラル・トラ
ンジスタのエミッタ−コレクタ間電圧に応じて作動し、
それを所定値以上に保つべく、ラテラル・トランジスタ
の出力側端子に得られる電圧を制御する電圧制御部と、
ラテラル・トランジスタのエミッタ−コレクタ通路電流
に応じて作動し、それを所定値以下に保つ制御を行う電
流制御部とを設けることにより、ラテラル・トランジス
タの入力側端子に供給される電圧が低下した場合にもラ
テラル・トランジスタが飽和動作領域で動作する状態と
されることを回避でき、かつ、ラテラル・トランジスタ
に過大電流が流れることを防止できるようにしたもので
ある。

（従来の技術） 電子回路技術の分野においては極めて広い範囲に亙って
集積回路化が図られており、電源電圧としての比較的低
い安定化された直流電圧を供給する回路を構成するにあ
たっても集積回路素子が適用されている。例えば、制御
素子としてＰＮＰ　トランジスタが用いられて集積回路
化された直列形安定過電圧供給回路が提案されており、
斯かる場合のＰＮＰ　）ランジスタはラテラル・トラン
ジスタとされる。

第２図は、従来提案された、ラテラル・ＰＮＰトランジ
スタが制御トランジスタとされた直列形安定過電圧供給
回路を示す。この回路においては、安定化されていない
入力電圧Ｖｉが供給される入力端子１１にエミッタが接
続され、また、安定化されたものとなされる出力電圧Ｖ
ｏが送出される出力端子１２にコレクタが接続されたラ
テラル・ＰＮＰトランジスタ１３が、エミッタ−ベース
間に抵抗１４を伴って設けられ、このトランジスタ１３
のベースには、トランジスタ１３に対する安定化制御部
を形成するＰＮＰ　）ランジスタ１５が接続されている
。

そして、トランジスタ１３のコレクタに得られる出力電
圧Ｖｏが、抵抗１６及び１７で分圧されて得られる電圧
Ｖｏ’　として検出され、この電圧Ｖｏ’　と、トラン
ジスタ１３のコレクタに抵抗１８を介して接続され゛た
定電圧源１９により得られる基準電圧Ｖｒとが、比較回
路部２０に供給される。比較回路部２０は、電圧Ｖｏ’
及び基準電圧Ｖｒが夫々供給されるＮＰＮ　）ランジス
タ２２及び２３と定電流源２４とで形成される差動部と
、この差動部の負荷となる、抵抗２５Ｒ及び２６ＲとＰ
ＮＰ　）ランジスタ２５，２６及び２７とで形成される
カレントミラ一部とで構成されており、電圧Ｖｏ’　と
基準電圧Ｖｒとの比較結果に応じた電流を、トランジス
タ２３とトランジスタ２６との間に接続されたＮＰＮ　
Ｉ−ランジスタ２８のベースに流し込む。トランジスタ
２８のエミッタには定電流源２９が接続されるとともに
、トランジスタ１５のベースが接続されでおり、従って
、トランジスタ１５のベース電流は、トランジスタ２８
のコレクターエミッタ通路電流の増加に伴って減少する
ものとされる。

斯かる構成のもとで、例えば、入力電圧Ｖｉの正常値が
５■とされ、これに対して、４．２ｖの安定化された出
力電圧■０が得られる。出力電圧ＶＯは、入力電圧Ｖｉ
の変動あるいは出力端子１２に接続される負荷の変動に
応じて変化しようとするが、例えば、出力電圧Ｖｏが上
昇したとすると、抵抗１６と抵抗１７との間の接続点に
得られる電圧Ｖｏ’が上昇し、それにより、トランジス
タ２２のコレクターエミッタ通路電流が増加してトラン
ジスタ２３のコレクターエミッタ通路電流が減少する状
態となる。トランジスタ２５とトランジスタ２６の夫々
のエミッタ−コレクタ通路電流は、カレントミラー動作
によって等しいものとされるので、トランジスタ２３の
コレクターエミッタ通路電流の減少に応じて、トランジ
スタ２８のベース電流が増加することになる。それによ
り、トランジスタ２８のコレクターエミッタ通路電流が
増加し、それに伴ってトランジスタ１５のベース電流が
減少する。このため、トランジスタ１５のエミッタ−コ
レクタ通路電流が減少し、抵抗１４の両端間電圧が減少
して、トランジスタ１３のエミッタ−ベース間電圧が低
下する。その結果、トランジスタ１３のエミッタ−コレ
クタ間インピーダンスが増加して出力電圧■０が低下さ
れることになり、結局、出力電圧Ｖｏの上昇が抑えられ
ることになる。

