WO2007066681A1 - レギュレータ回路およびそれを搭載した自動車 - Google Patents

Abstract

　出力トランジスタ１２は、入力端子１０２と出力端子１０４の間に設けられる。誤差増幅器１０は、出力電圧Ｖｏｕｔに応じた電圧が所定の基準電圧Ｖｒｅｆに近づくように、出力トランジスタ１２のゲート電圧Ｖｇを調節する。変動検出キャパシタＣ１は、入力端子１０２から接地端子ＧＮＤに至る経路上に設けられ、一端の電位が固定される。電流帰還回路２０は、変動検出キャパシタＣ１に流れる電流Ｉｘ１に応じた電流Ｉｘ２を、出力トランジスタ１２のゲートに供給する。クランプ回路３０は、出力トランジスタ１２のゲート電圧Ｖｇをクランプする。クランプ回路３０は、出力トランジスタ１２のゲートと入力端子１０２の電圧差が、所定のクランプ電圧Ｖｃｌｍｐ以上となるように、出力トランジスタ１２のゲート電圧Ｖｇをクランプする。

Description

タ およびそれを した自動] 分野

０００1 、出力 圧を安定 ギ タ 路に関する。

０００2 子回路を安定に動作さ るために、その 圧を一定の値に安定 さ た 場合がある。また、 子回路が必要とする電源 、必ずしも電子回路が搭 される機器に用意されて るとは限らな 。 えば、車載機器の5 イ ンなどは、 電源 として5 を必要とするが、 自動車の ら供給される電圧は 2 であ り、 不安定である。この 場合に、電子回路が必要とする電源 圧を簡 易 定に生成するために、 ギ タ 路が広 られて る。

０００3 ギ タ 一般的に、 と出カトランジスタ ィ ド ック 抗を備えて る。 、 ィ ド ック 抗に 帰還した出力 所望 の とを 較し、2 の 圧が近 に カトランジスタの 子の 圧を制御する。 て、入力 変動した場合には、その 動に応じて カトランジスタの 子の 圧を変 さ なければならな 。

０００4 ここで、 カトランジスタとして のために、 OS ( e a O de

Se co d c o ed ffec a s s o )を使用する場合がある OS を使用した場合、電流 容量を大き とるためにトランジスタサイズを大き すると、 それに伴 てゲ ト 量が大き なり、 制御されるゲ ト 圧の 答が、入力 ある は負荷の 動に対して れることになる。この れは、出力 圧のオ アンダ を引き起こす。また、負荷 動すなわち 出力 流が変動する際にも、オ アンダ が発生する。 ０００5 問題を解決するために、 カトランジスタ ら負荷に流れる電流を タ 、その 流に応じて イアス 流を増やすことに ギ タの 度を速める手法が提案されて る。

０００6 1 2 3435 明の

明が解決しよ とする課題

０００7 献に記載の 術を用 た場合には、負荷に多 の 流が流れる場合には、 にも大きな イアス 流が流れ応答 度が高速 される。し しながら、 負荷に流れる電流が急激に減少した時には、それに伴 応答 度が遅 な てしま ため、出力 圧が変動するおそれがある。また、入力 圧の 動に起因する出力 圧の 動を抑制することが困難である。

０００8 はこ した課題に みてなされたものであり、その 、安定 態におけ る消費 力の 加を抑え 、入力 出力 流が変動した時の出 圧の 動を抑制することができる ギ タ 路の 供にある。

題を解決するための

０００9 明のある態様は、入力 子に印 された入力 圧を安定 、出力 子 ら 出力 圧を出 ギ タ 路に関する。この ギ タ 、入力 子 と出力 子の間に設けられた カトランジスタ 、出力 圧に応じた電圧が所定の 圧に近 に、 カトランジスタの 子の 圧を調節する 、入力 子 ら 子に至る経路上に設けられ、一端の 位が固定された キヤ 、変動 キヤ に流れる電流に応じた電流を、 カトランジスタ の 子に供給する電流 路と、 カトランジスタの 子の 圧をクラン プ クランプ 路と、を備える。

００1０ 圧が上昇すると、電圧 動量の 分に比例した電流が変動 キヤ に流れる。 キヤ に流れる電流に応じた電流を、 カトランジスタ の 子に供給することに 、 カトランジスタの 子の 圧を強制的に上 。 昇さ ることができ、オ が抑制される。この 様にお ては、クラン 路を設けて、 カトランジスタの 子をクランプ 、 カトランジスタのゲ トソ ス、ある は ス ッタ ( 下、ゲ トソ ス ス ッタ 圧を、ゲ トソ ス 総称する)の 、ある は下限 、もし はその 方を設定することに 、必要以上に、 カトランジスタの 子の 圧が変化 するのを抑制し、オ アンダ をさらに抑制することができる。 ００11 クランプ 、 カトランジスタの 子と入力 子の 、所定のクラン プ 上となるよ に、 カトランジスタの 子の 圧をクランプしてもよ 。

カトランジスタの 子と入力 子の間の電 、すなわち、ゲ トソ ス 圧に下限 を設定することにより、 カトランジスタが完全に するのを防止する ことができる。この 様によれば、入力 圧が非常に速 度で変 しても、アンダ を抑制することができる。

００12 クランプ 、変動 キヤ に電流が流れる期間、動作してもよ 。この 合、変動 キヤ に電流が流れな 期間、すなわち、回路が定常 態にある 期間は、クランプ 路が動作しな ため、ゲ トソ ス 圧がクランプされず、出力 圧を基準 圧に一致するよ に安定 することができる。

