JP2000332207A - 過電圧保護回路 - Google Patents
過電圧保護回路Info
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- JP2000332207A JP2000332207A JP11145347A JP14534799A JP2000332207A JP 2000332207 A JP2000332207 A JP 2000332207A JP 11145347 A JP11145347 A JP 11145347A JP 14534799 A JP14534799 A JP 14534799A JP 2000332207 A JP2000332207 A JP 2000332207A
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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- H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier
- H01L27/0203—Particular design considerations for integrated circuits
- H01L27/0248—Particular design considerations for integrated circuits for electrical or thermal protection, e.g. electrostatic discharge [ESD] protection
- H01L27/0251—Particular design considerations for integrated circuits for electrical or thermal protection, e.g. electrostatic discharge [ESD] protection for MOS devices
-
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
- H02H9/04—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess voltage
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＭＯＳトランジスタ製造プロセスによって集
積化が可能な過電圧保護回路を提供すること。 【解決手段】 サージ保護回路２は、ＭＯＳトランジス
タＭＺ１、ＭＺ２のＢＶＤＳ(ソース・ドレイン間ブレ
ークダウン電圧)により電源受給端子ＶCC に印加された
サージ電圧をクランプし、サージエネルギを吸収する。
過電圧検出回路３は、２個のＭＯＳトランジスタＭＤ
１、ＭＤ２のＶＤＳ(ソース・ドレイン間電圧)を基準電
圧として、これによりサージ保護回路２から供給された
直流電圧を監視し、過電圧を検出し、ＭＯＳトランジス
タＭ２を遮断して負荷Ｆ１を保護する。 【効果】 ツエナーダイオード用いる筆９がないので、
ＭＯＳトランジスタプロセスにより、負荷Ｆ１も含めて
同一チップ上に過電圧保護回路１の集積化が可能にな
る。
積化が可能な過電圧保護回路を提供すること。 【解決手段】 サージ保護回路２は、ＭＯＳトランジス
タＭＺ１、ＭＺ２のＢＶＤＳ(ソース・ドレイン間ブレ
ークダウン電圧)により電源受給端子ＶCC に印加された
サージ電圧をクランプし、サージエネルギを吸収する。
過電圧検出回路３は、２個のＭＯＳトランジスタＭＤ
１、ＭＤ２のＶＤＳ(ソース・ドレイン間電圧)を基準電
圧として、これによりサージ保護回路２から供給された
直流電圧を監視し、過電圧を検出し、ＭＯＳトランジス
タＭ２を遮断して負荷Ｆ１を保護する。 【効果】 ツエナーダイオード用いる筆９がないので、
ＭＯＳトランジスタプロセスにより、負荷Ｆ１も含めて
同一チップ上に過電圧保護回路１の集積化が可能にな
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電源から印加され
る虞れのある過電圧から負荷を保護する回路に係り、特
に車載用のセンサや制御機器などの電子部品として使用
されるＭＯＳトランジスタなど比較的低耐圧の回路素子
用の過電圧保護回路に関する。
る虞れのある過電圧から負荷を保護する回路に係り、特
に車載用のセンサや制御機器などの電子部品として使用
されるＭＯＳトランジスタなど比較的低耐圧の回路素子
用の過電圧保護回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、自動車など、車載の電子回路
は、電源電圧の比較的大きな変動のもとで動作する必要
があり、このため、従来から種々の過電圧保護回路が使
用されているが、その一種に、図１０に示すツェナーダ
イオードＺＤ１と電流制限抵抗ＲＡ１を用いた回路があ
る。
は、電源電圧の比較的大きな変動のもとで動作する必要
があり、このため、従来から種々の過電圧保護回路が使
用されているが、その一種に、図１０に示すツェナーダ
イオードＺＤ１と電流制限抵抗ＲＡ１を用いた回路があ
る。
【０００３】この図１０の回路は、一般的な定電圧回路
の一種で、電源受給端子ＶCC に印加された電圧によ
り、電流制限抵抗ＲＡ１を介してツェナーダイオードＺ
Ｄ１に電流が流れるようにしておき、過電圧が印加され
たときも、ツェナーダイオードＺＤ１のツェナー電圧に
より負荷用電源端子ＶCCＳの電圧がクランプされ、これ
により過電圧保護が得られるようにしたものである。
の一種で、電源受給端子ＶCC に印加された電圧によ
り、電流制限抵抗ＲＡ１を介してツェナーダイオードＺ
Ｄ１に電流が流れるようにしておき、過電圧が印加され
たときも、ツェナーダイオードＺＤ１のツェナー電圧に
より負荷用電源端子ＶCCＳの電圧がクランプされ、これ
により過電圧保護が得られるようにしたものである。
【０００４】しかし、この図１０の回路では、過電圧が
印加されている間は、抵抗ＲＡ１とツェナーダイオード
ＺＤ１に大きな電流が流れ続けるので発熱が著しく、過
電圧の印加が長時間にわたると破壊に至る虞れがある。
印加されている間は、抵抗ＲＡ１とツェナーダイオード
ＺＤ１に大きな電流が流れ続けるので発熱が著しく、過
電圧の印加が長時間にわたると破壊に至る虞れがある。
【０００５】そこで、このような破壊の虞れを抑えるた
めには、まず第一として、ツェナーダイオードＺＤ１と
抵抗ＲＡ１の電気容量を大きくして、過電流にも充分に
耐えるようにする方法があり、第二としては、電流制限
用の抵抗ＲＡ１の抵抗値を大きくする方法がある。しか
して、まず、第一の方法によれば、部品のサイズアップ
とコストアップを誘引してまうので、好ましくない。
めには、まず第一として、ツェナーダイオードＺＤ１と
抵抗ＲＡ１の電気容量を大きくして、過電流にも充分に
