JPH0416504Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、スイツチング・トランジスタの駆動
回路に関する。[Detailed Description of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a driving circuit for a switching transistor.

（従来の技術） スイツチング・レギユレータ等のための大電
力、高速スイツチング・トランジスタは、高速化
と損失低減のために、ベース駆動回路に種々の工
夫が凝らされている。(Prior Art) In high-power, high-speed switching transistors for switching regulators and the like, various improvements have been made to the base drive circuits in order to increase the speed and reduce loss.

第３図はその一例を示す電気的接続図で、実公
昭59−1420号公報に記載されているものである。 FIG. 3 is an electrical connection diagram showing one example, and is described in Japanese Utility Model Publication No. 1420/1983.

図において、Q₁はスイツチング・トランジス
タ、Q₂はその駆動用のトランジスタ、Q₃はスト
レージ抜き取り用のトランジスタで、スイツチン
グ・トランジスタQ₁とは相補的な特性のものが
用いられている。Ｒは抵抗、Ｃはコンデンサ、Ｄ
はダイオードである。抵抗Ｒはスイツチング・ト
ランジスタQ₁のベースに直列に接続され、この
抵抗Ｒに並列に、コンデンサＣとダイオードＤの
直列回路が接続される。トランジスタQ₃のベー
スは、コンデンサＣとダイオードＤの直列接続点
に接続される。抵抗ＲとコンデンサＣとダイオー
ドＤからなる回路は、スイツチング・トランジス
タQ₁の駆動電流に対しては実質的に抵抗Ｒとコ
ンデンサＣの並列回路となる。この並列回路とコ
モンラインの間には、何等の抵抗も接続されな
い。従つてそれによる消費電力の発生がない。 In the figure, _Q1 is a switching transistor, _Q2 is a transistor for driving it, and _Q3 is a transistor for extracting storage, which have characteristics complementary to those of the switching transistor _Q1 . R is resistance, C is capacitor, D
is a diode. A resistor R is connected in series to the base of the switching transistor _Q1 , and a series circuit of a capacitor C and a diode D is connected in parallel to this resistor R. The base of transistor _Q3 is connected to the series connection point of capacitor C and diode D. The circuit consisting of resistor R, capacitor C and diode D essentially becomes a parallel circuit of resistor R and capacitor C with respect to the drive current of switching transistor _Q1 . No resistance is connected between this parallel circuit and the common line. Therefore, there is no power consumption caused by this.

このような構成の回路において、駆動トランジ
スタQ₂がオンになると、スイツチング・トラン
ジスタQ₁のベースには、CR回路の働きによりス
ピード・アツプされた駆動電流が流れる。このた
めスイツチング・トランジスタQ₁は急速にオン
となる。 In a circuit with such a configuration, when the drive transistor _Q2 is turned on, a speeded-up drive current flows through the base of the switching transistor _Q1 due to the action of the CR circuit. Therefore, switching transistor _Q1 is turned on quickly.

駆動トランジスタQ₂がオフになり、RC回路に
加わる駆動電圧が零になると、駆動期間中にコン
デンサＣに充電された電圧により、トランジスタ
Q₃のベース・エミツタ間には順バイアスが加え
られ、これによつてトランジスタQ₃がオンとな
る。このオンの期間は、時定数CRによつて定ま
る。トランジスタQ₃がオンになると、スイツチ
ング・トランジスタQ₁のベースとエミツタは極
低いインピーダンスによつて短絡されるので、こ
の短絡路を通じてスイツチング・トランジスタ
Q₁のベースのストレージは急速に放出される。 When the drive transistor _Q2 is turned off and the drive voltage applied to the RC circuit becomes zero, the voltage charged in the capacitor C during the drive period causes the transistor
A forward bias is applied between the base and emitter of Q ₃ , which turns on transistor Q ₃ . This on period is determined by the time constant CR. When transistor Q ₃ turns on, the base and emitter of switching transistor Q ₁ are shorted by a very low impedance, so that the switching transistor
_Q1 base storage is released rapidly.