００13 カトランジスタは、Pチヤンネ トランジスタであ て、クランプ 、 カトランジスタのしき よりⅡ 設定されてもよ 。

００14 クランプ 、電流 路 ら カトランジスタの 子 の 路 上に、 ソ ドが カトランジスタの 、アノ ドが電流 となる よ に配置されたダイオ ドを含んでもよ 。この 合、クランプ 路を、ダイオ ドに 電流が流れる期間、すなわち、変動 キヤ に電流が流れる期間、アクテ とすることができ、さらに、 カトランジスタのゲ トソ ス 圧を、少な とも、ダイ オ ドの 上にクランプすることができる。

００15 クランプ 、電流 路 ら カトランジスタの 子 の 路 上に設けられた 抗を含んでもよ 。この 合、クランプ 路を、抵抗に電流が流れ る期間、すなわち、変動 キヤ に電流が流れる期間、アクテ とすることが でき、さらに、 カトランジスタのゲ トソ ス 圧を、少な も、抵抗に発生する 電圧 下以上にクランプすることができる。

００16 、入力 子 ら変動 キヤ の に至る経路上に設けら れた ランジスタ 、 ランジスタ カ ント ラ 路を構成する 2トランジス タ 、を含み、 2トランジスタに流れる電流を、クランプ 路を介して カトランジスタ の 子に供給してもよ 。

００17 クランプ 、出力 より だけ 圧を、クランプ 圧に設定し、 カトランジスタの 子の 圧を、クランプ 上となるよ にクランプしてもよ 圧が変動し、出力 圧の 標値である基準 圧に近接し、ある はそれより 低 なると( 下、本明細書にお て、入力 態と 、 、 カトランジスタが オンするよ に、 カトランジスタの 子の 圧を低下さ て、ゲ トソ ス 圧を増大さ る。この 様では、 カトランジスタの 子の 圧に、下限 を設定することにより、 カトランジスタのゲ トソ ス 圧がある 電圧でクランプされるため、入力 態 ら、入力 圧が急激に上昇した場 合にお て、出力 圧がオ するのを抑制することができる。

００18 クランプ 、 カトランジスタに流れる出力 流に応じて大き なる電圧を差 として、クランプ 圧を設定してもよ 。

圧を、出力 流に応じて増大さ ることにより、 となるに従 て、 カ トランジスタの 子の 低 なる。その 果、負荷電流に応じて、 カト ジスタの の 度の 限を設定することができ、より好適に出力 圧のオ を抑制することができる。

００19 クランプ 、 カトランジスタに流れる出力 流に応じた検出 流を生成する 電流 出回路と、出力 より検出 流に比例した電圧だけ クランプ 圧 を生成するクランプ 路と、クランプ 路により 成され るクランプ よりも、さらに所定の だけ 圧を、クランプ 圧に設定し 、 カトランジスタの 子の 圧をクランプ クランプ 路と、を含んでも よ 。

この 合、出カトランジスタに流れる出力 流に比例した電圧 、所定の 圧の和 を、 として設定することができる。

００2０ クランプ 、一端が出力 子に接続され、電流 出回路により 成される検出 流の 路上に設けられた 抗を含み、 の に現れる 電圧を、クランプ として出力してもよ 。

００2 クランプ 、クランプ 路の 子 ら、 カトランジス タの 子に至る経路上に、 ソ ド 子が出カトランジスタの となる に設けられたダイオ ドを含んでもよ 。

００22 クランプ 、ゲ トにクランプ 圧が印 された チヤンネ

トランジスタ 、アノ ドが、 チヤンネ トランジスタのソ スに接続され、 ソ ドが カトランジスタの 子に接続されたダイオ ド 、を含んでもよ 。 ００23 ギ タ 、ひと の 導体 上に 体 されてもよ 。

とは、回路の 素のす てが半導体 上に形成される場合や、回路の 素が一体 される場合が含まれ、回路 数の 節用に一部の などが半導体 の 部に設けられて てもよ 。

００24 明の別の態 、 自動車である。この 動車は、 ッ 、 ッ の 圧を 安定化して負荷に供給する上述の ギ タ 路と、を備える。

００25 この 様によると、 ッ の 圧が変動しても、負荷に供給される電圧のオ

アンダ を抑制することができ、負荷を安定に駆動することができ る。

００26 なお、以上の構 素の 意の 合 や、 明の 表現を、方法、装 置、 ステムなどの間で相互に置換したものもまた、 明の 様として有効である。

明の

００27 明に係る ギ タ 路によれば、安定 態における消費 力の 加を抑 え 、入力 圧の 動にともな アンダ を抑制することができる。

００28 施の 態に係る ギ タ 路の 成を示す ック図である。

2 圧が急激に上昇したときの、 の ギ タ 路の であ る。

3 の 施の 態に係る ギ タ 路の である。

4 の 施の 態に係る ギ タ 路の を示す 路図である。 5 2の 施の 態に係る ギ タ 路の である。

6 2の 施の 態に係る ギ タ 路の を示す 路図である。 7 6の ギ タ 路のより 細な回路図である。

8 実施の 態に係る ギ タ 路の、出力 流と、クランプ 圧ならびに ランプ 圧の 係を示す図である。

9 ギ タ 路の 出回路、クランプ 路の を示 す 路図である。

1０クランプ 路の別の変 を示す 路図である。

11 のクランプ 路における、出力 流と、クランプ 圧ならびにクラン プ 圧の 係を示す図である。

\2 ギ タ 路を搭 した自動車の 統の ック図である。 号の

００29 ギ タ 路、 2 子、 4 子、 、

2 カトランジスタ、 4 、 抗、 2 2 抗、 3 抗、 キヤ 、 ダイオ ド、 2

路、 3 クランプ 路、 32 出回路、 34 クランプ

36 クランプ 路、 2 2ダイオ ド、 5 オ ト ランジスタ、 2 2トランジスタ。

明を実施するための 良の

００3０ 下、本 明を好適な実施の 態をもとに 面を参照しながら 明する。 面に 示される同一または同等の 、 、処理には、同一の 号を付するものとし 、 した説明は省略する。また、実施の 、発明を限定するものではな 示であ て、実施の 態に記述されるす ての やその み合わ は、必ずし も発明の 質的なものであるとは限らな 。