また、出力電圧ＶＯが下降したとすると、各部の電流及
び電圧が上述とは増減関係において逆の変化をし、トラ
ンジスタ１３のエミッタ−コレクタ間インピーダンスが
減少して出力電圧■０が上昇せしめられることになり、
結局、出力電圧■０の下降が抑えられることになる。

このようにして、入力電圧Ｖｉの変動あるいは出力端子
１２に接続される負荷の変動があっても、それらが所定
の変動範囲内にある場合には、安定化された出力電圧■
０が得られるのである。

（発明が解決しようとする問題点） 上述の如くの従来提案されている制御トランジスタがラ
テラル・トランジスタとされた直列形安定過電圧供給回
路においては、入力電圧Ｖｉの、例えば、正常値である
５Ｖからの変動に対して、出力電圧Ｖｏが、例えば、４
．２■に安定化されて得られることになるが、このため
、入力電圧Ｖｉが低下して、安定化されて得られる出力
電圧Ｖ。

に近接するものとなる場合には、制御トランジスタであ
るラテラル・ＰＮＰ　トランジスタ１３が飽和動作領域
で動作する状態におかれる。ラテラル・ＰＮＰ　）ラン
ジスタ１３が飽和動作領域で動作するものとされると、
斯かるトランジスタ１３を含む集積回路素子における半
導体サブストレートに、トランジスタ１３に付随して形
成されることになる寄生トランジスタの作用によって比
較的大なる電流が流れることになってしまう。そして、
斯かる半導体サブストレートを流れる比較的大なる電流
は、集積回路素子の信頬性の低下をまねく虞があり、ま
た、入力端子１１に接続される電圧源に大なる負ｔＥ１
．をかける不都合を生じる。

斯かる点に鑑み、本発明は、ラテラル・トランジスタが
入出力端子間に接続される制御トランジスタとして用い
られて直列形に構成され、入力端子に供給される入力端
子の変動あるいは出力端子に接続される負荷の変動に対
して安定化された出力電圧を得ることができ、しかも、
入力電圧の低下が生じた場合にも制御トランジスタとし
て用いられたラテラル・トランジスタが飽和動作領域で
動作する状態とされることを回避できるようにされた安
定過電圧供給回路を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 上述の目的を達成すべ（、本発明に係る安定過電圧供給
回路は、入力端子と出力端子との間にエミッタ−コレク
タ通路が接続されたラテラル・トランジスタと、出力端
子に得られる出力電圧もしくは出力電圧に応じて得られ
る電圧と基準電圧とを比較する比較部と、比較部の出力
に応じてラテラル・トランジスタのエミッタ−ベース間
電圧を制御して出力電圧を安定化する安定化制御部と、
ラテラル・トランジスタのエミッタ−コレクタ間電圧に
応じて作動してラテラル・トランジスタの出力端子に接
続された端子に得られる電圧を制御する電圧制御部と、
ラテラル・トランジスタのエミッタ−コレクタ通路電流
に応じて作動する電流制御部とを備えて構成され、電圧
制御部によりラテラル・トランジスタのエミッタ−コレ
クタ間電圧が所定値以上に保たれるとともに、電流制御
部によりラテラル・トランジスタのエミッタ−コレクタ
通路電流が所定値以下に制限されるものとされる。

