JP2008109349A - Reverse current prevention circuit - Google Patents
Reverse current prevention circuit Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008109349A JP2008109349A JP2006289696A JP2006289696A JP2008109349A JP 2008109349 A JP2008109349 A JP 2008109349A JP 2006289696 A JP2006289696 A JP 2006289696A JP 2006289696 A JP2006289696 A JP 2006289696A JP 2008109349 A JP2008109349 A JP 2008109349A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- circuit
- power supply
- mos transistor
- reverse current
- current prevention
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Power Conversion In General (AREA)
- Electronic Switches (AREA)
Abstract
Description
本発明は、MOSトランジスタを使用する半導体集積回路装置に係り、特に、MOSトランジスタにおける逆流電流の発生を防ぐ逆流電流防止回路に関するものである。 The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device using a MOS transistor, and more particularly to a backflow current prevention circuit for preventing the occurrence of a backflow current in a MOS transistor.
近年、携帯電子機器においては、性能向上のために消費電力を削減して電池の稼動時間を延ばすことが強く要求されている。また、持ち運びの利便性から、小型化も要求されており、それを可能にするための手段として、基板実装部品の削減が強く要望されている。 In recent years, there has been a strong demand for portable electronic devices to reduce power consumption and extend battery operating time in order to improve performance. Further, downsizing is also demanded from the convenience of carrying around, and there is a strong demand for reduction of board mounting components as means for enabling it.
このような携帯機器に搭載される半導体集積回路装置において、例えば、図3(a)に示したシリーズレギュレータの制御トランジスタのように、P型拡散層2とバックゲートに電源電圧Vddが印加されたPチャネルのMOSトランジスタ8がある。このMOSトランジスタ8は図3(b)に示すようにP型拡散層1,2と、N型拡散層4によるバックゲートと、N型ウェル層5の表面に絶縁膜3を介して設けられるゲートとを備え、P型拡散層1とN型ウェル層5およびバックゲートのN型拡散層4とによってPN接合の寄生ダイオード9が構成される。MOSトランジスタ8に逆バイアスがかかったとき、P型拡散層1から寄生ダイオード9を介してP型拡散層2およびバックゲートとなるN型拡散層4に逆流電流が流れる。
In the semiconductor integrated circuit device mounted on such a portable device, for example, the power supply voltage Vdd is applied to the P-
このような逆流電流を防ぐための従来の技術の一つとしては、図3(c)のようにMOSトランジスタ8のP型拡散層2と電源電圧Vddとの間にアノードに電源電圧Vddが印加された逆流電流防止用ダイオード13を設ける手段がある。
One conventional technique for preventing such a reverse current is to apply a power supply voltage Vdd to the anode between the P-
また、別の逆流電流を防ぐための従来技術として、図4に示す特許文献1に記載の逆流電流防止用の電流遮断スイッチを設ける手段がある。
しかしながら、図3(a)に示すこの技術は、逆流電流防止用ダイオード13の順方向の電圧降下だけMOSトランジスタ8の動作電源電圧範囲を狭くする。また、基板実装部品を増やすという点で、製造コストおよび実装面積を増やすという問題がある。
However, this technique shown in FIG. 3A narrows the operating power supply voltage range of the
なお、動作電源電圧範囲を狭くするという問題を解決し、かつ逆流電流を防ぐ方法として、特許文献1で報告されている技術がある。MOSトランジスタに、直列に電流遮断スイッチを配し、電源電圧監視回路により電流遮断スイッチのオン/オフ制御を行う回路がある。
As a method for solving the problem of narrowing the operating power supply voltage range and preventing a reverse current, there is a technique reported in
例えば、図4のようにバックゲートをソースに、ドレインを電源電圧Vddに、ゲートを電源電圧監視回路16に接続したPチャネルのMOSトランジスタ14を電流遮断スイッチとした回路がある。この回路に逆バイアスがかかったとき、電源電圧監視回路16が検知し、MOSトランジスタ14をオフするよう設定した場合、MOSトランジスタ14のP型拡散層6とバックゲートのN型拡散層7とによって構成される寄生ダイオード15の存在により、逆流電流を遮断することが可能となる。しかしながらこの技術は、出力端子と電源電圧Vdd間で大電流制御が必要な回路に使用する場合、MOSトランジスタ8の動作電源電圧を確保するため、オン抵抗の低いMOSトランジスタ14を使用しなければならない制約がある。
For example, as shown in FIG. 4, there is a circuit in which a P-channel MOS transistor 14 having a back gate connected to the source, a drain connected to the power supply voltage Vdd, and a gate connected to the power supply
本発明は、前記従来技術の問題を解決することに指向するものであり、逆流電流防止用のダイオードやトランジスタを必要としない逆流電流防止回路を提供することを目的とする。 The present invention is directed to solving the above-described problems of the prior art, and an object thereof is to provide a backflow current prevention circuit that does not require a backflow current prevention diode or transistor.