明細書にお て、 部 が接続された状態とは、 が物 理的に直接的に接続される場合や、 が、電気 な 態に影響を 及ぼさな 他の部 を介して間接的に接続される場合も含む。

００31 ( 明の 施の 態の )

はじめに、 明の 施の 態に係る ギ タ の および 作の 略を、 の 路図をもとに説明する。 は、本実施の 態に係る ギ タ の 成を示す ック図である。 降の図にお て、同一の 素には同 一の 号を付し、 明を する。 下の 明にお て、電圧 号、電流 ある は抵抗、容量などに付された 、必要に応じてそれぞれの 、電流 ある は抵抗 、容量 を表すものとして ることとする。

００32 実施の 態に る ギ タ は、入力 2に された入力 を安定 、出力 4 ら出力 o を する。この ギ タ は、 、 カトランジスタ 2、 、 2 2、基 準 4に加えて、変動 キヤ 、電流 2 、クランプ 3 を備える。

００33 、 カトランジスタ 2、 、 2 2は一般的な ア ギ タを構成する。 カトランジスタ 2は、入力 2 出力 4間に設 けられており、出力 Vo が所望の となるよ に入力 を電圧 下さ る。 実施の 態にお て カトランジスタ 2はPチヤンネ S であ て 、そのソ スが ギ タ の 2に接続され、ド インが ギ タ の 4に接続される。また、制御 子であるゲ トには、 の 力が接続され、この によ てゲ ト が制御され る。

００34 は、反転入力 子 に基準 4 ら出力される基準 e fが入力されて る。 の 転入力 には、出力 o が 、 2 2により され、 2 ( 2)f して帰還 力される 。 は、反転、非 転入力 子の 圧が し なるよ に カトランジス タ 2のゲ ト を調節する。その 果、出力 o は、入力 の値 に関わらず、 o ( 2) efが成り立 よ に安定 される。

００35 キヤ は、入力 2 ら G に至る経路上に設け られ、一端が接地されて電位が固定される。 2 は、変動 キヤ に流れる電流 に応じた電流 2を、 カトランジスタ 2のゲ トに供給する 。 キヤ および電流 2 は、入力 2に される入 力 が急激に変動した場合にお て、出力 o がオ す るのを抑制するものである。

００36 2 は、入力 2 ら変動 キヤ の に電流が流 込むとき、 カトランジスタ 2のゲ ト を強制的に上昇 しめる。

2 は、入力 2 ら変動 キヤ の に流れ込む に 応じた電流 2を、 カトランジスタ 2のゲ トに供給する。

００37 2 は、たとえばカ ント ラ 路を用 て構成することができる。

実施の 態にお て、電流 2 は、 ランジスタ 、 2トランジスタ 2 、利得 3を含む。 トランジスタ および 3は、入力 2 ら変動 キヤ の に至る経路上に直列に接続される。

ランジスタ 、Pチヤンネ OS であ て、ソ スが入力 2に接続さ れ、ド インが利得 3に接続される。 2トランジスタ 2も、Pチヤンネ OS であ て、ソ スが入力 2に接続され、ゲ トが 3トランジスタ 3 のゲ トに接続される。 2トランジスタ 2は、 ランジスタ とともにカ ント ラ 路を構成する。 トランジスタ 、 2トランジスタ 2は、入力 2 ら 変動 キヤ に流れ込む を定数倍した電流 2を、 カトランジス タ 2のゲ トに供給し、ゲ ト を強制的に上昇 しめる。

００38 路が安定 態にある場合には、 ランジスタ にはほとんど電流は流れず、 そのド インソ ス間の電 はほぼ となり、さらに、利得 3での 下もほぼ となる。したが て、変動 キヤ の 端には、入力 がほぼそのまま 力され、 が成り立 て る。また、 ランジスタ の ド インソ ス および 3での 下の 、 2トラン ジスタ 2のゲ トソ ス 圧に相当するが、上述のよ に ずれの 常に 小さ ため、 2トランジスタ 2はオ 態となる。

００39 2に されて る入力 が上昇する 、変動 キヤ C の の 圧が入力 に伴 て上昇する。この 果、変動 キヤ を充電するために、 ランジスタ および 3を介して、過 渡的に電流 が流れる。

００4０ 2 は、この を増幅して電流 2として カトランジスタ 2の 子であるゲ トに帰還する。ここでの 幅には、利得が より低 場合も含ま れる。 電流 2の比は、 ランジスタ 、 2トランジスタ 2のサイズ および 3によ て調節することができる。すなわち電流 得を大き するには、サイズ比を大き 、ある は利得 3を大き 設定すればよ 。 ００41 クランプ 3 は、 カトランジスタ 2の 子の 、すなわちゲ ト

。 をクランプする。クランプ 3 は、 カトランジスタ 2のゲ ト をクラン することにより、 カトランジスタ 2のゲ トソ ス sの 、ある は下 限 、もし はその 方を設定する。

００42 次に、 の ギ タ のオ ト 能に て 2をもと に説明する。 2は、入力 が急激に上昇したときの ギ タ の である。 降の図にお て、 および 、見やすさおよび 解の 易化のために、 大、縮小されており、実際のスケ とは異な て されて る。