（作　用） 上述の如くの本発明に係る安定過電圧供給回路において
は、入力端子に供給される入力電圧の変動あるいは出力
端子に接続される負荷の変動に起因して出力電圧が変化
すると、比較部が出力電圧の変化に応じた出力を発生し
、それに応じて安定化制御部が作動してラテラル・トラ
ンジスタのエミッタ−ベース間電圧を変化せしめ、それ
によって出力電圧の変化を抑圧する。そして、電圧制御
部が、安定化制御部による制御を受けるラテラル・トラ
ンジスタのエミッタ−コレクタ間電圧を検出してそれに
応じて作動するものとなり、入力′電圧が所定値以下に
低下する場合には、ラテラル・トランジスタの出力端子
に接続された端子に得られる電圧を低下させてラテラル
・トランジスタのエミッタ−コレクタ間電圧が所定値以
上に保たれるようになす機能を果たし、また、電流制御
部が、ラテラル・トランジスタのエミッタ−コレクタ通
路電流を検出してそれに応じて作動するものとなり、電
圧制御部によりラテラル・トランジスタの出力端子に接
続された端子に得られる電圧が低下せしめられる状況に
おいても、ラテラル・トランジスタのエミッタ−コレク
タ通路電流を所定値以下に制限する機能を果たす。

従って、本発明に係る安定過電圧供給回路によれば、入
力電圧の変動あるいは負荷の変動がある場合にも安定化
された出力電圧の供給を行うことができ、しかも、入力
電圧が所定値以下に低下しても制御トランジスタである
ラテラル・トランジスタのエミッタ−コレクタ間電圧が
所定値以上に保たれて、ラテラル・トランジスタが飽和
動作領域で動作する状態におかれることがなく、かつ、
ラテラル・トランジスタのエミッタ−コレクタ通路電流
が過大になることが防止される。

（実施例） 以下、本発明の実施例について述べる。

第１図は、本発明に係る安定過電圧供給回路の一例を示
す。この例は、第２図に示される回路と同様に構成され
た部分を有するものとされており、第１図において第２
図に示される各部に対応する部分は、第２図と共通の符
号が付されて示されており、それらについての重複説明
は省略される。

第１図に示される例においては、入力端子１１と出力端
子１２との間にエミッタ−コレクタ通路が接続された制
御トランジスタであるラテラル・ＰＮＰトランジスタ１
３のエミッタ−ベース間に、第２図に示される抵抗１４
に代わるものとして、抵抗３０及び３１が直列に接続さ
れており、これら抵抗３０と抵抗３１との間の接続点に
ベースが接続されたＮＰＮ　トランジスタ３２が、その
コレクタがトランジスタ１３のエミッタに接続されると
ともにそのエミッタが抵抗３３を介して接地されて設け
られている。また、ＰＮＰ　トランジスタ３４が、その
ベースがトランジスタ３２のエミッタと抵抗３３との間
に、そのエミッタがトランジスタ１３のコレクタに夫々
接続されるとともに、そのコレクタが抵抗３５を介して
接地されて設けられ、さらに、他のＮＰＮ）ランジスタ
３６が、そのベースがトランジスタ３４のコレクタと抵
抗３５との間に、そのコレクタがＮＰＮ）ランジスタ２
２のコレクタに夫々接続されるとともに、そのエミッタ
が接地されて設けられている。

トランジスタ３４は、トランジスタ１３のエミッタ−コ
レクタ間電圧に応じて作動してトランジスタ１３のコレ
クタに得られる電圧を制御する電圧制御部を形成し、ま
た、トランジスタ３６は、トランジスタ１３のエミッタ
−コレクタ通路電流に応じて作動してトランジスタ１３
のエミッタ−コレクタ通路電流を制限する電流制御部を
形成するものとされている。そして、その他の部分は、
第２図に示される回路と同様に構成されている。