このような構成の駆動回路によれば、簡単な構
成で高速スイツチングと、低消費電力性が実現で
きる。 According to the drive circuit having such a configuration, high-speed switching and low power consumption can be achieved with a simple configuration.

（考案が解決しようとする問題点） しかしながら、このような従来回路において、
更に低消費電力化を追究しようとすると、次のよ
うな問題点が生ずる。(Problem that the invention attempts to solve) However, in such a conventional circuit,
When attempting to further reduce power consumption, the following problems arise.

即ち、一般に、スイツチング・トランジスタの
ベース電流は、スイツチングする負荷電流（スイ
ツチング・トランジスタのコレクタ電流）と、ス
イツチング・トランジスタの直流電流増幅率に依
存した固有な値に設定される。駆動回路の消費電
力を低減させるためには、駆動回路の電圧をより
低く設定し、ベース抵抗値を小さくする必要があ
る。この観点から、第３図を考察すると、スイツ
チング・トランジスタQ₁を高速駆動する要は、
トランジスタQ₃の導通によるトランジスタQ₁内
のストレージキヤリアの放出であり、トランジス
タQ₃を充分な時間、且つ高速にオンすることで
この特性を得ているのであるが、このトランジス
タQ₃の導通を保証するには、スイツチング・ト
ランジスタQ₁のオン時間中のコンデンサＣの充
電電位がある値以上必要で、駆動回路の低電圧化
は、その充電電位を得るのに不利となる。 That is, in general, the base current of a switching transistor is set to a specific value depending on the load current to be switched (collector current of the switching transistor) and the DC current amplification factor of the switching transistor. In order to reduce the power consumption of the drive circuit, it is necessary to set the voltage of the drive circuit lower and to reduce the base resistance value. Considering FIG. 3 from this point of view, the key to driving the switching transistor _Q1 at high speed is as follows.
This is the release of storage carriers in transistor _{Q 1 due} to the conduction of transistor Q _3. This characteristic is obtained by turning on transistor Q ₃ for a sufficient time and at high speed. To guarantee this, the charging potential of the capacitor C during the on-time of the switching transistor _Q1 must be at least a certain value, and lowering the voltage of the drive circuit is disadvantageous in obtaining this charging potential.

コンデンサＣの充電電位の下限は、トランジス
タQ₃を充分導通状態にできる、ベース・エミツ
タ間電圧に等しく、これ以下においては第３図回
路は有効でなくなる。尚、コンデンサＣの充電電
位は、トランジスタQ₂のコレクタ電位（駆動回
路の電圧）から、トランジスタQ₁のベース・エ
ミツタ間電圧とダイオードＤの順方向電圧を差引
いた値である。 The lower limit of the charging potential of capacitor C is equal to the base-emitter voltage that can sufficiently render transistor _Q3 conductive, below which the circuit of FIG. 3 becomes ineffective. The charging potential of the capacitor C is the value obtained by subtracting the base-emitter voltage of the transistor _Q1 and the forward voltage of the diode D from the collector potential of the transistor _Q2 (voltage of the drive circuit).

本考案はこのような問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、電源電圧を低電圧化し、低消
費電力とすると共に、高速スイツチングが行える
スイツチング・トランジスタの駆動回路を実現す
ることにある。 The present invention was developed in view of these problems, and its purpose is to reduce the power supply voltage, reduce power consumption, and realize a switching transistor drive circuit that can perform high-speed switching. .