耐えるようにする方法があり、第二としては、電流制限
用の抵抗ＲＡ１の抵抗値を大きくする方法がある。しか
して、まず、第一の方法によれば、部品のサイズアップ
とコストアップを誘引してまうので、好ましくない。
【０００６】他方、第二の方法では、電流制限用の抵抗
ＲＡ１による電圧降下が大きくなって、ツェナーダイオ
ードＺＤ１による定電圧特性が得られる動作電圧範囲が
狭くなってしまう上、電流制限用の抵抗ＲＡ１による大
きな電圧降下のため、通常の動作状態でも電圧変動特性
が悪化してしまうので、好ましくない。
ＲＡ１による電圧降下が大きくなって、ツェナーダイオ
ードＺＤ１による定電圧特性が得られる動作電圧範囲が
狭くなってしまう上、電流制限用の抵抗ＲＡ１による大
きな電圧降下のため、通常の動作状態でも電圧変動特性
が悪化してしまうので、好ましくない。
【０００７】そこで、例えば特開平９−３０７３６１号
公報によれば、抵抗とツェナーダイオードで構成した過
電圧検出回路と、バイポーラトランジスタで構成された
スイッチング回路を用いた過電圧保護回路が従来技術と
して提案されている。
公報によれば、抵抗とツェナーダイオードで構成した過
電圧検出回路と、バイポーラトランジスタで構成された
スイッチング回路を用いた過電圧保護回路が従来技術と
して提案されている。
【０００８】この公報に記載の過電圧保護回路は、マイ
クロ波用ＦＥＴ(電界効果トランジスタ)の保護用で、ツ
ェナーダイオードのツェナー電圧とスイッチング用トラ
ンジスタのベースエミッタ間電圧を加算した電圧以上の
過電圧が電源受給端子に印加されたときスイッチング回
路を動作させ、負荷を電源ラインから切離し、負荷が保
護されるようになっている。
クロ波用ＦＥＴ(電界効果トランジスタ)の保護用で、ツ
ェナーダイオードのツェナー電圧とスイッチング用トラ
ンジスタのベースエミッタ間電圧を加算した電圧以上の
過電圧が電源受給端子に印加されたときスイッチング回
路を動作させ、負荷を電源ラインから切離し、負荷が保
護されるようになっている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、回路
のＩＣ化について配慮がされておらず、自動車制御用Ｉ
Ｃの保護回路に適用するのが困難であるという問題があ
った。すなわち、現在、自動車で用いられている制御用
のＩＣやセンサ用の信号処理回路用のＩＣは、ＭＯＳト
ランジスタを集積化したＩＣが主流になっているが、し
かして、従来技術では、その回路で使用されている素子
がバイポーラトランジスタとツェナーダイオードであ
り、従って、従来技術は適用が困難になってしまうので
ある。
のＩＣ化について配慮がされておらず、自動車制御用Ｉ
Ｃの保護回路に適用するのが困難であるという問題があ
った。すなわち、現在、自動車で用いられている制御用
のＩＣやセンサ用の信号処理回路用のＩＣは、ＭＯＳト
ランジスタを集積化したＩＣが主流になっているが、し
かして、従来技術では、その回路で使用されている素子
がバイポーラトランジスタとツェナーダイオードであ
り、従って、従来技術は適用が困難になってしまうので
ある。
【００１０】詳しく説明すると以下の通りである。一般
に、制御用のＩＣは、ＭＯＳトランジスタ製造プロセス
を用いた集積回路によって構成されており、従って、そ
の保護回路を同一チップ内に納めて、小型化と低コスト
化を図るためには、保護回路も同じく標準的なＭＯＳト
ランジスタ製造プロセスによって実現できることが望ま
しい。
に、制御用のＩＣは、ＭＯＳトランジスタ製造プロセス
を用いた集積回路によって構成されており、従って、そ
の保護回路を同一チップ内に納めて、小型化と低コスト
化を図るためには、保護回路も同じく標準的なＭＯＳト
ランジスタ製造プロセスによって実現できることが望ま
しい。
【００１１】ところが、一般的なマイコンなどのＩＣに
使われる標準的ＭＯＳトランジスタ製造プロセスには、
ツェナーダイオードやバイポーラトランジスタを作り込
む行程がなく、このため、従来技術を適用するために
は、別の製造プロセスを付加する必要があり、この結
果、適用が困難になってしまうのである。
使われる標準的ＭＯＳトランジスタ製造プロセスには、
ツェナーダイオードやバイポーラトランジスタを作り込
む行程がなく、このため、従来技術を適用するために
は、別の製造プロセスを付加する必要があり、この結
果、適用が困難になってしまうのである。
【００１２】また、マイコンなどのＣＭＯＳプロセスで
過電圧保護回路を実現しようとした際、ＣＭＯＳトラン
ジスタに特有のラッチアップ現象に対する特別の対策が
必要であるが、従来技術では、この点についても配慮が
されていない。
過電圧保護回路を実現しようとした際、ＣＭＯＳトラン
ジスタに特有のラッチアップ現象に対する特別の対策が
必要であるが、従来技術では、この点についても配慮が
されていない。
【００１３】更に、例えば制御用マイコンやセンサなど
の電子部品は、その電源電圧が通常は約５Ｖなので、自
動車に適用された場合には、レギュレーション回路を用
い、バッテリ電圧(通常は、約１２Ｖ)から約５Ｖ程度に
レギュレーションされた電圧を電源電圧として供給する
必要がある。
の電子部品は、その電源電圧が通常は約５Ｖなので、自
動車に適用された場合には、レギュレーション回路を用
い、バッテリ電圧(通常は、約１２Ｖ)から約５Ｖ程度に
レギュレーションされた電圧を電源電圧として供給する
必要がある。
【００１４】しかして、このとき、レギュレーション回
路が破壊した場合や、点検保守時に誤ってバッテリ電圧
を直接印加した場合にも、電子部品が破壊することがな
いようにすることが望ましいが、従来技術では、この点
でも配慮がされていない。
路が破壊した場合や、点検保守時に誤ってバッテリ電圧
を直接印加した場合にも、電子部品が破壊することがな
いようにすることが望ましいが、従来技術では、この点
でも配慮がされていない。
【００１５】加えて、自動車に適用した場合には、実使
用環境がかなり厳しく、エンジンの点火系統で発生する
サージ電圧や、電磁波ノイズによる破壊保護と誤動作防
止も充分に行わなければならないが、この点にも、従来
技術は配慮がされていない。
用環境がかなり厳しく、エンジンの点火系統で発生する
サージ電圧や、電磁波ノイズによる破壊保護と誤動作防
止も充分に行わなければならないが、この点にも、従来
技術は配慮がされていない。
【００１６】本発明の目的は、以上の点に配慮すること
ができ、集積化に適した過電圧保護回路を提供すること
にある。
ができ、集積化に適した過電圧保護回路を提供すること
にある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】上記目的は、以下の手段
により達成される。請求項１に係わる発明では、電源受
給端子の電圧を基準電圧と比較し、過電圧になったこと
を検出する過電圧検出回路と、前記電源受給端子と負荷
