CN110531143A - 电压检测器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供电压检测器，该电压检测器的特征在于，具有：分压电路，其输出基于输入电压的分压电压；比较电路，其对分压电压与基准电压进行比较，输出检测信号和解除信号；以及电压限制电路，其将分压电压限制为规定的电压。

Description

电压检测器
技术领域
本发明涉及电压检测器。
背景技术
图4是示出现有的具有滞后作用(hysteresis)的电压检测器400的电路图。
输入到监视端子41的电压由分压电路42分压，并输入到比较器43的反相输入端子。比较器43经由NMOS晶体管45向输出端子47输出对反相输入端子的电压与输入到同相输入端子的由基准电压电路44输出的基准电压进行比较后的结果的信号。此外，比较器43的信号还输入到对分压电路42的分压比进行切换的NMOS晶体管46的栅极。
在监视端子41的输入电压较高而分压电压高于基准电压的情况下，比较器43输出Lo(Low，低电平)的信号，因此，NMOS晶体管46截止。将该状态称作电压检测器的解除状态。当监视端子41的输入电压变低而分压电压低于基准电压时，比较器43输出Hi(High，高电平)的信号，因此，NMOS晶体管46导通。当NMOS晶体管46导通时，分压电路42的分压比切换成使分压电压变低。将该状态称作电压检测器的检测状态。
以这样的方式构成的电压检测器400通过与比较器43的信号对应地切换分压电路42的分压比而具有滞后作用，所以能够输出稳定的检测信号(例如，参照专利文献1)。
专利文献1：日本特开2000-111589号公报(图4)
现有的电压检测器400在电压检测器处于解除状态的情况下，始终向比较器43的反相输入端子输入超过基准电压的电压，因此，构成反相输入端子的晶体管的特性发生劣化。因此，电压检测器有可能存在检测电压和解除电压逐渐发生变化、性能长期劣化的课题。
发明内容
本发明是鉴于上述课题而提出的，其目的在于提供一种能够提高长期可靠性的电压检测器。
本发明的实施例的电压检测器的特征在于，具有：分压电路，其输出基于输入电压的分压电压；比较电路，其对分压电压与基准电压进行比较，输出检测信号和解除信号；以及电压限制电路，其将分压电压限制为规定的电压。
根据本发明的电压检测器，即使监视端子的电压大幅超过解除电压，分压电压也被NMOS晶体管限制，该NMOS晶体管的栅极被输入恒定电压，因此，能够防止构成比较器的反相输入端子的晶体管的特性劣化，所以能够抑制长期的性能劣化。
附图说明
图1是示出本发明的实施方式的电压检测器的一例的电路图。
图2是示出本发明的实施方式的电压检测器的其他例子的电路图。
图3是示出本发明的实施方式的电压检测器的其他例子的电路图。
图4是示出现有的电压检测器的电路图。
标号说明
10：分压电路；13：基准电压电路；11：比较器；15：恒定电压电路；30：电压调整电路；301：电流源。
具体实施方式
下面，参照附图对本发明实施方式进行说明。
图1是示出本发明的实施方式的电压检测器的一例的电路图。
本实施方式的电压检测器100具有分压电路10、比较器11、输出晶体管12、基准电压电路13、NMOS晶体管14和恒定电压电路15。分压电路10具有串联连接在监视端子2与接地端子3之间的电阻101、NMOS晶体管104、电阻102和电阻103。
比较器11的反相输入端子与NMOS晶体管104的源极连接，同相输入端子与基准电压电路13连接，输出端子与输出晶体管12的栅极和NMOS晶体管14的栅极连接。NMOS晶体管14的漏极和源极与电阻103的两端连接。NMOS晶体管104的栅极与恒定电压电路15连接。
接着，对本实施方式的电压检测器100的动作进行说明。
在分压电路10输出的分压电压高于基准电压电路13的基准电压的解除状态下，比较器11输出Lo，所以NMOS晶体管14截止。分压电路10输出由串联连接的电阻101和电阻102、103进行分压后的分压电压。分压电压伴随向监视端子2输入的电压的上升而增加。
这里，NMOS晶体管在栅-源间电压为阈值电压以下时，电流无法流过，所以NMOS晶体管104的栅-源间电压被限制为不等于NMOS晶体管104的阈值电压的电压。当设NMOS晶体管104的阈值电压为VTN、恒定电压电路15输出的电压为VFIX时，NMOS晶体管104的源极电压被限制为用VFIX-VTN表示的规定值。即，恒定电压电路15和NMOS晶体管104作为分压电压的电压限制电路发挥功能。因此，即使向监视端子2输入较高的电压，分压电路10输出的分压电压也被限制为用VFIX-VTN表示的规定值。