斯かる構成のもとに、入力電圧Ｖｉが所定値、例えば、
４．７Ｖを越えている場合には、抵抗３０及び３１の直
列接続によりベースバイアス電圧が与えられてオン状態
とされたトランジスタ３２のエミッタ電位、即ち、トラ
ンジスタ３４のベース電位がトランジスタ３４をオフ状
態に保つものとされる。このため、トランジスタ３４が
オフとされ、また、それに伴ってトランジスタ３６もオ
フとされて、第２図に示される回路と実質的に同等とな
る。このような状態では、入力電圧Ｖｉの変動あるいは
出力端子１２に接続される負荷の変動に起因して出力電
圧ｖＯの上昇もしくは下降が生じると、前述の第２図に
示される回路における動作と同様の動作が行われて、安
定化制御部を形成するＰＮＰ　）ランジスタ１５のエミ
ッタ−コレクタ通路電流が出力電圧■０の上昇もしくは
下降に対して減少もしくは増加し、そのため、抵抗３０
及び３１の直列接続の両端間電圧が減少もしくは増加し
て、トランジスタ１３のエミッタ−ベース間電圧が低下
もしくは上昇する。その結果、トランジスタ１３のエミ
ッタ−コレクタ間インピーダンスが増加もしくは減少し
て出力電圧Ｖｏが下降もしくは上昇せしめられることに
なり、結局、出力電圧Ｖｏの上昇もしくは下降が抑えら
れることになって、例えば、４．２Ｖに安定化された出
力電圧■０が得られる。このように、入力電圧Ｖｉが所
定値、例えば、４．７■を越えている場合には、トラン
ジスタ１３のエミッタ−ベース間電圧は、所定値、例え
ば、０．５　Ｖ以上となり、トランジスタ１３が飽和動
作領域で動作する状態となることはない。

一方、入力電圧Ｖｉが所定値以下、例えば、４゜７Ｖ以
下に低下すると、トランジスタ３２のエミッタ電位、従
って、トランジスタ３４のベース電位がトランジスタ３
４をオン状態にする値にまで低下する。これにより、ト
ランジスタ３４がオン状態とされ、トランジスタ１３の
コレクタからトランジスタ３４のエミッタ−コレクタ通
路及び抵抗３５を通じる電流１１が流れて、トランジス
タ１３のコレクタに得られる電圧、即ち、出力電圧■０
が低下せしめられて、トランジスタ１３の工゛↓ミツタ
ーベース間電圧が、所定値、例えば、０．５■以上に維
持されるようになされる。このとき、出力電圧■０の低
下により、抵抗１６と抵抗１７との間の接続点に得られ
る電圧ｖＯ”　も低下するので、前述した比較回路部２
０及びＮＰＮトランジスタ２８の作動により、トランジ
スタ１５のエミッタ−コレクタ通路電流が増加せしめら
れ、それによってトランジスタ１３のベース電流が補充
されて、トランジスタ１３のエミッタ−コレクタ通路電
流が増加せしめられる。

入力電圧Ｖｉが一段と低下すると、トランジスタ１３の
コレクタからトランジスタ３４のエミッタ−コレクタ通
路及び抵抗３５を通じる電流１１が増加し、それに伴っ
て抵抗３５の両端間電圧が上昇して、トランジスタ３６
のベース電位がトランジスタ３６をオン状態にする値に
まで上昇する。

