JP2002318625A - 電圧制御回路 - Google Patents

電圧制御回路

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 出力保持電流Isを任意の値に調節することが
できる出力短絡保護回路の提供。 【解決手段】 電流源回路を接続し、電流をモニターす
るカレントセンス抵抗に予め電流を流しておく。そして
所望の短絡電流が流れたところで、保護回路が動作する
だけの電圧がカレントセンス抵抗に生じるようにして、
任意の短絡電流に調節する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明はモノリシックIC化
された電圧制御回路に関するものであり、特に、出力電
圧保護回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】「特公平７−７４９７６」にあるような
電圧制御回路の出力短絡保護回路が知られていた。従来
の電圧制御回路の出力短絡保護回路の回路図を図２に示
す。入力端子２０１から入力された電圧Vinは制御用MOS
型トランジスタ２０２を通り、出力端子２０３に出力さ
れる。出力端子２０３には、抵抗２０４，２０５が接続
され、抵抗２０４、２０５の接続点の電圧は増幅器２０
６の正入力端子側に入力される。一方、増幅器２０６の
負入力端子側には電源２０７からの基準電圧Vrefが入力
されている。また、増幅器２０６の出力端子は制御用ト
ランジスタ２０２のゲートに接続されている。
【０００３】電流をモニタする為のトランジスタ２１３
と抵抗２０８を直列に接続した回路を制御用トランジス
タ２０２と並列に挿入し、トランジスタ２０９のゲート
電圧はトランジスタ２１３と抵抗２０８との接続点から
供給する。トランジスタ２０９と入力端子２０１の間に
は抵抗２１０を挿入し、インバート回路を構成する。イ
ンバート回路の接続点２１２の出力電圧は制御用トラン
ジスタ２０２のゲート・ソース間に挿入されているトラ
ンジスタ２１１のゲートに入力される。またトランジス
タ２１３のゲート電圧は、制御トランジスタ２０２と同
様に増幅器２０６から供給される。
【０００４】上記の回路構成を取ることにより出力端子
２０３から取り出せる出力電流とそのときの出力電圧特
性は図５に示すような特性を示す。ここでIsは出力保持
電流、Ｉｍは最大電流で、この特性曲線をフの字特性と
呼ぶ。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の出力短
絡保護回路は、出力保持電流Isを任意の値に調節するこ
とが困難であるという欠点があった。これは製造工程上
のばらつき、基板濃度のばらつき、基板上の素子の特性
ばらつきなどによって、抵抗値、トランジスタのしきい
値などが設計の時想定した値から変動するためである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明では新たに電流源
回路を追加し、電流をモニターするカレントセンス抵抗
に予め電流を流しておく。そして所望の短絡電流が流れ
たところで、保護回路が動作するだけの電圧がカレント
センス抵抗に生じるようにして、任意の短絡電流に調節
する。
【０００７】この発明は、電流経路に抵抗を配置し、抵
抗で生じる電圧降下を検出して電流制限を行なう回路を
用いた。ここで、ＭＯＳトランジスタのバックゲートを
使用する。
【０００８】さらに、トランジスタと抵抗を直列に接続
した電流モニタ回路と、前記電流モニタ回路に入力端子
と出力端子を並列に接続した出力電圧制御回路と、前記
抵抗に接続された電流源回路を有する電圧制御回路を使
用した。また、トランジスタと抵抗を直列に接続した電
流モニタ回路と、前記電流モニタ回路に入力端子と出力
端子を並列に接続した出力電圧制御回路と、前記出力電
圧制御回路の出力短絡保護回路と、前記抵抗に接続され
た電流源回路からなり、前記電流源回路が前記抵抗に前
記出力短絡保護回路が動作する電圧を印加する電圧制御
回路を用いた。
【０００９】
【発明実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。
【００１０】（実施例１）図1は本発明の第1の実施例を
示す回路図である。図2と同等な部分は説明を省略す
る。トランジスタ２１３と抵抗２０８の接続点には電流
源１０１が接続されている。この電流源は設計定数、フ
ューズトリミング、レーザートリミング、その他の方法
で電流値を調節できる機能を持つ。出力端子３を接地電
位と短絡した時には、保持電流Isが流れる。このIsは次
のような式で求めることができる。
【００１１】 Is ＝ N×（VTN ／R1 ― IA） （１） ここでVTNはトランジスタ２０９の閾値電圧、R1は抵抗
２０８の抵抗値、Nはトランジスタ２０２とトランジス
タ２１３の電流ミラー比、IAは電流源１０１からトラン