前記の目的を達成するために、本発明に係る請求項1に記載した発明は、電源端子と出力端子を有する半導体集積回路装置の逆流電流防止回路において、ソースを電源端子に接続し、ドレインを出力端子に接続し、バックゲートを第1のスイッチ回路を介してソースと接続するとともに、第2のスイッチ回路を介してドレインと接続するMOSトランジスタと、電源端子の電圧と出力端子の電圧を比較し、第1のスイッチ回路および第2のスイッチ回路の制御信号を出力する電圧比較回路とを具備することを特徴とする。 In order to achieve the above object, according to a first aspect of the present invention, there is provided a reverse current prevention circuit for a semiconductor integrated circuit device having a power supply terminal and an output terminal, wherein the source is connected to the power supply terminal and the drain is connected. Connect to the output terminal, connect the back gate to the source through the first switch circuit and compare the voltage at the power supply terminal and the voltage at the output terminal with the MOS transistor connected to the drain through the second switch circuit And a voltage comparison circuit that outputs a control signal for the first switch circuit and the second switch circuit.
また、請求項2に記載した発明は、請求項1の逆流電流防止回路において、半導体集積回路装置は充電装置であって、電源端子に外部直流電源を接続し、出力端子に電池を接続したことを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the reverse current prevention circuit according to the first aspect, the semiconductor integrated circuit device is a charging device, wherein an external DC power source is connected to the power supply terminal, and a battery is connected to the output terminal. It is characterized by.
前記構成によれば、電源端子と出力端子の電圧の高低の比較によって、第1,第2のスイッチを制御し、MOSトランジスタのバックゲートとソースあるいはドレインと接続することでMOSトランジスタの寄生ダイオードを利用して逆流電流を防止することができる。 According to the above configuration, the first and second switches are controlled by comparing the voltage levels of the power supply terminal and the output terminal, and the MOS transistor parasitic diode is connected by connecting the back gate and the source or drain of the MOS transistor. By utilizing this, a backflow current can be prevented.
本発明によれば、出力端子と電源端子間に接続されたMOSトランジスタのバックゲートを制御することで、寄生ダイオードを利用して逆流電流を防止できるので、従来必要とされた逆流電流防止用ダイオードや逆流電流遮断用スイッチが不要となり、製造コストおよび基板実装面積の削減が可能となるという効果を奏する。 According to the present invention, by controlling the back gate of the MOS transistor connected between the output terminal and the power supply terminal, it is possible to prevent the reverse current using the parasitic diode, so that the conventionally required reverse current prevention diode And a reverse current cut-off switch are not required, and the manufacturing cost and the board mounting area can be reduced.
以下、図面を参照して本発明における実施の形態を詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は本発明の実施形態1における逆流電流防止回路を示す構成図である。図1に示すように、MOSトランジスタ17は、ソースが電源電圧Vddの電源端子10に接続され、ドレインが出力端子11と接続され、バックゲートは第1スイッチ回路19を介してソースに接続されるとともに、第2スイッチ回路20を介してドレインに接続される。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a backflow current prevention circuit according to
第1電圧比較回路22は、電源電圧Vddを反転入力端子に印加され、非反転入力端子に出力端子11を接続される。第1電圧比較回路22の出力は第2スイッチ回路20を駆動するとともに、インバータ回路21を介して第1スイッチ回路19を駆動する。すなわち、第1スイッチ回路19,第2スイッチ回路20のオン/オフは、出力端子11の電圧と電源電圧Vddの高低により制御される。
In the first
図1を参照しながら本実施形態1の動作を説明すると、第1電圧比較回路22の出力信号は、電源電圧Vddが出力端子11の電圧より高い場合、第1スイッチ回路19をオンし、第2スイッチ回路20をオフするよう制御する。このときMOSトランジスタ17はバックゲートがソース側に接続された状態となり、通常のMOSトランジスタとして制御可能となる。
The operation of the first embodiment will be described with reference to FIG. 1. When the power supply voltage Vdd is higher than the voltage of the
一方、電源電圧Vddが出力端子11の電圧より低い場合、第1電圧比較回路22の出力信号は第1スイッチ回路19をオフし、第2スイッチ回路20をオンように制御する。このときMOSトランジスタ17はバックゲートがドレイン側に接続された状態となり、このときMOSトランジスタ17がオフするよう設計した場合、MOSトランジスタ17の寄生ダイオード18が、出力端子11から電源電圧Vddに対しての逆流電流防止用ダイオードとなる。