トランジスタ３６がオン状態になると、トランジスタ２
５のコレクタからトランジスタ２２のコレクターエミッ
タ通路に流れていた電流の一部が、電流１２としてトラ
ンジスタ３６のコレクターエミッタ通路に分流すること
になり、そのため、トランジスタ２５のエミッタ−コレ
クタ通路電流が増加せしめられる。トランジスタ２５と
トランジスタ２６の夫々のエミッタ−コレクタ通路電流
は、カレントミラー動作によって等しいものとされるの
で、トランジスタ２５のコレクターエミッタ通路電流の
増加に応じてトランジスタ２６のエミッタ−コレクタ通
路電流が増加することになり、そのため、トランジスタ
２８のベース電流が増加する。それにより、トランジス
タ２８のコレクターエミッタ通路電流が増加し、それに
伴ってトランジスタ１５のベース電流が減少してトラン
ジスタ１５のエミッタ−コレクタ通路電流が減少し、ト
ランジスタ１３のベース電流が減少せしめられる。

この結果、トランジスタ１３のエミッタ−コレクタ通路
電流の増加が抑圧されて、所定値以下に制限される。

このようにして、入力電圧Ｖｉが所定値以下、例えば、
４．７Ｖ以下に低下する場合において、電圧制御部を形
成するトランジスタ３４の作動により、トランジスタ１
３のエミソクーコレクク間電圧が所定値、例えば、０．
５■以上に保たれ、従って、トランジスタ１３が飽和動
作領域で動作する状態にはされないことになり、かつ、
電流制限部を形成するトランジスタ３６の作動により、
トランジスタ１３のエミッタ−コレクタ通路電流が制限
されて過大にならないようにされるのである。

（発明の効果） 以上の説明から明らかな如く、本発明に係る安定過電圧
供給回路によれば、入力端子と出力端子との間に接続さ
れる制御トランジスタとしてラテラル・トランジスタを
用いた構成のもとに、入力端子に供給される入力電圧の
変動あるいは出力端子に接続される負荷の変動に対して
安定化された出力電圧を出力端子に得て負荷に供給する
ことができ、しかも、入力電圧が所定値以下に低下する
場合にも、制御トランジスタとして用いられたラテラル
・トランジスタが飽和動作領域で動作する状態とされる
ことを回避できるとともに、ラテラル・トランジスタの
エミッタ−コレクタ通路電流が過大になることを防止す
ることができる。従って、制御トランジスタとして用い
られるラテラル・トランジスタを含む集積回路素子が使
用されるに際して、集積回路素子の半導体サブストレー
トに、ラテラル・トランジスタに付随して形成されるこ
とになる寄生トランジスタの作用によって比較的大なる
電流が流れる状態を生じさせることがなく、集積回路素
子の信頼性が低下せしめられる事態や入力端子に接続さ
れる電圧源に大なる負担をかけることになる事態を回避
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る安定過電圧供給回路の一例を示す
回路接続図、第２図は従来のラテラル・ＰＮＰ　）ラン
ジスタが制御トランジスタとして用いられた直列形安定
過電圧供給回路を示す回路接続図である。 図中、１１は入力端子、１２は出力端子、１３はラテラ
ル・ＰＮＰ　ｌ−ランジスタ、１９は定電圧源、２０は
比較回路部、１５及び３４はＰＮＰトランジスタ、２８
及び３６はＮＰＮ　ｌ−ランジスタである。 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 入力端子と出力端子との間にエミッタ−コレクタ通路が
   接続されたラテラル・トランジスタと、上記出力端子に
   得られる出力電圧もしくは該出力電圧に応じて得られる
   電圧と基準電圧とを比較する比較部と、 該比較部の出力に応じて上記ラテラル・トランジスタの
   エミッタ−ベース間電圧を制御して上記出力電圧を安定
   化する安定化制御部と、 上記ラテラル・トランジスタのエミッタ−コレクタ間電
   圧に応じて作動し、該エミッタ−コレクタ間電圧を所定
   値以上に保つべく上記ラテラル・トランジスタの上記出
   力端子に接続された端子に得られる電圧を制御する電圧
   制御部と、 上記ラテラル・トランジスタのエミッタ−コレクタ通路
   電流に応じて作動し、該エミッタ−コレクタ通路電流を
   所定値以下に保つ制御を行う電流制御部と、 を備えて構成された安定過電圧供給回路。