００43 実施の 態に る ギ タ のオ の 能をより 解するため、はじめに、変動 キヤ および電流 2 を使用しな 場合の 作に て説明する。 2に破線で示されるゲ ト および出力 o がこのときの を示して る。

００44 ～ にお ては、入力 は一定値をと ており、回路は安定 態で あ て、出力 o ( 2) 2X efとなるよ に ギ トされて る。 に、入力 が急激に上昇する場合を考える。

００45 ゲ ト 、ゲ ト 量によ て 成される 数回路によ て応答が遅れ 、ソ ス である入力 の 激な 昇に追従できな 。したが て、 カト ランジスタ 2のゲ トソ ス 一時的に大き なる。その 果、ド イン で ある出力 o 一時的に上昇し、オ が発生してしま 。

００46 次に、 明の 態に る ギ タ に て、オ

を防止するために変動 キヤ 、電流 2 を動作さ た場合の 作に て 2に、実線で示される電圧 o をもとに説明する。

００47 ～ にお て回路は安定 態にあり、時刻 に入力 が上昇する。

が上昇する 、入力 2 ら変動 キヤ に電流 が 流れることになる。 は、変動 キヤ の を用 て、 dで与えられる。 て、 2にお て、電流 は、入力 を時間 分した にほぼ 例し、入力 が変化したときに流れる。

００48 は、電流 2 によ て増幅され、電流 2が生成される。この

のよ に ランジスタ 、 2トランジスタ 2および 3に より決定される。 2 によ て増幅された電流 2は、 カトランジスタ 2のゲ トに供給され、 カトランジスタ 2のゲ ト C は、この 2によ て される。これはd d C の 係にお て、充電電流1が電流 2だけ増 加することによ てゲ ト の 率が大き なることを意味する。その 果、ゲ ト は、 2に実線で示すよ に破線で示した よりも素早 立ち上 がることになる。

００49 その 果、出カトランジスタ 2のゲ トソ ス sは、ソ ス である入力 が変動した場合でも適切な値に調節され、出力 o は実線で示すよ にオ が抑制されて、安定 することができる。

００5０ このよ に、本実施 態に る ギ タ では、電流 2 によ て人力 が変動する期間に過渡的に流れる電流 を検出し、その 流を 増幅して カトランジスタ 2のゲ ト 子に供給することによりゲ ト を強制 的に上昇さ てオ を防止することができる。

００51 また、このオ ト 能によ て、通常、出力 4 接地

に設けられる ( ず)の を小さ することができる。

００52 さらに、電流 2は、上述のよ に入力 の 分に比例するため、 入力 が時間的に変動した期間にのみ流れる。 て、本実施 態に係る ギ タ は、安定 態にあるときの 流を増やすこ な 、出力 Vo のオ を抑制することができる。

００53 このよ に、本実施の 態に係る ギ タ は、変動 キヤ

および電流 2 によ て、入力 の 動時に、 カトランジスタ 2の ゲ ト を強制的に変 さ 、オ を抑制する。クランプ 3 は、上述のよ に、 カトランジスタ 2のゲ トソ ス sの 、ある 下限 、もし はその 方を設定するものである。 下、ゲ トソ ス sの を設定する場合、上限 を設定する場合それぞれに て、 、 2の 施 の 態にもと て、順に説明する。

００54 ( の 施の )

の 施の 態では、 のクランプ 3 によ て、 カトランジスタ 2のゲ トソ ス sの を設定する場合に て説明する。はじめにその 作 に て説明し、次 でその 体的な構成 に て説明する。

００55 のよ に、電流 2 により カトランジスタ 2のゲ トに供給される電 流は、入力 の に比例する。したが て、入力 がきわめて 速 度で変動すると、過剰な電流が出カトランジスタ 2のゲ トに供給されること になる。その 果、出カトランジスタ 2のゲ トソ ス 圧が小さ なり過ぎ、ひ ては、ド インソ ス dsが大き なり過ぎて、アンダ が発生する場 合があ た。 実施の 態にお て、 のクランプ 3 は、以下のよ に、この アンダ を抑制する機能を果たす。

００56 3は、 カトランジスタ 2のゲ トソ ス sの を設定した場合の、 の ギ タ の である。はじめに、クランプ 3 の 果 をより明確とするため、クランプ 3 を設けな 場合の 作に て説明する。 3に破線で示されるゲ ト および出力 o がこのときの を 示して る。

００57 ～ にお ては、入力 は一定値をと ており、回路は安定 態で あ て、出力 o ( 2) efとなるよ に ギ トされて る。 に、入力 が急激に上昇する場合を考える。このときの の 、 2の 合よりも速 ものとする。

００58 このとき、変動 キヤ には、入力 の d dに比 例した電流 が流れる。その 果、出カトランジスタ 2のゲ トに供給される電流1 2は、 2の 合に比 て非常に大き なる。 カトランジスタ 2のゲ ト 量に、 過剰な電流が供給されると、ゲ ト は、所望の 圧を与える安定す き を超えて上昇する。その 果、出カトランジスタ 2のゲ トソ ス sが非常に小さ なり、 カトランジスタ 2のド インソ ス dsが大き なるた 、出力 o 、破線で示すよ にアンダ する。

００59 次に、 明の 態に る ギ タ に て、クランプ 3 を設けて、 カトランジスタ 2のゲ トソ ス sの ( 下、クランプ c )を設定した場合の 作に て、 3に、実線で示される電圧 o をもとに説明する。