用電源端子の間に接続され、前記過電圧検出回路の出力
信号に応じてオンオフ制御されるスイッチング素子とを
備えた過電圧保護回路において、前記基準電圧が、ＭＯ
Ｓトランジスタのソース・ドレイン間電圧により与えら
れるようにしたものである。
により達成される。請求項１に係わる発明では、電源受
給端子の電圧を基準電圧と比較し、過電圧になったこと
を検出する過電圧検出回路と、前記電源受給端子と負荷
用電源端子の間に接続され、前記過電圧検出回路の出力
信号に応じてオンオフ制御されるスイッチング素子とを
備えた過電圧保護回路において、前記基準電圧が、ＭＯ
Ｓトランジスタのソース・ドレイン間電圧により与えら
れるようにしたものである。
【００１８】請求項２に係わる発明では、請求項１の発
明において、前記ＭＯＳトランジスタに拡散抵抗を直列
に接続したものである。請求項３に係わる発明では、請
求項１の発明において、少なくとも前記過電圧検出回路
と前記スイッチング素子が、前記負荷用電源端子に接続
された負荷と共にＭＯＳトランジスタ製造プロセスによ
って、同一チップ上に形成されるようにしたものであ
る。
明において、前記ＭＯＳトランジスタに拡散抵抗を直列
に接続したものである。請求項３に係わる発明では、請
求項１の発明において、少なくとも前記過電圧検出回路
と前記スイッチング素子が、前記負荷用電源端子に接続
された負荷と共にＭＯＳトランジスタ製造プロセスによ
って、同一チップ上に形成されるようにしたものであ
る。
【００１９】請求項４に係わる発明では、請求項１に記
載の発明において、少なくとも前記過電圧検出回路に含
まれたトランジスタと前記スイッチング素子がＰＭＯＳ
トランジスタで構成されるようにしたものである。請求
項５に係わる発明では、請求項３又は請求項４に記載の
発明において、前記トランジスタが、ＥＰＲＯＭ用の高
耐圧ＭＯＳトランジスタで構成されるようにしたもので
ある。
載の発明において、少なくとも前記過電圧検出回路に含
まれたトランジスタと前記スイッチング素子がＰＭＯＳ
トランジスタで構成されるようにしたものである。請求
項５に係わる発明では、請求項３又は請求項４に記載の
発明において、前記トランジスタが、ＥＰＲＯＭ用の高
耐圧ＭＯＳトランジスタで構成されるようにしたもので
ある。
【００２０】請求項６に係わる発明では、請求項１〜請
求項５に記載の発明の何れかにおいて、前記電源受給端
子から前記スイッチング素子を介して前記負荷電源端子
に至る経路が、少なくとも２系統以上に分割して設けら
れるようにしたものである。
求項５に記載の発明の何れかにおいて、前記電源受給端
子から前記スイッチング素子を介して前記負荷電源端子
に至る経路が、少なくとも２系統以上に分割して設けら
れるようにしたものである。
【００２１】請求項７に係わる発明では、請求項６に記
載の発明において、前記少なくとも２系統以上の経路に
対して、前記過電圧検出回路が１回路で兼用されるよう
にしたものである。
載の発明において、前記少なくとも２系統以上の経路に
対して、前記過電圧検出回路が１回路で兼用されるよう
にしたものである。
【００２２】請求項８に係わる発明では、請求項１〜請
求項７に記載の発明の何れかにおいて、前記負荷電源端
子と接地間に並列にシャント素子が接続されるようにし
たものである。請求項９に係わる発明では、請求項１〜
請求項７に記載の発明の何れかにおいて、前記負荷電源
端子と接地間に内蔵電源が設けられるようにしたもので
ある。
求項７に記載の発明の何れかにおいて、前記負荷電源端
子と接地間に並列にシャント素子が接続されるようにし
たものである。請求項９に係わる発明では、請求項１〜
請求項７に記載の発明の何れかにおいて、前記負荷電源
端子と接地間に内蔵電源が設けられるようにしたもので
ある。
【００２３】請求項１０に係わる発明では、請求項９に
記載の発明において、前記内蔵電源をコンデンサにした
ものである。請求項１１に係わる発明では、請求項１〜
請求項１０に記載の発明において、少なくとも前記スイ
ッチング素子が、少なくとも２個のＭＯＳトランジスタ
を直列に接続して構成されるようにしたものである。
記載の発明において、前記内蔵電源をコンデンサにした
ものである。請求項１１に係わる発明では、請求項１〜
請求項１０に記載の発明において、少なくとも前記スイ
ッチング素子が、少なくとも２個のＭＯＳトランジスタ
を直列に接続して構成されるようにしたものである。
【００２４】請求項１２に係わる発明では、請求項３に
記載の発明において、前記同一チップ上に形成される負
荷が、少なくともアナログ回路とロッジック回路及びメ
モリ回路を含む信号処理チップとなるようにしたもので
ある。
記載の発明において、前記同一チップ上に形成される負
荷が、少なくともアナログ回路とロッジック回路及びメ
モリ回路を含む信号処理チップとなるようにしたもので
ある。
【００２５】請求項１３に係わる発明では、請求項３に
記載の発明において、前記同一チップ上に形成される負
荷が、少なくともアナログ回路とロッジック回路、メモ
リ回路及びセンサ素子を含むセンサチップとなるように
したものである。
記載の発明において、前記同一チップ上に形成される負
荷が、少なくともアナログ回路とロッジック回路、メモ
リ回路及びセンサ素子を含むセンサチップとなるように
したものである。
【００２６】
【発明の実施の形態】以下、本発明による過電圧保護回
路について、図示の実施の形態により詳細に説明する。
図１は、本発明の第一の実施形態による過電圧保護回路
１を示したもので、サージ保護回路２と過電圧検出回路
３、それにスイッチング回路４で構成され、電源受給端
子ＶCC と接地端子ＧＮＤを介して、図示しない自動車
のバッテリ(蓄電池)などから直流電力の供給を受け、負
荷用電源端子ＶCCＳに接続された負荷Ｆ１に、過電圧保
護された電力を供給するように構成されている。
路について、図示の実施の形態により詳細に説明する。
図１は、本発明の第一の実施形態による過電圧保護回路
１を示したもので、サージ保護回路２と過電圧検出回路
３、それにスイッチング回路４で構成され、電源受給端
子ＶCC と接地端子ＧＮＤを介して、図示しない自動車
のバッテリ(蓄電池)などから直流電力の供給を受け、負
荷用電源端子ＶCCＳに接続された負荷Ｆ１に、過電圧保
護された電力を供給するように構成されている。
【００２７】サージ保護回路２は、Ｐ型のＭＯＳトラン
ジスタＭＺ１、ＭＺ２と、抵抗ＲＣＣで構成され、２個
のＭＯＳトランジスタＭＺ１、ＭＺ２のＢＶＤＳ(ソー
ス・ドレイン間ブレークダウン電圧)により電源受給端
子ＶCC に印加されたサージ電圧をクランプし、サージ
エネルギを吸収する働きをする。
ジスタＭＺ１、ＭＺ２と、抵抗ＲＣＣで構成され、２個
のＭＯＳトランジスタＭＺ１、ＭＺ２のＢＶＤＳ(ソー
ス・ドレイン間ブレークダウン電圧)により電源受給端
子ＶCC に印加されたサージ電圧をクランプし、サージ
エネルギを吸収する働きをする。
