単一電源で動くリニア・パワー・ドライバー：Design Ideas パワー関連と電源（1/2 ページ）

　単一電源、低消費電力のアナログ用途では、電源電圧を超える電圧を精密に制御する回路が必要なことがある。図1は、入力電圧V_INを、抵抗R₁とR₂で決まるファクターAだけ増幅して出力する回路である。出力電圧V_OUTはAV_INに等しい。ここでA＝（R₁＋R₂）/R₂である。図1に示した値の場合、Aは8になる。

　オペアンプの電源電圧は5V単一である。個別半導体素子で構成した出力段は、整流電圧V_Sで動く。V_Sの値は用途に合わせて決める。

　図1の回路にシンク電流もソース電流も流れない（Q₂とQ₃がオフの）ときは、オペアンプの出力電圧は1.9V（トランジスタQ₁が完全にオフ、すなわち2.5V−0.6V）より高く、nチャンネルFET Q₃のしきい電圧から1.2V（ダイオード2個分の電圧降下）を引いた電圧よりも低い値にとどまっている。

図1：電源電圧を超える出力電圧を制御する回路 （クリックで拡大）

　入力電圧V_INが上昇を始めると、オペアンプの出力電圧が下がる。そしてトランジスタQ₁を徐々にターン・オンさせる。Q₁のターン・オンによって抵抗R₈による電圧降下が発生し、トランジスタQ₂がターン・オンする。このプロセスは、オペアンプの2つの入力電圧が一致するまで続く。

　逆に、入力電圧V_INが下降を始めると、オペアンプの出力電圧が上昇する。これは、Q₃が出力電圧V_OUTをプルダウンするために十分な程度に導通するまで続く。コンデンサーC₁とC₂、C₃は発振防止用である。