００6０ に、入力 が急激に上昇し、その 率に比例した電流 2が 、 カトランジスタ 2のゲ トに供給され、ゲ ト が急速に上昇する。

に、ゲ トソ ス が、クランプ c まで小さ なると、クランプ 3 によ てゲ ト がクランプされる。このとき、 カトランジスタ 2は完全に ず、したが て、ド インソ ス dsが必要以上に大き なならな ため、出 力 o のアンダ を抑制することができる。

００61 次に、クランプ 3 の に て説明する。 4は、本実施の 態に係る ギ タ aの を示す 路図である。 実施の 態に係る ギ タ aのクランプ 3 aは、 ダイオ ド を含む。 ダイオ ド は、 電流 2 ら カトランジスタ 2のゲ ト の 路上に、 ソ ド が カトランジスタ 2のゲ ト側に、アノ ドが電流 2 となるよ に配置 される。この ダイオ ド は、P 合を有するダイオ ド 子、 ス クタ 間を接続した ポ ラトランジスタ、ある は S の イダイオ ドなどを 利用して 成してもよ 。

００62 実施の 態に係る ギ タ aのクランプ 3 aは、 カトランジス タ 2のゲ ト 、入力 2の 、すなわち、 カトランジスタ 2のゲ トソ ス sが、 ダイオ ド の ( ・ 7 ) 上となるよ にクラ ンプすることができる。より厳密には、本実施の 態に係る ギ タ aで は、 カトランジスタ 2のゲ トソ ス sは、ダイオ ドの fと、 2トランジスタ 2のド インソ ス dsの 上となるよ にクランプさ れる。

００63 なお、クランプ 3 aは、 ダイオ ド を 抗に置換して構成しても良 。こ の 合、この 抗には、電流 2に、抵抗 を乗じた電圧 下をクランプ c に設定することができる。この 合、抵抗 の 択によ て、クランプ c を 調節することができる。また、クランプ 3 aは、ダイオ ド 抗を直列に接続し て構成してもよ 。

００64 クランプ 3 aは、変動 キヤ に電、流 が流れる期間、アクテ とな て動作するよ に構成されて る。すなわち、変動 キヤ に電流1 が流れな 期間は、 トランジスタ 、 2トランジスタ 2は となるため、電 流 2も流れず、クランプ 3 aは無視できる。 が変動し、電流 、 2が流れると、 ダイオ ド のアノ ドカソ ド間に電位 が発生し、クランプ 3 は カトランジスタ 2のゲ ト eをクランプする。

００65 このよ に、クランプ 3 aを入力 の 動時のみ 作さ ることにより、定 常 態にお ては、 カトランジスタ 2のゲ トソ ス esはクランプされな ため、 カトランジスタ 2のオン 抗を、クランプ 3０aによ て制約を受けるこ とな 自由に制御 、出力 o を所望の 圧に安定 することができる。

００66 さらに、 カトランジスタ 2のゲ トソ ス き V は、プ セスにも 存す るが、 型的には ～2 の 囲である。 方、本実施の 態に係る ギ タ aにお て、クランプ c ・ 7 である。このよ に、クランプ を、 カトランジスタ 2のしき より さ 設定することにより、変動 キヤ および電流 2 によるオ ト 能と、クラン プ 3 によるアンダ ト 能を ランス 現することができる。 ００67 ( 2の 施の )

2の 施の 態では、クランプ 3 によ て、 カトランジスタ 2のゲ トソ ス sの を設定する場合に て説明する。はじめにその 作に て説明し、次 でその 体的な構成 に て説明する。

００68 実施の 態にお て、クランプ 3 は、 カトランジスタ 2のゲ ト eを 、クランプ c 上となるよ にクランプする。

００69 5は、 2の 施の 態に係る ギ タ の である。はじ めに、クランプ 3 の 果をより明確とするため、クランプ 3 を機能さ な 場合の 作に て説明する。 5に破線で示されるゲ ト eおよび出力 o がこのときの を示して る。

００7０ ～ の 間、入力 が、出力 o の (たとえば5 )よ り低 (たとえば4・ 7 )まで低下して るものとする。このとき、 カトランジスタ 2は、 オンしており、出力 o は、入力 よりわず に低 圧に 安定 される。このときの カトランジスタ 2のゲ ト 、 カトランジスタ 2を オンするために、 近まで低下して る。

００71 この 態で、 に入力 が急激に上昇する。 の 動によ て、その に比例した電流 2が、 カトランジスタ 2のゲ トに供給さ れ、ゲ ト 上昇し始める。し しながら、ゲ ト 近まで低 下して るため、 カトランジスタ 2のド インソ ス dsが に近 オ ンした状態で入力 が上昇することになる。その 果、出力 o は、入 力 の 昇にともな 、 目標 圧を超える電圧まで上昇してしま 。 る状 況にお ては、クランプ 3 を機能さ な と、オ が発生する場合 があ た。

００72 次に、 明の 態に る ギ タ に て、クランプ 3 を機能さ た場合の 作に て、 5に、実線で示される電圧 o をも とに説明する。

００73 ～ の 態にお て、 カトランジスタ 2のゲ ト は 、クランプ 3 によ てクランプ c 上となるよ にクランプされる。ゲ ト の が設定されることは、 カトランジスタ 2のゲ トソ ス s に上限 が設定されることと等価である。ゲ トソ ス sに上限 が設定さ れると、 カトランジスタ 2は オンしな なるため、 O～ の間の出

o は、破線の o よりも低 なる。

００74 に、入力 が上昇すると、電流 2によ て カトランジスタ 2のゲ ト 量が充電され、ゲ ト が上昇する。このときの カトランジスタ 2のゲ トソ ス sは、クランプ 3 を機能さ な 場合のゲ トソ ス sに比 て、 クランプ c だけ小さ なる。その 果、出カトランジス タ 2は オン ず、ド インソ ス dsをある程度以上の値に保ち 、 が上昇ことになる。その 果、出力 o が、入力 に追従し て上昇するのを防止し、オ を抑制することができる。