（問題点を解決するための手段） 前記した問題点を解決する本考案は、コンデン
サを駆動信号源側とし、駆動信号に対して順方向
となるダイオードを基準電位側として、前記駆動
信号源と基準電位間に接続された、コンデンサと
ダイオードの直列回路、前記駆動信号源とスイツ
チング・トランジスタのベースとの間に挿入接続
されたベース抵抗、及び前記スイツチング・トラ
ンジスタとは相補的な特性を持ち、エミツタ・コ
レクタ回路が前記スイツチング・トランジスタの
ベース・エミツタ間に並列に接続され、ベースが
前記コンデンサとダイオードの直列接続点に接続
されたトランジスタを具備することを特徴とする
ものである。(Means for Solving the Problems) The present invention for solving the above-mentioned problems has a capacitor on the drive signal source side, a diode in the forward direction with respect to the drive signal on the reference potential side, and the drive signal source as the drive signal source. A series circuit of a capacitor and a diode connected between a reference potential, a base resistor inserted and connected between the drive signal source and the base of the switching transistor, and the switching transistor have complementary characteristics, The emitter-collector circuit is connected in parallel between the base and emitter of the switching transistor, and includes a transistor whose base is connected to the series connection point of the capacitor and the diode.

（実施例） 以下、図面を参照し本考案の実施例を詳細に説
明する。(Embodiments) Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第１図は本考案実施例の電気的接続図で、ここ
では、スイツチング・トランジスタQ₁として
NPN形を用いたものを示す。 Figure 1 is an electrical connection diagram of an embodiment of the present invention, in which the switching transistor _Q1 is
The one using NPN type is shown.

本考案回路の第３図従来回路と異なる点は、コ
ンデンサＣを駆動信号源側（駆動用トランジスタ
Q₂のコレクタ側）とすると共に、駆動信号に対
して順方向となるダイオードＤを基準電位側（コ
モンライン側）とし、このコンデンサＣとダイオ
ードＤとの直列回路を、駆動信号源と基準電位間
に接続した点である。又、スイツチング・トラン
ジスタQ₁とは相補的な特性を持つストレージ抜
き取り用トランジスタQ₃のベースを、コンデン
サＣとダイオードＤの直列接続点に接続したもの
である。 The difference between the circuit of the present invention and the conventional circuit shown in Figure 3 is that the capacitor C is placed on the drive signal source side (the drive transistor
Q ₂ (collector side), and a diode D which is in the forward direction with respect to the drive signal is set to the reference potential side (common line side), and the series circuit of this capacitor C and diode D is connected to the drive signal source and the reference potential. This is the point connected in between. Furthermore, the base of a storage extracting transistor _Q3 , which has characteristics complementary to the switching transistor _Q1 , is connected to the series connection point of a capacitor C and a diode D.

第２図はスイツチング・トランジスタQ₁とし
てPNP形を用いた場合の電気的接続図であり、
第１図の場合と同様な接続となつている。 Figure 2 is an electrical connection diagram when a PNP type is used as the switching transistor _Q1 .
The connections are similar to those shown in FIG.

このように構成した回路は、スイツチング・ト
ランジスタQ₁の駆動時に、コンデンサＣの充電
電流がこのトランジスタQ₁の駆動電流として寄
与しない点が、第３図従来回路の動作と異なつて
いる。 The circuit constructed in this way differs from the conventional circuit shown in FIG. 3 in that when the switching transistor _Q1 is driven, the charging current of the capacitor C does not contribute to the drive current of the transistor _Q1 .

今、駆動用トランジスタQ₂がオンになると、
ベース抵抗Ｒを通して駆動電流が流れ、スイツチ
ング・トランジスタQ₁はオンとなる。同時にコ
ンデンサＣに充電電流が流れ、トランジスタQ₂
のコレクタ電位からダイオードＤの順方向電圧だ
け差引いた電位に充電される。因みに、第３図従
来回路においては、コンデンサＣの充電電位は、
これより更にトランジスタQ₁のベース・エミツ
タ電圧分差引かれるため、低電圧で駆動するとき
は、後述するオフ時の動作を保証しにくくなる。 Now, when driving transistor Q ₂ is turned on,
A drive current flows through the base resistor R, turning on the switching transistor _Q1 . At the same time, charging current flows through capacitor C, and transistor Q ₂
It is charged to a potential obtained by subtracting the forward voltage of the diode D from the collector potential of the diode D. Incidentally, in the conventional circuit shown in Figure 3, the charging potential of capacitor C is
Since the base-emitter voltage of the transistor _Q1 is further subtracted from this, when driving at a low voltage, it becomes difficult to guarantee off-state operation, which will be described later.