【００２８】過電圧検出回路３は、Ｐ型のＭＯＳトラン
ジスタＭＣ１、ＭＤ１、ＭＤ２と、抵抗ＲＣ１、ＲＣ
２、ＲＭ１で構成され、２個のＭＯＳトランジスタＭＤ
１、ＭＤ２のＶＤＳ(ソース・ドレイン間電圧)を基準電
圧として、これによりサージ保護回路２から供給された
直流電圧を監視し、過電圧を検出する働きをする。
ジスタＭＣ１、ＭＤ１、ＭＤ２と、抵抗ＲＣ１、ＲＣ
２、ＲＭ１で構成され、２個のＭＯＳトランジスタＭＤ
１、ＭＤ２のＶＤＳ(ソース・ドレイン間電圧)を基準電
圧として、これによりサージ保護回路２から供給された
直流電圧を監視し、過電圧を検出する働きをする。
【００２９】ここで、抵抗ＲＣ１と抵抗ＲＣ２、それに
ＭＯＳトランジスタＭＣ１は、２個のＭＯＳトランジス
タＭＤ１、ＭＤ２からなる基準電圧源を駆動するバイア
ス源として働く。
ＭＯＳトランジスタＭＣ１は、２個のＭＯＳトランジス
タＭＤ１、ＭＤ２からなる基準電圧源を駆動するバイア
ス源として働く。
【００３０】スイッチング回路４は、Ｐ型のＭＯＳトラ
ンジスタＭ１、Ｍ２と、抵抗ＲＭ２で構成され、過電圧
検出回路３により過電圧が検出されたとき、ＭＯＳトラ
ンジスタＭ１を介してＭＯＳトランジスタＭ２のゲート
に電圧を印加し、このＭＯＳトランジスタＭ２を遮断
(オフ)に制御し、負荷用電源端子ＶCCＳを電源受給端子
ＶCC から切り離す(カットオフする)働きをする。
ンジスタＭ１、Ｍ２と、抵抗ＲＭ２で構成され、過電圧
検出回路３により過電圧が検出されたとき、ＭＯＳトラ
ンジスタＭ１を介してＭＯＳトランジスタＭ２のゲート
に電圧を印加し、このＭＯＳトランジスタＭ２を遮断
(オフ)に制御し、負荷用電源端子ＶCCＳを電源受給端子
ＶCC から切り離す(カットオフする)働きをする。
【００３１】次に、この図１の実施形態の動作について
説明する。上記したように、過電圧検出回路３のＭＯＳ
トランジスタＭＤ１、ＭＤ２は、ＭＯＳトランジスタＭ
１のゲート電圧を一定電圧に保持するための基準電圧源
として働き、通常は、ＭＯＳトランジスタＭ２を導通
(オン)状態に保っている。
説明する。上記したように、過電圧検出回路３のＭＯＳ
トランジスタＭＤ１、ＭＤ２は、ＭＯＳトランジスタＭ
１のゲート電圧を一定電圧に保持するための基準電圧源
として働き、通常は、ＭＯＳトランジスタＭ２を導通
(オン)状態に保っている。
【００３２】そして、保護するべき過電圧(例えば、負
荷Ｆ１がＣＭＯＳ回路のときは７Ｖ程度)が電源受給端
子ＶCC と接地端子ＧＮＤと間に印加されたとすると、
ＭＯＳトランジスタＭ１のゲート・ソース間に電圧が印
加され、このＭＯＳトランジスタＭ１をオン動作させ
る。
荷Ｆ１がＣＭＯＳ回路のときは７Ｖ程度)が電源受給端
子ＶCC と接地端子ＧＮＤと間に印加されたとすると、
ＭＯＳトランジスタＭ１のゲート・ソース間に電圧が印
加され、このＭＯＳトランジスタＭ１をオン動作させ
る。
【００３３】そうすると、ＭＯＳトランジスタＭ２のゲ
ート・ソース間電圧が低下され、この結果、このＭＯＳ
トランジスタＭ２はオフされ、負荷Ｆ１に対する電源供
給ラインをカットオフし、負荷用電源端子ＶＣＣＳから
負荷Ｆ１に過電圧が印加されるのを禁止し、過電圧保護
機能を発揮する。従って、このときの動作特性は、図２
に示すようになる。
ート・ソース間電圧が低下され、この結果、このＭＯＳ
トランジスタＭ２はオフされ、負荷Ｆ１に対する電源供
給ラインをカットオフし、負荷用電源端子ＶＣＣＳから
負荷Ｆ１に過電圧が印加されるのを禁止し、過電圧保護
機能を発揮する。従って、このときの動作特性は、図２
に示すようになる。
【００３４】この図１の実施形態によれば、全ての回路
素子がＭＯＳトランジスタと拡散抵抗で構成されている
ので、特別な製造プロセスを必要とせず、ごく一般的な
ＣＭＯＳトランジスタ製造プロセスだけで過電圧保護回
路を形成することができる。
素子がＭＯＳトランジスタと拡散抵抗で構成されている
ので、特別な製造プロセスを必要とせず、ごく一般的な
ＣＭＯＳトランジスタ製造プロセスだけで過電圧保護回
路を形成することができる。
【００３５】また、このため、負荷Ｆ１がＭＯＳトラン
ジスタ製造プロセスによるもので構成されていた場合に
は、この負荷Ｆ１と同一チップ上に集積化することがで
き、自動車で用いられている制御用のＩＣやセンサ用の
信号処理回路用のＩＣにも容易に適用することができ
る。
ジスタ製造プロセスによるもので構成されていた場合に
は、この負荷Ｆ１と同一チップ上に集積化することがで
き、自動車で用いられている制御用のＩＣやセンサ用の
信号処理回路用のＩＣにも容易に適用することができ
る。
【００３６】また、この実施形態によれば、過電圧保護
回路を構成するＭＯＳトランジスタが全てＰ型のＭＯＳ
トランジスタで構成されているので、ＣＭＯＳ回路に特
有のラッチアップが防止できる。
回路を構成するＭＯＳトランジスタが全てＰ型のＭＯＳ
トランジスタで構成されているので、ＣＭＯＳ回路に特
有のラッチアップが防止できる。
【００３７】更に、この実施形態によれば、そこで使用
するＭＯＳトランジスタとして高耐圧のＭＯＳトランジ
スタを用いることができ、これにより、保護すべき負荷
Ｆ１が、１チップマイコンなどで、ＥＰＲＯＭなどの高
耐圧ＭＯＳトランジスタを内蔵していた場合にも容易に
適用でき、高電圧に耐え、信頼性の高い過電圧保護を得
ることができる。
するＭＯＳトランジスタとして高耐圧のＭＯＳトランジ
スタを用いることができ、これにより、保護すべき負荷
Ｆ１が、１チップマイコンなどで、ＥＰＲＯＭなどの高
耐圧ＭＯＳトランジスタを内蔵していた場合にも容易に
適用でき、高電圧に耐え、信頼性の高い過電圧保護を得
ることができる。
【００３８】ところで、この図１の実施形態では、基準
電圧源が２個のＭＯＳトランジスタＭＤ１、ＭＤ２で構
成されており、従って、基準電圧は、これらＭＯＳトラ
ンジスタＭＤ１、ＭＤ２のＶＤＳによって定まり、この
ＶＤＳを閾値として過電圧が検出されるので、このＶＤ
Ｓが変化すると、基準電圧も変化してしまう。
電圧源が２個のＭＯＳトランジスタＭＤ１、ＭＤ２で構
成されており、従って、基準電圧は、これらＭＯＳトラ
ンジスタＭＤ１、ＭＤ２のＶＤＳによって定まり、この
ＶＤＳを閾値として過電圧が検出されるので、このＶＤ
Ｓが変化すると、基準電圧も変化してしまう。
【００３９】ここで、このＭＯＳトランジスタＭＤ１、
ＭＤ２のＶＤＳは負の温度係数をもっている。つまり、
温度が上昇するとＶＤＳが低下し、反対に温度が低下す
るとＶＤＳは上昇する。一方、この実施形態では、基準
電圧源となるＭＯＳトランジスタＭＤ１、ＭＤ２に直列
に抵抗ＲＭ１が接続されている。
ＭＤ２のＶＤＳは負の温度係数をもっている。つまり、
温度が上昇するとＶＤＳが低下し、反対に温度が低下す
るとＶＤＳは上昇する。一方、この実施形態では、基準
電圧源となるＭＯＳトランジスタＭＤ１、ＭＤ２に直列
に抵抗ＲＭ１が接続されている。
【００４０】そこで、この抵抗ＲＭ１を拡散抵抗で形成