００75 6は、 2の 施の 態に係る ギ タ bの を示す 路図で ある。この ギ タ bのクランプ 3 bは、出力 o より

A だけ 圧を、クランプ c に設定し、 カトランジスタ 2のゲ ト を、クランプ Vc 上となるよ にクランプする。 実施の 態にお て、 A は、 カトランジスタ 2に流れる出力 に応じて大き なる 電圧である。 A は、 カトランジスタ 2に流れる出力 o に比例し て大き なる成分A と、所定の 2の となるよ に設定してもよ 。 ００76 クランプ 3 bは、電流 出回路32、クランプ 34、クランプ

36を含む。 出回路32は、 カトランジスタ 2に流れる出力 o に応じた検出 deを生成する。クランプ 34は、出力 o よりも、検出 de に比例した電圧A だけ クランプ c ef を生成する。 c ef o が成り立 。

００77 クランプ 36は、クランプ 34により 成されるクランプ c efよりも、さらに所定の 2だけ 圧を、クランプ c に設定し、 カトランジスタ 2のゲ ト をクランプする。

００78 7は、 6の ギ タ bのより 細な回路図である。 7にお て、変 動 キヤ および電流 2 は省略して る。

００79 出回路32は、トランジスタ 3 4 5を含む。トランジスタ 3は、 カト ランジスタ 2 ゲ ト、ソ スが共通に接続されたPチヤンネ OS である。 カトランジスタ 2およびトランジスタ 3のサイズ比は、たとえば 度に設定 する。トランジスタ 3には、 カトランジスタ 2に流れる出力 o に比例した電 流 o 流れる。トランジスタ 4は、 チヤンネ OS であ て、電流 o 路上に設けられる。トランジスタ 5は、トランジスタ 4とともにカ ント ラ 路を構成しており、電流 o 定数倍した検出 deを生成する。

００8０ 実施の 態にお て、クランプ 34は抵抗 4を含んで構成さ れる。この 4は、一端が出力 4に接続され、電流 出回路32により される検出 deの 路上に設けられる。この 4には、検出 deに、抵 抗 4を乗じた電圧 A が発生する。すなわち、抵抗 4の の 圧には、 出力 o より検出 de に比例した電圧A だけ クランプ

c ef( o o de X 4)が現れる。

００81 クランプ 36には、クランプ c efおよび出力 o が入 力される。 7のクランプ 36は、トランジスタ 6 7、 2ダイオ ド 2を 含む。トランジスタ 6は、 チヤンネ OS であ て、ゲ トにクランプ

c efが される。 2ダイオ ド 2は、アノ ドがトランジスタ 6のソ ス に接続され、 ソ ドが カトランジスタ 2のゲ トに接続される。また、トランジスタ 6のド インには、ド インソ スが接続されたPチヤンネ OS であるトラン ジスタ 7が接続される。トランジスタ のソ スは、出力 4 接続され、出力 o が される。トランジスタ は、 カトランジスタ 2 ア ングして構 成することが望まし 。

００82 2ダイオ ド 2は、クランプ 34の 子 ら、 カトランジ スタ 2のゲ トに至る経路上に、 ソ ド 子が出カトランジスタ 2のゲ ト となる よ に設けられる。

００83 このよ に構成したクランプ 36は、クランプ c efよりも、電 圧 2だけ 圧をクランプ c に設定する。ここで電圧 2は、トラン ジスタ 6のゲ トソ ス き と、 2ダイオ ド 2の fの となる。また、トランジスタ 7は、 カトランジスタ 2 ア ングして 成されるた め、2 のトランジスタのゲ トソ ス き はほぼ等し なる。したが て 、トランジスタ 6のゲ トソ ス き がばら た場合にお ても、電 圧 2は、トランジスタ 7のゲ トソ ス き と、 2ダイオ ド 2の fの和に設定される。

００84 上のよ に構成された ギ タ によれば、出力 o が低下す るに従 て、クランプ c を低下さ ることができる。その 果、入力 が出力 o の 標値を下回るよ な場合、入力 に応じてクランプ c を設定することができ、幅広 入力 の 囲にお て、より好適に を抑制することができる。

。 ００85 8は、本実施の 態に係る ギ タ bの、出力 と、クラン c ならびにクランプ c efの 係を示す。 のよ にクラン プ c efは、出力 o ら、 A だけ 値に設定さ れる。ここで、 A de X 4である ら、出力 が増加するにしたが 、ク ランプ c efは低下する。

００86 クランプ c は、クランプ c efよりも、 2だけ 圧に設定される。ここで、 2は、 2 fである。 実施の 態に係る ギ タ bでは、負荷に流れる出力 o が大き なるに 従 て、クランプ c が低 設定される。

００87 ド インソ ス dsを得るために必要なゲ トソ ス sは、出力 o が大き ほど大き なる。 実施の 態に係る ギ タ によれ ば、 には、ゲ ト の を高 (すなわちゲ トソ ス s の を低 ) 定し、 となるに従 て、ゲ ト の を低 (すな わちゲ トソ ス sの を高 ) 定することができる。その 果、負荷 の 態に応じて、より好適にオ を抑制することができる。

