（最終更新日時:2013/9/23）投稿日：2013/9/22

ＯＰ　ＡＭＰ　ＴＬＣ２７１の電源解析

質問

http://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q14113736729

ーーーーーーーーーーーーーーー

2.BIAS SELECTに接続されている段P12、N11、N12、N13は何故存在するのか
P12からN13にかけての一段は何を目的としているのでしょうか。
別に無かったところで何の問題もないように見えるのですが、
理由があるのであれば教えていただきたいです。

　　＊＊＊＊

P5、N6、R7、P8、N7で定電流生成回路を作っており、P9B、P6B、P7B及び
P9A、P6A、P7Aでその電流量を調整しており、
さらにそのバイアスとしてP10、N9およびP11、N10があると考えています。
BIAS_SELECTの役割は、その出力調整だと思ったのですが、
それだとP12-N13はLOW、HIGHでOFF、MIDの時は間の電位になる、ということでしょうか。
ーーーーーーーーーーーーーーー

について考える

データーシートは

http://html.alldatasheet.jp/html-pdf/28862/TI/TLC271/95/4/TLC271.html

　　　　　図１　等価回路

　　図１の電源部分を、バイポーラトランジスタ（ＢＪＴ）に置きかえたのが図２である。ＭＯＳ　ＦＥＴと基本は同じですから、図が簡単になります。Ｐ５のようにベースとコレクタ（ゲートとドレイン）がつなげられたものは図２のようにダイオードに等価となります。図２ではこれで置き換えてあります。

　　　　　図２　図１をバイポーラトランジスタに置きかえた電源部分

　　Ｐ５の電流が電流ミラーによって、Ｐ３、Ｐ４に伝達されます。このＰ５の電流を決めています。電源電圧と温度依存性の少ない電流源をつくっています。詳細はわからなかったのですが、おおよそ解析しました。

　　図３　ＢＩＡＳ　ＳＥＬＥＣＴとバイアス

　　まずＢＩＡＳ　ＳＳＥＬＥＣＴがＧＮＤでＨＩＧＨ　ＢＩＡＳのときを考える。このとき、Ｐ１０はＯＮ、Ｎ１０はＯＦＦ、Ｐ９Ａ，Ｐ９ＢはＯＦＦとなる。このため図４の等価回路となる。

　　　　　　図４　ＨＩＧＨ　ＢＩＡＳ

　　ＢＩＡＳ　ＳＥＬＥＣＴがＶＤＤでＬＯＷ　ＢＩＡＳの場合を考える。ときは図５になる。このとき、Ｐ１０はＯＦＦ、Ｎ１０はＯＮ、Ｐ９Ａ，Ｐ９ＢはＯＮとなる。このとき、等価回路は図５になる。この場合、Ｐ５に並列にＰ６Ａ、Ｐ６Ｂが入り、また、Ｐ８にＰ７Ａ、Ｐ７Ｂが入る。つまり、Ｐ５、Ｐ８の面積が増えたことになる。つまり、Ｐ５、Ｐ８の面積が増えたことになる。。この面積の違いが、Ｐ５の電流を変化させる。つまり。平衡状態におけるＰ５の電流はＰ５とＰ８の面積（個数）によって制御できる。

　　　　　　　　図５　ＬＯＷ　ＢＩＡＳ

　　ＢＩＡＳ　ＳＬＥＣＴ　が１Ｖ～（ＶＤＤ－１Ｖ）、ＭＥＤＩＵＭ　ＢＩＡＳのときを考える。には図６になる。このとき、Ｐ１０、Ｎ１０はともにＯＮ、Ｐ９ＡはＯＮ、Ｐ９ＢはＯＦＦとなる。このとき、等価回路は図６になる。この場合、Ｐ５に並列にＰ６Ａが入り、また、Ｐ８にＰ７Ａが入る。つまり、Ｐ５、Ｐ８の面積が増えたことになる。その増え方は、図５より小さい。

　　　　　　図６　ＭＥＤＩＵＭ　ＢＩＡＳ

　　以上においてＰ１２，Ｎ１１，Ｎ１２，Ｎ１３はなにもやっていません！

■Ｐ１２，Ｎ１１，Ｎ１２，Ｎ１３の役目　

　　もし、ＢＩＡＳ　ＳＥＬＥＣＴをどこにもつながなかった場合、Ｐ１２，Ｎ１１，Ｎ１２，Ｎ１３によってフィードバックされＭＥＤＩＵＭ　ＢＩＡＳになると思われる。Ｐ１０とＮ１０のベース（ゲート）がかってにＭＥＤＩＵＭ状態にされるのだと思います。

　　このことを定性的に考えてみます。ＢＩＡＳ　ＳＥＬＥＣＴはＯＰＥＮになっているとします。この状態でバイアスがＨＩＧＨであったとします。するとＰ５の両端電圧は高く、Ｎ７のそれは低い状態です。このことは、まだはっきりわかっていないのですが、そういう感じです。すると、Ｐ１２のベースーエミッタ電圧がＮ１３のそれより大きくなるので、Ｐ１０，Ｎ１０のベース電圧は上がります。つまりこれは、ＬＯＷ　ＢＩＡＳ状態になろうとするのです。こうしてＢＩＡＳがＨＩＧＨであれば、Ｐ１２，Ｎ１１、Ｎ１２，Ｎ１３によりＬＯＷ　ＢＩＡＳの方向にされ、ＬＯＷ　ＢＩＡＳになってしまうと、同じように今度はＨＩＧＨ　ＢＩＡＳになろうとします。つまり、安定点はＭＥＤＩＵＭ　ＢＩＡＳしかなくなります。

　　万が一、つながれなかった場合、中間の状態になるようにすることが必要です。もし、不安定になってしまうと、大変なことになってしまい、賠償金を請求されることもありますから。

■定電流回路説明

　　ここで基本回路を図７に示し、これがどうして定電流になるのかを説明します。

　　　　　　　図７　定電流回路説明

　　　　　図８　Ｐ５の電流安定点の説明

　　図７にＩ１，Ｉ２の関係はＰ５，Ｐ８回路とＮ６，Ｎ７回路でことなる。Ｎ６，Ｎ７回路では、Ｒ７のために図のようにグラフは曲がります。これにより、２つの特性曲線には、交点が存在できます。実際にあり得るこれらの電流は、図８の２つの曲線の交点である。Ｐ５，Ｐ８回路を変更することでこの交点を変えることができる。つまり、Ｐ５の電流を変えることができる。

　　このような回路では通常、

　　Ｎ６のチャネル幅（面積）＞Ｎ７のチャネル幅（面積）

としておくことが肝心です。トランジスタの面積に変化をつけるのです。同じくらいでは機能しません。このことによって、図８のように２つのグラフは交点を持ちます。Ｎ６はこの意味で特別なものです。つまり、他のトランジスタを８個くらい並列にしたものなのです。この回路のことをワイドラーの電流源といいます。