することにより、この抵抗ＲＭ１に正の温度特性を持た
せることができ、従って、この実施形態によれば、基準
電圧について自動的に温度補償が与えられることにな
り、常に高精度の過電圧保護を得ることができる。
することにより、この抵抗ＲＭ１に正の温度特性を持た
せることができ、従って、この実施形態によれば、基準
電圧について自動的に温度補償が与えられることにな
り、常に高精度の過電圧保護を得ることができる。
【００４１】次に、本発明による過電圧保護回路の他の
実施形態について説明する。まず、図３は、電源系統と
負荷が２系統に分れている場合の本発明の一実施形態
で、このため、図１の実施形態において、ＭＯＳトラン
ジスタＭＺ３、４と抵抗ＲＤＤ、ＭＯＳトランジスタＭ
３が追加された形になっている。
実施形態について説明する。まず、図３は、電源系統と
負荷が２系統に分れている場合の本発明の一実施形態
で、このため、図１の実施形態において、ＭＯＳトラン
ジスタＭＺ３、４と抵抗ＲＤＤ、ＭＯＳトランジスタＭ
３が追加された形になっている。
【００４２】そして、他方の電源受給端子ＶＤＤから抵
抗ＲＤＤとＭＯＳトランジスタＭ３を介して、負荷用電
源端子ＶDDＳに接続された負荷Ｆ２に電圧が印加される
ようになっている。
抗ＲＤＤとＭＯＳトランジスタＭ３を介して、負荷用電
源端子ＶDDＳに接続された負荷Ｆ２に電圧が印加される
ようになっている。
【００４３】この図３の実施形態でも、保護回路動作
は、図１の実施形態と同様なので、説明は省略するが、
この実施形態によれば、過電圧検出回路３とスイッチン
グ回路３のＭＯＳトランジスタＭ１が共用されるので、
その分、構成が簡略化され、コストを低減することがで
きる。
は、図１の実施形態と同様なので、説明は省略するが、
この実施形態によれば、過電圧検出回路３とスイッチン
グ回路３のＭＯＳトランジスタＭ１が共用されるので、
その分、構成が簡略化され、コストを低減することがで
きる。
【００４４】例えばＡ／Ｄ変換回路やＤ／Ａ変換回路な
どのアナログ回路部とロジック回路部が集積化されたＩ
Ｃチップでは、動作安定性の確保のため、それぞれ電源
系統を分離する場合があるが、この図３の実施形態によ
れば、この様な場合に適用でき、端子ピンの個数が多い
ＩＣやアナログ・デジタル混在回路にも容易に対応する
ことができる。
どのアナログ回路部とロジック回路部が集積化されたＩ
Ｃチップでは、動作安定性の確保のため、それぞれ電源
系統を分離する場合があるが、この図３の実施形態によ
れば、この様な場合に適用でき、端子ピンの個数が多い
ＩＣやアナログ・デジタル混在回路にも容易に対応する
ことができる。
【００４５】また、この図３の実施形態によれば、２種
の負荷Ｆ１、Ｆ２の一方から他方へのノイズ影響を抑え
ることができるので、負荷Ｆ１、Ｆ２のがデジタル回路
とアナログ回路の場合でも誤動作の虞れのない過電圧保
護回路を容易に実現することができる。
の負荷Ｆ１、Ｆ２の一方から他方へのノイズ影響を抑え
ることができるので、負荷Ｆ１、Ｆ２のがデジタル回路
とアナログ回路の場合でも誤動作の虞れのない過電圧保
護回路を容易に実現することができる。
【００４６】ここで、アナログ回路では、その出力範囲
や精度が電源電圧値や電源電圧の安定性に影響される
が、この図３の実施形態によれば、回路ブロック毎に過
電圧保護回路が分離されているので、消費電流変動など
によるアナログ部の電源電圧変動を低減することができ
るという効果がある。
や精度が電源電圧値や電源電圧の安定性に影響される
が、この図３の実施形態によれば、回路ブロック毎に過
電圧保護回路が分離されているので、消費電流変動など
によるアナログ部の電源電圧変動を低減することができ
るという効果がある。
【００４７】次に、図４は、本発明の他の一実施形態
で、これは、図１の実施形態にシャント回路５を付加し
たものであり、このシャント回路５は、抵抗ＲＳ１とＭ
ＯＳトランジスタＭＳ１で構成され、更に、このシャン
ト回路５の追加に応じて、スイッチング回路４の抵抗Ｒ
Ｍ２にも抵抗ＲＭ２２が直列に接続され、これにより、
抵抗ＲＭ２が２個の抵抗に分割された形になっている。
で、これは、図１の実施形態にシャント回路５を付加し
たものであり、このシャント回路５は、抵抗ＲＳ１とＭ
ＯＳトランジスタＭＳ１で構成され、更に、このシャン
ト回路５の追加に応じて、スイッチング回路４の抵抗Ｒ
Ｍ２にも抵抗ＲＭ２２が直列に接続され、これにより、
抵抗ＲＭ２が２個の抵抗に分割された形になっている。
【００４８】次に、この図４に示す実施形態の動作につ
いて説明する。いま、電源系統でサージが発生したなど
の理由により、電源受給端子ＶCC に過電圧が現われた
とすると、過電圧検出回路３から出力された信号により
ＭＯＳトランジスタＭ２がオフされ、過電圧保護機能が
働くが、このとき、ＭＯＳトランジスタＭ１から出力さ
れた信号は、更にＭＯＳトランジスタＭＳ１のゲートに
も印加される。
いて説明する。いま、電源系統でサージが発生したなど
の理由により、電源受給端子ＶCC に過電圧が現われた
とすると、過電圧検出回路３から出力された信号により
ＭＯＳトランジスタＭ２がオフされ、過電圧保護機能が
働くが、このとき、ＭＯＳトランジスタＭ１から出力さ
れた信号は、更にＭＯＳトランジスタＭＳ１のゲートに
も印加される。
【００４９】この結果、負荷用電源端子ＶCCＳは、ＭＯ
ＳトランジスタＭ２によって電源受給端子ＶCC から切
り離されると同時に、ＭＯＳトランジスタＭＳ１によ
り、抵抗ＲＳ１を介して接地端子ＧＮＤにシャントされ
る。
ＳトランジスタＭ２によって電源受給端子ＶCC から切
り離されると同時に、ＭＯＳトランジスタＭＳ１によ
り、抵抗ＲＳ１を介して接地端子ＧＮＤにシャントされ
る。
【００５０】従って、この図４の実施形態によれは、ス
イッチ素子であるＭＯＳトランジスタＭ２のドレイン・
ソース間に存在する寄生容量を介して、電源受給端子Ｖ
CCから負荷用電源端子ＶCCＳに伝達されてしまう可能性
のある高周波サージを確実に減衰させることができると
いう効果がある。
イッチ素子であるＭＯＳトランジスタＭ２のドレイン・
ソース間に存在する寄生容量を介して、電源受給端子Ｖ
CCから負荷用電源端子ＶCCＳに伝達されてしまう可能性
のある高周波サージを確実に減衰させることができると
いう効果がある。
【００５１】次に、図５は、本発明の更に別の一実施形
態で、これは、図１に示した実施形態に対して電源安定
化回路６を付加したものであり、ここで、この電源安定
化回路６はコンデンサＣＣで構成されているものであ
る。
態で、これは、図１に示した実施形態に対して電源安定
化回路６を付加したものであり、ここで、この電源安定
化回路６はコンデンサＣＣで構成されているものであ
る。
【００５２】本発明による過電圧保護回路は、例えば、
数ｎｓｅｃ〜数μｓｅｃの極く短い継続時間のサージ電
圧の入力に対しても反応し、スイッチング素子であるＭ