００88 9は、本実施の 態に係る ギ タ 路の 出回路32、クランプ

34の である。 9の 出回路32は、トランジスタ 3～ 5 5、トランジスタQ Q2、 CCS CCS2、を含む。

００89 トランジスタ 3は、 カトランジスタ 2 ゲ トおよびソ スが共通に接続されてお り、カ ント ラ 路を構成する。 カトランジスタ 2およびトランジスタ 3のそれ ぞれのド イン間には、抵抗 5が設けられる。トラ ジスタ およびQ2は、サイズの なるP P型の ポ ラトランジスタである。たとえば、トランジスタQ とQ2のサイ ズ比を、 3 2に設定する。トランジスタQ Q2の 共通に接続され、トランジス タQ の クタは接続される。トランジスタQ の ッタは、 カトランジスタ 2のド インに接続され、トランジスタQ2の ッタは、トランジスタ 3のド インに 接続される。トランジスタQ Q2の クタには、それぞれ CCS CCS2 が負荷として 続される。 CCS CCS2は、等 を生成する。 この cは、数十 ら数 の 常に低 に設定することが望ま ００9０ このよ に構成された電流 出回路32の 作に て説明する。はじめに、 カト ランジスタ 2に流れる出力 が流れな ある は非常に小さ 無負荷 態 に て説明する。トランジスタ と、 2には、等 1 が流れるが、そのサ イズ比が異な て るため、それぞれの ッタ 、すなわち 5の 端には電 位 が生ずる。 が流れな とき、トランジスタQ2には、 CCS2 により 成される 1 のみが流れる。その 果、トランジスタ 4には電流が流れ ず、検出 deはO となる。

００91 ギ タ b ら負荷に出力 o が流れ始めると、トランジスタ 3 にも、出力 o に比例した電流 o 流れる。この o 、その 部が 、抵抗 5を介して負荷に供給され、その りがトランジスタQ2に供給される。トランジ スタQ2の 路に流れる電流を とすると、トランジスタ 4には、電流(1 2 c)が 流れることになる。 のよ に 1 の値を非常に小さ 設定しておけば、トラン ジスタ 4に流れる電流は、出力 o にほぼ 例した電流とみなすことができる 。トランジスタ 4に流れる電流は、トランジスタ 5により複製され、抵抗 4によ て 電圧 換される。

００92 9の 出回路32によれば、 3トランジスタ 3に流れる電流の大部分は負 荷に供給され、 CCS2およびトランジスタ 4を介して 地に流れる電流は 、非常に小さ なる。その 果、検出 deを低減することができ、回路の 流を低減することができる。

００93 は、クランプ 36の別の変 を示す 路図である。 のクランプ

36は、 7のクランプ 36に加えて、さらにトランジスタ 8 gを 備える。トランジスタ 8 gは、 ずれも、ゲ トド インを接続したPチヤンネ

S であり、 2ダイオ ド 2のアノ ド 出力 4との間に、直列に接続さ れる。すなわち、トランジスタ 8のド インは、 2ダイオ ド 2のアノ ドに接続さ れ、そのソ スは、トランジスタ gのド インに接続される。トランジスタ gのソ ス は、出力 4 接続され、出力 o が される。 ００94 、 のクランプ 36における、出力 o と、クランプ c の 係を示す図である。 8 同様に、クランプ c efは、出力 o の 加にともな 、低下して 。クランプ c は、クランプ c efよりも、 2 圧に設定されるため、出力 の 加にと もな 、一定の きで低下する。 o が、所定 ベ ( z)まで増加 すると、トランジスタ 8 gおよび 2ダイオ ド 2によ てゲ ト がクラン プされる。その 果、クラ プ c は、最低クラ プ c 下には ならな 。この クランプ c は、出力 o ら、トランジスタ 8 gのゲ トソ ス き および 2ダイオ ド 2の fだけ 下した電圧 o ( f)に設定される。

００95 このよ に、 のクランプ 36を用 ることにより、クランプ c に 、出力 o に応じた を設定することができる。

００96 後に、上述の ギ タ の用途に て説明する。 ギ タ は、たとえば、 自動車に搭 される。 2は、 ギ タ を した 自動車3 の 統の ック図である。 動車3 は、 ッ 3 、 ギ タ 、電装 32 を備える。 ッ 3 は、 3 度の テ ba を する。この テ baは、 を介して出力されるため、時間的に変 動が大き 。 方、電装 32 は、たとえば、カ ステ オ カ ナビゲ ョン ステム、インテ ア ネ の などであ て、時間的に変動しな 安定した 電源 圧を必要とする負荷である。 ギ タ は、 ッテ baを所 定の 圧に降圧して電装 32 に する。

００97 述したよ に、実施 態で説明した ギ タ は、入力 出 力 o の な変動に対して、高速に追従 、出力 o のアンダ ト、オ を小さ 抑えることができる。したが て、 自動車に搭 される などのよ に、電圧が大き 変動するよ 電源を安定 する用途に好適に用 ることができる。

００98 も とも、実施 態で説明した ギ タ は、車載 途に限らず、入力 圧を安定 して負荷に供給するさまざまな用途に用 ることができる。 ００99 の 施の 例示であり、それらの 各処理プ セスの 合 に ろ ろな変形 が可能なこと、またそ した も本 明の 囲にあることは 当業者に理解されるところである。

０1００ 施の 態に係る ギ タ の 、単独で用 た場合に は、上述の および 果を有するが、任意に組み合わ てもよ 。この 合、より 好適にアンダ オ を好適に抑圧することができる。たとえば 、 のクランプ 3 が、 4のクランプ 3 aと、 6ある は 7に示されるク ランプ 3 bの 方を含む 成とな て てもよ 。