On the other hand, when the power supply voltage Vdd is lower than the voltage at the
図2は本発明の実施形態2における逆流電流防止回路を示す構成図である。本実施形態2は、前述の実施形態1で説明した図1に示す構成とは、電源端子10が外部アダプタ端子23に置きかわり、出力端子11が電池電源端子26に置きかわり、MOSトランジスタ17が充電制御用のMOSトランジスタ25に置きかえられたものである。
FIG. 2 is a block diagram showing a backflow current prevention circuit according to
第2電圧比較回路30は、外部アダプタ端子23に接続した外部直流電源の電圧が反転入力端子に印加され、非反転入力端子には電池が接続される。第2電圧比較回路30の出力は第4スイッチ回路29を駆動するとともに、インバータ回路21を介して第3スイッチ回路28を駆動する。
In the second
図2を参照しながら本実施形態2の動作説明をすると、携帯機器の外部アダプタ端子23に外部直流電源が装着されたとき、第3スイッチ回路28をオンし、第4スイッチ回路29をオフする。これにより、充電制御用のMOSトランジスタ25のバックゲートがソースに接続され、通常の充電制御動作が可能となる。
The operation of the second embodiment will be described with reference to FIG. 2. When an external DC power supply is attached to the
また、外部直流電源が外されたとき、第3スイッチ回路28をオフし、第4スイッチ回路29をオンして、充電制御用のMOSトランジスタ25のバックゲートはドレインに接続され、このときMOSトランジスタ25がオフするよう設計した場合、MOSトランジスタ25の寄生ダイオード27が、電池電源端子26の電池電源から外部アダプタ端子23に対しての逆流電流防止用ダイオードとなる。
When the external DC power supply is disconnected, the
通常、携帯機器は充電時以外、外部直流電源は外され電池電源のみで使用するため、電池電源から外部直流電源に向けて逆流電流が流れないよう逆流電流防止用ダイオードをつける必要があるが、本実施形態2により逆流電流防止用ダイオードが不要となる。 Normally, the portable device is used only with a battery power supply except when charging, so it is necessary to attach a reverse current prevention diode so that no reverse current flows from the battery power source to the external DC power source. According to the second embodiment, a reverse current prevention diode is not required.
本発明に係る逆流電流防止回路は、出力端子と電源端子間に接続されたMOSトランジスタのバックゲートを制御することで、寄生ダイオードを利用して逆流電流を防止でき、MOSトランジスタにおける逆流電流の発生を防ぐ回路として有用である。 The backflow current prevention circuit according to the present invention controls a back gate of a MOS transistor connected between an output terminal and a power supply terminal, thereby preventing a backflow current using a parasitic diode and generating a backflow current in the MOS transistor. It is useful as a circuit to prevent
1,2,6 P型拡散層
3 絶縁膜
4,7 N型拡散層
5 N型ウェル層
8,14,17,25 MOSトランジスタ
9,15、18,27 寄生ダイオード
10 電源端子
11 出力端子
12 制御回路
13 逆流電流防止用ダイオード
16 電源電圧監視回路
19 第1スイッチ回路
20 第2スイッチ回路
21 インバータ回路
22 第1電圧比較回路
23 外部アダプタ端子
24 充電制御回路
26 電池電源端子
28 第3スイッチ回路
29 第4スイッチ回路
30 第2電圧比較回路
1, 2, 6 P-type diffusion layer 3 Insulating film 4, 7 N-type diffusion layer 5 N-
Claims (2)
ソースを前記電源端子に接続し、ドレインを前記出力端子に接続し、バックゲートを第1のスイッチ回路を介してソースと接続するとともに、第2のスイッチ回路を介してドレインと接続するMOSトランジスタと、前記電源端子の電圧と前記出力端子の電圧を比較し、前記第1のスイッチ回路および前記第2のスイッチ回路の制御信号を出力する電圧比較回路とを具備することを特徴とする逆流電流防止回路。 In a reverse current prevention circuit of a semiconductor integrated circuit device having a power supply terminal and an output terminal,
A MOS transistor having a source connected to the power supply terminal, a drain connected to the output terminal, a back gate connected to the source via the first switch circuit, and a drain connected via the second switch circuit; And a voltage comparison circuit that compares the voltage of the power supply terminal with the voltage of the output terminal and outputs a control signal of the first switch circuit and the second switch circuit. circuit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006289696A JP2008109349A (en) | 2006-10-25 | 2006-10-25 | Reverse current prevention circuit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006289696A JP2008109349A (en) | 2006-10-25 | 2006-10-25 | Reverse current prevention circuit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008109349A true JP2008109349A (en) | 2008-05-08 |