ＯＳトランジスタＭ２がオフ動作するので、保護機能の
点では効果的であるが、その反面、このようなサージ電
圧の入力に際して、その都度、負荷Ｆ１の電源が遮断さ
れてしまう。
数ｎｓｅｃ〜数μｓｅｃの極く短い継続時間のサージ電
圧の入力に対しても反応し、スイッチング素子であるＭ
ＯＳトランジスタＭ２がオフ動作するので、保護機能の
点では効果的であるが、その反面、このようなサージ電
圧の入力に際して、その都度、負荷Ｆ１の電源が遮断さ
れてしまう。
【００５３】しかしながら、この図５の実施形態によれ
ば、コンデンサＣＣからなる電源安定化回路６が設けら
れているので、サージ電圧による短時間の遮断に際して
は、負荷用電源端子ＶCCＳの電圧がほとんど変動するこ
とがないように設計することができ、この結果、サージ
入力時にも負荷Ｆ１の動作を正常に保持させることがで
きるという効果がある。
ば、コンデンサＣＣからなる電源安定化回路６が設けら
れているので、サージ電圧による短時間の遮断に際して
は、負荷用電源端子ＶCCＳの電圧がほとんど変動するこ
とがないように設計することができ、この結果、サージ
入力時にも負荷Ｆ１の動作を正常に保持させることがで
きるという効果がある。
【００５４】また、この図５の実施形態では、ＭＯＳト
ランジスタＭ２がオンのとき、コンデンサＣＣと、サー
ジ保護回路２の抵抗ＲＣＣによってフィルタ回路が形成
されるため、電磁波ノイズが入力された際のフィルタ回
路としての役目を持たせることができ、耐ノイズ性能の
向上が得られるという効果がある。
ランジスタＭ２がオンのとき、コンデンサＣＣと、サー
ジ保護回路２の抵抗ＲＣＣによってフィルタ回路が形成
されるため、電磁波ノイズが入力された際のフィルタ回
路としての役目を持たせることができ、耐ノイズ性能の
向上が得られるという効果がある。
【００５５】更にこのときは、ＭＯＳトランジスタＭ２
のオン抵抗もフィルタ回路の抵抗の一部の働きをし、電
磁波による内部負荷への影響を更に充分に防止できると
いう効果がある。
のオン抵抗もフィルタ回路の抵抗の一部の働きをし、電
磁波による内部負荷への影響を更に充分に防止できると
いう効果がある。
【００５６】次に、図６は、電源電圧の定格値が比較的
高電圧の場合に好適な本発明の一実施形態で、このた
め、図１に示した実施形態におけるサージ保護回路２の
ＭＯＳトランジスタＭＺ１と、スイッチング回路４のス
イッチング素子となるＭＯＳトランジスタＭ２に、更に
ＭＯＳトランジスタＭＺ１１、ＭＺ２２、Ｍ２２をそれ
ぞれ直列に接続したものである。
高電圧の場合に好適な本発明の一実施形態で、このた
め、図１に示した実施形態におけるサージ保護回路２の
ＭＯＳトランジスタＭＺ１と、スイッチング回路４のス
イッチング素子となるＭＯＳトランジスタＭ２に、更に
ＭＯＳトランジスタＭＺ１１、ＭＺ２２、Ｍ２２をそれ
ぞれ直列に接続したものである。
【００５７】従って、この図６の実施形態によれば、各
ＭＯＳトランジスタが有するＢＶＤＳ耐圧特性の倍の過
電圧を対象として保護機能を発揮させることができ、電
源電圧がかなり高い場合にも容易に適用することがてき
る。
ＭＯＳトランジスタが有するＢＶＤＳ耐圧特性の倍の過
電圧を対象として保護機能を発揮させることができ、電
源電圧がかなり高い場合にも容易に適用することがてき
る。
【００５８】ところで、本発明により過電圧保護回路
は、自動車用の各種電子機器の保護用に好適である。そ
こで、本発明による過電圧保護回路を搭載した自動車用
システムの一例を図７に示す。
は、自動車用の各種電子機器の保護用に好適である。そ
こで、本発明による過電圧保護回路を搭載した自動車用
システムの一例を図７に示す。
【００５９】この図７の自動車システムは、バッテリ１
１と、このバッテリ１１の電圧ＶＢ(＝１２Ｖ)を降圧
し、安定化して出力するレギュレータ１２、このレギュ
レータ１２を制御用マイコンと共に搭載した制御ユニッ
ト１５、レギュレータ１２から電圧ＶＣＣ(＝５Ｖ)の供
給を受けて動作するセンサ１３とアクチュエータ１４を
備えたものである。
１と、このバッテリ１１の電圧ＶＢ(＝１２Ｖ)を降圧
し、安定化して出力するレギュレータ１２、このレギュ
レータ１２を制御用マイコンと共に搭載した制御ユニッ
ト１５、レギュレータ１２から電圧ＶＣＣ(＝５Ｖ)の供
給を受けて動作するセンサ１３とアクチュエータ１４を
備えたものである。
【００６０】そして、ここで、センサ１３とアクチュエ
ータ１４に、本発明による過電圧保護回路が一体化して
搭載されており、従って、このときは、センサ１３やア
クチュエータ１４の本体が、本発明による過電圧保護回
路の負荷になっていることになる。
ータ１４に、本発明による過電圧保護回路が一体化して
搭載されており、従って、このときは、センサ１３やア
クチュエータ１４の本体が、本発明による過電圧保護回
路の負荷になっていることになる。
【００６１】制御ユニット１５に搭載されたマイコン
は、センサ１３からセンサ出力信号ＶＳＥＮＳを取込
み、これに応じてアクチュエータ制御信号ＶＡＣＴを演
算し、アクチュエータ１４に出力することにより、エン
ジンなどの制御が得られるようにする。
は、センサ１３からセンサ出力信号ＶＳＥＮＳを取込
み、これに応じてアクチュエータ制御信号ＶＡＣＴを演
算し、アクチュエータ１４に出力することにより、エン
ジンなどの制御が得られるようにする。
【００６２】このような自動車用システムの場合、レギ
ュレータが短絡破損した場合には、センサやアクチュエ
ータに、バッテリ電圧がそのまま印加されてしまう可能
性があり、また、メンテナンス時にセンサやアクチュエ
ータを取り外して、動作確認を行うため電源を投入する
際、誤ってバッテリ電圧を印加してしまう可能性もあ
る。
ュレータが短絡破損した場合には、センサやアクチュエ
ータに、バッテリ電圧がそのまま印加されてしまう可能
性があり、また、メンテナンス時にセンサやアクチュエ
ータを取り外して、動作確認を行うため電源を投入する
際、誤ってバッテリ電圧を印加してしまう可能性もあ
る。
【００６３】しかしながら、この図７のシステムでは、
本発明による過電圧保護回路がセンサ１３とアクチュエ
ータ１４に一体化して搭載されているので、たとえレギ
ュレータ１２が破損しても、センサ１３とアクチュエー
タ１４の本体にバッテリ電圧が印加されてしまう虞れは
なく、誤ってセンサ１３とアクチュエータ１４に高電圧
を印加してしまった場合でも、同じくセンサ１３とアク
チュエータ１４の本体に高電圧が印加されてしまう虞れ
は生じない。
本発明による過電圧保護回路がセンサ１３とアクチュエ
ータ１４に一体化して搭載されているので、たとえレギ
ュレータ１２が破損しても、センサ１３とアクチュエー
タ１４の本体にバッテリ電圧が印加されてしまう虞れは
なく、誤ってセンサ１３とアクチュエータ１４に高電圧
を印加してしまった場合でも、同じくセンサ１３とアク
チュエータ１４の本体に高電圧が印加されてしまう虞れ
は生じない。