０1０1 施の 態にお て、クランプ 3 、さらには電流 出回路32、クランプ

34、クランプ 36の 成に て、好まし 形態に て例 示したが、 はこれらに限定されるものではな 。たとえば、クランプ 3 6に ては、ある電圧を基準として対象 圧をクランプする回路を用 ることができ る。

０1０2 施の 態にお て S として例示されたトランジスタは、 イポ ラトラン ジスタで構成してもよ 、また、 イポ ラトランジスタで 示されたトランジスタは、 S で構成してもよ 。また、天地 転にともな Pチヤンネ チヤンネ 、P P型と P 型の置 、抵抗の 入などによる回路の 、当然に本 明の 術的 囲に含まれる。 ずれのトランジスタを用 る は、 ギ タ 路に要 求される設計 様、使用する半導体 プ セスなどによ て決めればよ 。

０1０3 施の 態にお て、 ギ タ を構成する素子はす て一体

されて てもよ 、その 部がディスク ト 品で構成されて てもよ 。どの 分を 集積 する は、 スト 占有 積などによ て決めればよ 。

０1０4 施の 態にもと き、 明を説明したが、実施の 、 明の 理、応用 を示して るにすぎず、実施の 態には、請求の 囲に 定された 明の 想を 離脱しな 範囲にお て、多 の や配置の 更が可能である。

上の ， ０1０5 明に係る ギ タ 路によれば、安定 態における消費 力の 加を抑 え 、入力 圧の 動にともな アンダ を抑制することができる。

Claims

求の

子に印 された入力 圧を安定 、出力 子 ら出力 圧を出 ギ タ 路であ て、

前記入力 子と前記 子の間に設けられた カトランジスタ 、

前記 圧に応じた電圧が所定の 圧に近 に、前記 カトランジス タの 子の 圧を調節する 、

前記入力 子 ら 子に至る経路上に設けられ、一端の 位が固定された キヤ 、

前記 キヤ に流れる電流に応じた電流を、前記 カトランジスタの 子に供給する電流 路と、

前記 カトランジスタの 子の 圧をクランプ クランプ 路と、

を備えることを特徴とする ギ タ 。

2 クランプ 、前記 カトランジスタの 子と前記入力 子の

、所定のクランプ 上となるよ に、前記 カトランジスタの 子の 圧をク ランプすることを特徴とする に記載の ギ タ 。

3 クランプ 、前記 キヤ に電流が流れる期間、動作すること を特徴とする 2に記載の ギ タ 。

。

4 カトランジスタは、Pチヤンネ トランジスタであ て、前記クラン 、前記 カトランジスタのしき より 設定されることを特徴とする 2または3に記載の ギ タ 。

5 クランプ 、前記 路 ら前記 カトランジスタの 子 の 路上に、 ソ ドが前記 カトランジスタの 、アノ ドが前 記 となるよ に配置されたダイオ ドを含むことを特徴とする

ら3の ずれ に記載の ギ タ 。

6 クランプ 、前記 路 ら前記 カトランジスタの 子 の 路上に設けられた 抗を含むことを特徴とする ら3の ずれ に記載の ギ タ 。

7 、前記入力 子 ら前記 キヤ の に至る 路上に設けられた ランジスタ 、

前記 ラ ジスタ カ ラ 路を構成する 2 ラ ジスタ 、

を含み、前記 2トランジスタに流れる電流を、前記クランプ 路を介して前記 カ トランジスタの 子に供給することを特徴とする 5に記載の ギ タ 。

8 、前記入力 子 ら前記 キヤ の に至る 経路上に設けられた ランジスタ 、

前記 ランジスタ カ ント ラ 路を構成する 2トランジスタ 、

を含み、前記 2トランジスタに流れる電流を、前記クランプ 路を介して前記 カ トランジスタの 子に供給することを特徴とする 6に記載の ギ タ 。

9 クラ プ 、前記 より だけ 圧を、クラ プ 圧に 設定し、前記 カトランジスタの 子の 圧を、前記クランプ 上となるよ にクランプすることを特徴とする に記載の ギ タ 。

0 クランプ 、前記 カトランジスタに流れる出力 流に応じて大き なる電 圧を前記 として、前記クランプ 圧を設定することを特徴とする 9に 記載の ギ タ 。

クランプ 、

前記 カトランジスタに流れる出力 流に応じた検出 流を生成する電流 出回 路と、

前記 より前記 流に比例した電圧だけ クランプ 圧を生成 するクラ プ 路と、

前記クランプ 路により 成されるクランプ よりも、さらに所 定の だけ 圧を、前記クランプ 圧に設定し、前記 カトランジスタの 子の 圧をクランプ クランプ 路と、

を含むことを特徴とする に記載の ギ タ 。

12 クランプ 、

一端が前記 子に接続され、前記 出回路により 成される検出 流の 路上に設けられた 抗を含み、 の に現れる電圧を、前記クランプ として することを特徴とする 記載の ギ タ 。

3 クランプ 、

前記クランプ 路の 子 ら、前記 カトランジスタの 子に至る経路上に、 ソ ド 子が前記 カトランジスタの となるよ に 設けられたダイオ ドを含むことを特徴とする 記載の ギ タ 。4 クランプ 、

ゲ トに前記クランプ 圧が印 された チヤンネ トランジスタ 、 アノ ドが、前記 チヤンネ トランジスタのソ スに接続され、 ソ ドが 前記 カトランジスタの 子に接続されたダイオ ド 、

を含むことを特徴とする 2に記載の ギ タ 。

5 ひと の 導体 上に一体 されたことを特徴とする ら3の ず れ に記載の ギ タ 。

6 、

前記 ッ の 圧を安定化して負荷に供給する ら3の ずれ に記載 の ギ タ 路と、

を備えることを特徴とする自動車。