Family
ID=39442354
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006289696A Pending JP2008109349A (en) | 2006-10-25 | 2006-10-25 | Reverse current prevention circuit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2008109349A (en) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010004738A1 (en) * | 2008-07-11 | 2010-01-14 | 三菱電機株式会社 | Rectification device and photovoltaic generation system using the same |
JP2010130825A (en) * | 2008-11-28 | 2010-06-10 | Rohm Co Ltd | Switching power supply unit |
JP2011199961A (en) * | 2010-03-17 | 2011-10-06 | Berunikusu:Kk | Reverse flow prevention circuit for power supplies |
JP2017163159A (en) * | 2016-06-15 | 2017-09-14 | ラピスセミコンダクタ株式会社 | Semiconductor chip |
CN108781078A (en) * | 2016-04-05 | 2018-11-09 | 株式会社自动网络技术研究所 | Power supply control apparatus |
CN115033050A (en) * | 2022-05-25 | 2022-09-09 | 苏州华太电子技术有限公司 | Anti-backflow circuit, GPIO circuit, chip and electronic equipment |
-
2006
- 2006-10-25 JP JP2006289696A patent/JP2008109349A/en active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010004738A1 (en) * | 2008-07-11 | 2010-01-14 | 三菱電機株式会社 | Rectification device and photovoltaic generation system using the same |
JP2010130825A (en) * | 2008-11-28 | 2010-06-10 | Rohm Co Ltd | Switching power supply unit |
JP2011199961A (en) * | 2010-03-17 | 2011-10-06 | Berunikusu:Kk | Reverse flow prevention circuit for power supplies |
CN108781078A (en) * | 2016-04-05 | 2018-11-09 | 株式会社自动网络技术研究所 | Power supply control apparatus |
JP2017163159A (en) * | 2016-06-15 | 2017-09-14 | ラピスセミコンダクタ株式会社 | Semiconductor chip |
CN115033050A (en) * | 2022-05-25 | 2022-09-09 | 苏州华太电子技术有限公司 | Anti-backflow circuit, GPIO circuit, chip and electronic equipment |
CN115033050B (en) * | 2022-05-25 | 2023-09-26 | 苏州华太电子技术股份有限公司 | Anti-backflow circuit, GPIO circuit, chip and electronic equipment |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7719242B2 (en) | Voltage regulator | |
JP4597044B2 (en) | Backflow prevention circuit | |
TWI431898B (en) | Power switching circuit | |
US7504805B2 (en) | Boost circuit | |
JP5338387B2 (en) | Power supply switching device | |
US8072189B2 (en) | Charge and discharge control circuit and battery device | |
JP5359918B2 (en) | Semiconductor device | |
JP2021518061A (en) | Low quiescent current load switch | |
JP2001211640A (en) | Electronic device, semiconductor integrated circuit, and information processing system | |
JP4587804B2 (en) | Voltage regulator circuit | |
JP2005333691A (en) | Overcurrent detection circuit and power supply having it | |
JP2008005582A (en) | Overvoltage protection circuit and electronic device | |
JP2008109349A (en) | Reverse current prevention circuit | |
US20130188287A1 (en) | Protection circuit, charge control circuit, and reverse current prevention method employing charge control circuit | |
JP2009272415A (en) | Semiconductor device | |
JP4285036B2 (en) | Power supply backflow prevention circuit | |
JP5954091B2 (en) | Power switching device | |
JP2008061388A (en) | Semiconductor device, step-down chopper regulator, electronic equipment | |
JP2006115594A (en) | Malfunction preventing circuit | |
JP2010028522A (en) | Semiconductor device | |
US8742829B2 (en) | Low leakage digital buffer using bootstrap inter-stage | |
JP2006042402A (en) | Power control circuit | |
JP2005045873A (en) | Power supply | |
JP5009083B2 (en) | Switching power supply circuit | |
US11418182B2 (en) | Switch circuitry |