【００６４】従って、この図７に示すように、自動車用
システムに本発明による過電圧保護回路を適用すること
により、自動車用部品に要求されるサージやバッテリ電
圧印加という自動車用部品特有の保護機能を持たせるこ
とが可能である。
システムに本発明による過電圧保護回路を適用すること
により、自動車用部品に要求されるサージやバッテリ電
圧印加という自動車用部品特有の保護機能を持たせるこ
とが可能である。
【００６５】次に、本発明による過電圧保護回路を搭載
した信号処理チップの一例を図８に示す。この図８に示
した信号処理チップ２１は、アナログ回路２２、ロッジ
ック回路２３、それにメモリ回路２４を備えた信号処理
チップに、本発明による過電圧保護回路１を搭載したも
のであり、従って、ここでは、アナログ回路２２、ロッ
ジック回路２３、メモリ回路２４が過電圧保護回路１の
負荷(例えば、負荷Ｆ１)になっているものである。
した信号処理チップの一例を図８に示す。この図８に示
した信号処理チップ２１は、アナログ回路２２、ロッジ
ック回路２３、それにメモリ回路２４を備えた信号処理
チップに、本発明による過電圧保護回路１を搭載したも
のであり、従って、ここでは、アナログ回路２２、ロッ
ジック回路２３、メモリ回路２４が過電圧保護回路１の
負荷(例えば、負荷Ｆ１)になっているものである。
【００６６】この信号処理チップ２１は、入力信号ＩＮ
をアナログ／デジタル変換回路(図示してない)によって
デジタル信号に変換し、デジタル演算を行った後、必要
あればアナログ信号に変換して出力信号ＯＵＴを得るよ
うにしたものであり、このとき、演算に必要なプログラ
ムや定数はメモリ回路２４に記憶させておく。なお、こ
のメモリ回路２４は、図示のように、ＲＯＭ、ＲＡＭ、
ＥＰＲＯＭなどで構成されている。
をアナログ／デジタル変換回路(図示してない)によって
デジタル信号に変換し、デジタル演算を行った後、必要
あればアナログ信号に変換して出力信号ＯＵＴを得るよ
うにしたものであり、このとき、演算に必要なプログラ
ムや定数はメモリ回路２４に記憶させておく。なお、こ
のメモリ回路２４は、図示のように、ＲＯＭ、ＲＡＭ、
ＥＰＲＯＭなどで構成されている。
【００６７】このように、本発明による過電圧保護回路
１を適用することにより、ＣＭＯＳプロセスにより、過
電圧保護回路１を信号処理チップ２１と同一のチップ内
に形成できるため、自動車用の信号処理ユニットなど使
用環境が厳しい場所でも、なんら特別な考慮を払うこと
なく、一般用の部品と同様に使用することができるとい
う効果がある。
１を適用することにより、ＣＭＯＳプロセスにより、過
電圧保護回路１を信号処理チップ２１と同一のチップ内
に形成できるため、自動車用の信号処理ユニットなど使
用環境が厳しい場所でも、なんら特別な考慮を払うこと
なく、一般用の部品と同様に使用することができるとい
う効果がある。
【００６８】次に、本発明による過電圧保護回路を搭載
したセンサの一例を図９に示す。この図９に示したセン
サ３１は、アナログ回路２２、ロッジック回路２３、メ
モリ回路２４、それにセンサ素子３２を備えたセンサ
に、本発明による過電圧保護回路１を搭載したものであ
り、従って、ここでも、アナログ回路２２、ロッジック
回路２３、メモリ回路２４などが過電圧保護回路１の負
荷になっているものである。
したセンサの一例を図９に示す。この図９に示したセン
サ３１は、アナログ回路２２、ロッジック回路２３、メ
モリ回路２４、それにセンサ素子３２を備えたセンサ
に、本発明による過電圧保護回路１を搭載したものであ
り、従って、ここでも、アナログ回路２２、ロッジック
回路２３、メモリ回路２４などが過電圧保護回路１の負
荷になっているものである。
【００６９】ここで、このセンサ３１は、例えば圧力や
加速度などの物理量を、例えば抵抗変化信号や静電容量
変化信号などの電気信号に変換し、これを入力信号と
し、アナログ／デジタル変換回路によってデジタル信号
に変換し、デジタル演算を行った後、必要あればアナロ
グ信号に変換して出力信号ＯＵＴとするものである。こ
のときも、演算に必要なプログラムや定数は、ＲＯＭ、
ＲＡＭ、ＥＰＲＯＭなどのメモリからなるメモリ回路２
４に記憶させておく。
加速度などの物理量を、例えば抵抗変化信号や静電容量
変化信号などの電気信号に変換し、これを入力信号と
し、アナログ／デジタル変換回路によってデジタル信号
に変換し、デジタル演算を行った後、必要あればアナロ
グ信号に変換して出力信号ＯＵＴとするものである。こ
のときも、演算に必要なプログラムや定数は、ＲＯＭ、
ＲＡＭ、ＥＰＲＯＭなどのメモリからなるメモリ回路２
４に記憶させておく。
【００７０】この図９に示すセンサ３１においても、本
発明による過電圧保護回路１を適用することにより、Ｃ
ＭＯＳプロセスにより、過電圧保護回路１をセンサ３１
と同一のチップ内に形成できるため、自動車用のセンサ
など使用環境が厳しい場所でも、なんら特別な考慮を払
うことなく、一般用の部品と同様に使用することができ
るという効果がある。
発明による過電圧保護回路１を適用することにより、Ｃ
ＭＯＳプロセスにより、過電圧保護回路１をセンサ３１
と同一のチップ内に形成できるため、自動車用のセンサ
など使用環境が厳しい場所でも、なんら特別な考慮を払
うことなく、一般用の部品と同様に使用することができ
るという効果がある。
【００７１】
【発明の効果】本発明によれば、過電圧保護に必要な回
路が全てＭＯＳトランジスタ製造プロセスにより得るこ
とができるので、負荷も含めて同一チップ上に集積化が
可能になり、しかも、ＣＭＯＳ回路に特有のラッチアッ
プを防止できる 。
路が全てＭＯＳトランジスタ製造プロセスにより得るこ
とができるので、負荷も含めて同一チップ上に集積化が
可能になり、しかも、ＣＭＯＳ回路に特有のラッチアッ
プを防止できる 。
【００７２】この結果、本発明によれば、高い信頼性を
持たせることができ、且つ基準電圧の温度補償が自動的
に得られ、しかも高電圧仕様にも容易に対応できるとい
う効果がある。
持たせることができ、且つ基準電圧の温度補償が自動的
に得られ、しかも高電圧仕様にも容易に対応できるとい
う効果がある。
【００７３】また、本発明によれば、デジタル部からア
ナログ部へのノイズ影響の少ない過電圧保護回路が実現
できるので、消費電流の変動などによるアナログ部での
電源電圧変動が低減できるという効果と、回路規模の増
大が抑えられるという効果とが得られる。
ナログ部へのノイズ影響の少ない過電圧保護回路が実現
できるので、消費電流の変動などによるアナログ部での
電源電圧変動が低減できるという効果と、回路規模の増
大が抑えられるという効果とが得られる。
【００７４】同じく、本発明によれば、サージが現われ
たときでも、負荷を正常に動作させることができ、且つ
電磁波による内部負荷への影響が防止できるという効果
が得られる。
たときでも、負荷を正常に動作させることができ、且つ