因此，即使施加到监视端子2的电压大幅超过电压检测器的解除电压，从分压电路10输出的分压电压也被NMOS晶体管104限制，因此，不会使构成比较器11的输入端子的晶体管的特性劣化。
另外，由于限制分压电压的电压设定为高于基准电压，所以不对电压检测器的检测和解除动作带来影响。
如以上所说明，本实施方式的电压检测器100具有NMOS晶体管104，该NMOS晶体管104用于限制从分压电路10输出的分压电压，所以能够维持检测电压和解除电压的精度。
图2是示出本实施方式的电压检测器的其他例子的电路图。
电压检测器200相对于图1的电压检测器100，成为将分压电路10的NMOS晶体管104替换为向栅极输入基准电压的耗尽型的NMOS晶体管204的结构。关于其他结构，对与电压检测器100相同的电路标注相同的标号并省略详细的说明。
当设耗尽型的NMOS晶体管204的阈值电压为VTND、基准电压电路13的基准电压为VREF时，分压电路10的分压电压被限制为用VREF-VTND表示的值。由于耗尽型NMOS晶体管的阈值电压是负值，所以电压VREF-VTND成为始终大于基准电压VREF的值。因此，电压检测器200通过适当设定阈值电压VTND，能够在不具有恒定电压电路15的情况下，将分压电压限制为期望的电压值。
图3是示出本实施方式的电压检测器的又一其他例子的电路图。
电压检测器300相对于图1的电压检测器100，成为将恒定电压电路15替换为由电流源301和PMOS晶体管302构成的电压调整电路30的结构。关于其他结构，对与电压检测器100相同的电路标注相同的标号并省略详细的说明。
电流源301的一个端子与电源端子1连接，另一个端子与PMOS晶体管302的源极连接。PMOS晶体管302的源极与NMOS晶体管104的栅极连接，栅极与基准电压电路13连接，漏极与接地端子3连接。
电流源301和PMOS晶体管302构成源极跟随器(source follower)。因此，当设NMOS晶体管104的阈值电压为VTN、PMOS晶体管302的阈值电压为VTP、基准电压为VREF时，分压电压被限制为VREF+VTP-VTN。
因此，根据本实施方式的电压检测器300，分压电压能够被限制为期望的电压值，能够利用PMOS晶体管302的阈值电压VTP容易地调整。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式，能够在不脱离本发明的宗旨的范围内进行各种变更。
例如，关于与电源端子1共同具有监视端子2的电压检测器，也能够获得相同的效果。此外，例如，关于无法由NMOS晶体管14对分压电路10的分压比进行切换的电压检测器，也能够获得相同的效果。
另外，在对监视端子41施加检测电压与解除电压的中间的电压的状态下向现有的电压检测器400供给电源电压时，比较器43的反相输入端子被输入分压电路42的分压电压，所以比较器43输出解除信号。本发明的电压检测器100～300即使在这样的状况下，在分压电路10中具有NMOS晶体管104或者NMOS晶体管204，所以分压电压比基准电压Vref更缓慢地增加，比较器11也能够输出检测信号。即，根据本发明的电压检测器100～300，还具有使电源端子1和监视端子2的电压投入的顺序不受限制的效果。

Claims (4)

1.一种电压检测器，其特征在于，具有：
分压电路，其输出基于输入电压的分压电压；
比较电路，其对所述分压电压与基准电压进行比较，输出检测信号和解除信号；以及
电压限制电路，其将所述分压电压限制为规定的电压。
2.根据权利要求1所述的电压检测器，其特征在于，
所述分压电路具有：
NMOS晶体管，其源极与所述分压电路的输出端子连接，栅极被输入恒定电压；
第1电阻，其连接在被输入所述输入电压的第1端子与所述NMOS晶体管的漏极之间；以及
第2电阻，其连接在所述分压电路的输出端子与被施加基准电位的第2端子之间。
3.根据权利要求2所述的电压检测器，其特征在于，
所述NMOS晶体管为耗尽型，
所述恒定电压为所述基准电压。
4.根据权利要求2所述的电压检测器，其特征在于，
所述恒定电压为由被输入所述基准电压的电压调整电路输出的电压。
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