駆動トランジスタQ₂がオフになると、スイツ
チング・トランジスタQ₁の駆動電流は零となり、
駆動期間中に充電されたコンデンサＣの電荷が、
抵抗Ｒを通して、トランジスタQ₃のベース電流
として放電される。これによりトランジスタQ₃
は導通状態になり、トランジスタQ₁のベース・
エミツタ間が短絡状態となつて、トランジスタ
Q₁はストレージが急速に放出され、オフとなる。
この間の動作は、第３図従来回路と等しく、異な
る点は、コンデンサＣの放電開始電圧が、第３図
従来回路のものより、より高電圧である点で、こ
れにより、トランジスタQ₃の導通状態を、より
低インピーダンスに、又、より長時間維持できる
ようにしている。この結果、駆動回路の低電圧化
を実現する余裕ができ、高速性を維持したまま、
消費電力を低減することができる。 When the drive transistor Q ₂ is turned off, the drive current of the switching transistor Q ₁ becomes zero,
The electric charge of capacitor C charged during the driving period is
It is discharged through the resistor R as the base current of the transistor _Q3 . This results in transistor Q ₃
becomes conductive and the base of transistor _Q1
The emitters become short-circuited and the transistor
Q ₁ will quickly release storage and turn off.
The operation during this period is the same as that of the conventional circuit shown in FIG. 3, except that the discharge starting voltage of capacitor C is higher than that of the conventional circuit shown in _FIG . This allows the state to be maintained at a lower impedance and for a longer period of time. As a result, there is room to lower the voltage of the drive circuit, and while maintaining high speed,
Power consumption can be reduced.

（考案の効果） 以上説明したように、本考案によれば、スイツ
チング・トランジスタの高速動作を妨げるストレ
ージを、有効に放出するようにしたもので、本考
案によれば、簡単な構成で、高速スイツチング
と、低消費電力性を実現することができる。(Effects of the invention) As explained above, according to the invention, the storage that hinders the high-speed operation of the switching transistor is effectively discharged. Switching and low power consumption can be achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図及び第２図は本考案実施例の電気的接続
図、第３図は従来例の電気的接続図である。 Q₁……スイツチング・トランジスタ、Q₂……
駆動用トランジスタ、Q₃……ストレージ抜き取
り用トランジスタ、Ｒ……ベース抵抗、Ｃ……コ
ンデンサ、Ｄ……ダイオード。 1 and 2 are electrical connection diagrams of the embodiment of the present invention, and FIG. 3 is an electrical connection diagram of the conventional example. Q ₁ ... Switching transistor, Q ₂ ...
Drive transistor, Q ₃ ...transistor for storage extraction, R...base resistor, C...capacitor, D...diode.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] コンデンサを駆動信号源側とし、駆動信号に対
して順方向となるダイオードを基準電位側とし
て、前記駆動信号源と基準電位間に接続された、
コンデンサとダイオードの直列回路、前記駆動信
号源とスイツチング・トランジスタのベースとの
間に挿入接続されたベース抵抗、及び前記スイツ
チング・トランジスタとは相補的な特性を持ち、
エミツタ・コレクタ回路が前記スイツチング・ト
ランジスタのベース・エミツタ間に並列に接続さ
れ、ベースが前記コンデンサとダイオードの直列
接続点に接続されたトランジスタを具備するスイ
ツチング・トランジスタの駆動回路。 connected between the drive signal source and the reference potential, with the capacitor on the drive signal source side and the diode in the forward direction with respect to the drive signal on the reference potential side;
A series circuit of a capacitor and a diode, a base resistor inserted and connected between the drive signal source and the base of the switching transistor, and the switching transistor have complementary characteristics,
A driving circuit for a switching transistor, comprising a transistor whose emitter-collector circuit is connected in parallel between the base and emitter of the switching transistor, and whose base is connected to a series connection point between the capacitor and the diode.