電磁波による内部負荷への影響が防止できるという効果
が得られる。
【００７５】更に、本発明によれば、過電圧保護回路を
構成するＭＯＳトランジスタのＢＶＤＳ耐圧以上の過電
圧の保護も得られるので、高電圧仕様にも容易に対応で
きるという効果がある。
構成するＭＯＳトランジスタのＢＶＤＳ耐圧以上の過電
圧の保護も得られるので、高電圧仕様にも容易に対応で
きるという効果がある。
【００７６】また、本発明によれば、自動車用部品に要
求されるサージやバッテーリ電圧印加という自動車部品
特有の保護機能を持たせることができるという効果があ
る。
求されるサージやバッテーリ電圧印加という自動車部品
特有の保護機能を持たせることができるという効果があ
る。
【００７７】更に、本発明による過電圧保護回路の適用
により、自動車用のセンサなどの使用環境の厳しい場所
でも一般用の部品となんら特別な考慮なく、使用できる
という効果がある。
により、自動車用のセンサなどの使用環境の厳しい場所
でも一般用の部品となんら特別な考慮なく、使用できる
という効果がある。
【図１】本発明による過電圧保護回路の一実施形態を示
す回路図である。
す回路図である。
【図２】本発明による過電圧保護回路の一実施形態の動
作を説明するための特性図である。
作を説明するための特性図である。
【図３】本発明による過電圧保護回路の他の一実施形態
を示す回路図である。
を示す回路図である。
【図４】本発明による過電圧保護回路の別の一実施形態
を示す回路図である。
を示す回路図である。
【図５】本発明による過電圧保護回路の更に別の一実施
形態を示す回路図である。
形態を示す回路図である。
【図６】本発明による過電圧保護回路の更に別の一実施
形態を示す回路図である。
形態を示す回路図である。
【図７】本発明による過電圧保護回路が適用されたシス
テムの一例を示すブロック図である。
テムの一例を示すブロック図である。
【図８】本発明による過電圧保護回路が適用されたシス
テムの他の一例を示すブロック図である。
テムの他の一例を示すブロック図である。
【図９】本発明による過電圧保護回路が適用されたシス
テムの更に別の一例を示すブロック図である。
テムの更に別の一例を示すブロック図である。
【図１０】従来技術による過電圧保護回路の一例を示す
回路図である。
回路図である。
１ 過電圧保護回路 ２ サージ保護回路 ３ 過電圧検出回路 ４ スイッチング回路 ５ シャント回路 ６ 電源安定化回路 Ｆ１、Ｆ２ 負荷 ＶCC 電源受給端子 ＧＮＤ 接地 ＶccＳ 負荷用電源端子 １１ バッテリ電源 １２ レギュレータ １３ センサ １４ アクチュエータ １５ 制御ユニット
フロントページの続き (72)発明者 松本 昌大 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 村林 文夫 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 山内 辰美 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 山田 弘道 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 櫻井 康平 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 宮▲崎▼ 敦史 茨城県ひたちなか市高場2520番地 株式会 社日立製作所自動車機器事業部内 Ｆターム(参考） 5F038 AR01 AR28 AZ10 BB03 BB05 BE09 BH02 BH07 BH13 BH15 DF01 DF04 DF05 DF12 DF14 EZ20 5F048 AA02 AB01 AB02 AB10 AC03 CC01 CC09 CC15 CC19
Claims (13)
- 【請求項１】 電源受給端子の電圧を基準電圧と比較
し、過電圧になったことを検出する過電圧検出回路と、
前記電源受給端子と負荷用電源端子の間に接続され、前
記過電圧検出回路の出力信号に応じてオンオフ制御され
るスイッチング素子とを備えた過電圧保護回路におい
て、 前記基準電圧が、ＭＯＳトランジスタのソース・ドレイ
ン間電圧により与えられるように構成されていることを
特徴とする過電圧保護回路。 - 【請求項２】 請求項１に記載の発明において、 前記ＭＯＳトランジスタに拡散抵抗が直列に接続されて
いることを特徴とする過電圧保護回路。 - 【請求項３】 請求項１に記載の発明において、 少なくとも前記過電圧検出回路と前記スイッチング素子
が、前記負荷用電源端子に接続された負荷と共にＭＯＳ
トランジスタ製造プロセスによって、同一チップ上に形
成されていることを特徴とする過電圧保護回路。 - 【請求項４】 請求項１に記載の発明において、 少なくとも前記過電圧検出回路に含まれたトランジスタ
と前記スイッチング素子がＰＭＯＳトランジスタで構成
されていることを特徴とする過電圧保護回路。 - 【請求項５】 請求項３又は請求項４に記載の発明にお
いて、 前記トランジスタが、ＥＰＲＯＭ用の高耐圧ＭＯＳトラ
ンジスタで構成されていることを特徴とする過電圧保護
回路。 - 【請求項６】 請求項１〜請求項５に記載の発明の何れ
かにおいて、 前記電源受給端子から前記スイッチング素子を介して前
記負荷電源端子に至る経路が、少なくとも２系統以上に
分割して設けられていることを特徴とする過電圧保護回
路。 - 【請求項７】 請求項６に記載の発明において、 前記少なくとも２系統以上の経路に対して、前記過電圧
検出回路が１回路で兼用されていることを特徴とする過
電圧保護回路。 - 【請求項８】 請求項１〜請求項７に記載の発明の何れ
かにおいて、 前記負荷電源端子と接地間に並列にシャント素子が接続
されていることを特徴とする過電圧保護回路。 - 【請求項９】 請求項１〜請求項７に記載の発明の何れ
かにおいて、 前記負荷電源端子と接地間に内蔵電源が設けられている
ことを特徴とする過電圧保護回路 - 【請求項１０】 請求項９に記載の発明において、 前記内蔵電源がコンデンサであることを特徴とする過電
圧保護回路。 - 【請求項１１】 請求項１〜請求項１０に記載の発明に
おいて、 少なくとも前記スイッチング素子が、少なくとも２個の
ＭＯＳトランジスタを直列に接続して構成されているこ
とを特徴とする過電圧保護回路。 - 【請求項１２】 請求項３に記載の発明において、 前記同一チップ上に形成される負荷が、少なくともアナ
ログ回路とロッジック回路及びメモリ回路を含む信号処
理チップであることを特徴とする過電圧保護回路。 - 【請求項１３】 請求項３に記載の発明において、 前記同一チップ上に形成される負荷が、少なくともアナ
ログ回路とロッジック回路、メモリ回路及びセンサ素子
を含むセンサチップであることを特徴とする過電圧保護
回路。
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