ジスタ２１３と抵抗２０８の接続点に流れ込む、もしく
は流れ出る電流である。
【００１２】式（１）からわかるようにIAを調節するこ
とでIsを任意の値に設定することができる。例えばIsを
３０ｍＡに設定する場合は、VTN＝0.5Ｖ、R1＝500Ω、
トランジスタ２０２とトランジスタ２１３のミラー比を
１００としたとき、 ３０×０．００１ ＝ １００×（０．５／５００ ― IA）（２） 式（２）より IA ＝ ０．０００７Ａ ＝ ０．７ｍＡ よって電流源１０１から０．７ｍＡの電流を流すことに
よって、保持電流Isを３０ｍＡに調節することができ
る。
【００１３】（実施例２）図３は本発明の第1の実施例
を示す回路図である。第1図と重複するところは説明を
省略する。デュプレッション型トランジスタ３０１のゲ
ートとソースは接地されている。トランジスタ３０２は
ソースとバルクが入力端子２０１に、ゲートとドレイン
がトランジスタ３０１に接続されている。トランジスタ
３０３は入力端子２０１とトランジスタ２１３と抵抗２
０８の接続点に接続されている。入力端子に電圧が入力
され、トランジスタ３０１のドレイン電圧が閾値以上の
電圧になると、トランジスタ３０１には定電流回路とし
て機能する。トランジスタ３０２とトランジスタ３０１
は電流が流れる経路が同じなので、等しい電流が流れ
る。トランジスタ３０２とトランジスタ３０３はゲート
が共通なため、トランジスタ３０１に流れる電流に比例
した電流IAが流れる。この電流の比例定数はトランジス
タ３０２、３０３それぞれのサイズによって決定され
る。トランジスタ３０２、３０３のチャネル長をそれぞ
れL1、L2、チャネル幅をW1、W2、デュプレッション型ト
ランジスタ３０１に流れる電流をIdepとするとIAは以下
の式で表される。
【００１４】IA ＝ （W2／L2）／（W1／L1）× Idep よってトランジスタ３０２、３０３のサイズを適切に設
定することで、IAを調節できる。IAを調節することで保
持電流Isを任意の値に設定できることは（実施例１）に
おいて説明した通りであり、図３の回路でIsを任意の値
に調節できることは明白である。
【００１５】（実施例3）図４は本発明の第３の実施例
を示す回路図である。第1図、第２図、図３と重複する
ところは説明を省略する。デュプレッション型トランジ
スタ４０４のゲートとソースは出力端子２０３に、バル
クは接地されている。トランジスタ４０２はソースとバ
ルクが入力端子２０１に、ゲートとドレインがトランジ
スタ４０４に接続されている。トランジスタ４０３は入
力端子２０１とトランジスタ２１３と抵抗２０８の接続
点に接続されている。入力端子に電圧が入力され、トラ
ンジスタ４０４のドレイン電圧が閾値以上の電圧になる
と、トランジスタ４０４には定電流回路として機能す
る。トランジスタ４０２とトランジスタ４０４は電流が
流れる経路が同じなので、等しい電流が流れる。トラン
ジスタ４０２とトランジスタ４０３はゲートが共通なた
め、トランジスタ４０４に流れる電流に比例した電流IA
が流れる。この電流の比例定数はトランジスタ４０２、
４０３それぞれのサイズによって決定される。トランジ
スタ４０２、４０３のチャネル長をそれぞれL1、L2、チ
ャネル幅をW1、W2、デュプレッション型トランジスタ４
０４に流れる電流をIdepとするとIAは以下の式で表され
る。
【００１６】IA ＝ （W2／L2）／（W1／L1）× Idep よってトランジスタ４０２、４０３のサイズを適切に設
定することで、IAを調節することができる。IAを調節す
ることで保持電流Isを任意の値に設定できることは（実
施例１）において説明した通りであり、図３の回路でIs
を任意の値に調節できることは明白である。
【００１７】
【発明の効果】本発明の測定回路には以下のような効果
がある。従来の電源保護回路に電流源を追加し、電流現
からの電流値を適当な値にすることで、保持電流Isを任
意の値に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例の回路図である。
【図２】従来の電圧制御回路。
【図３】本発明の第２実施例の測定器の回路ブロック図
である。
【図４】本発明の第３実施例の測定器の回路ブロック図
である。
【図５】従来の電圧制御回路の出力電圧特性
【符号の説明】
１０１…電流源回路 ２０１…入力端子 ２０２…制御用MOS型トランジスタ ２０３…出力端子 ２０４…抵抗 ２０５…抵抗 ２０６…増幅器 ２０７…電源 ２０８…抵抗 ２０９…トランジスタ ２１０…増幅器 ２１１…トランジスタ ２１２…接続点 ２１３…トランジスタ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 トランジスタと抵抗を直列に接続した電
    流モニタ回路と、前記電流モニタ回路に入力端子と出力
    端子を並列に接続した出力電圧制御回路と、前記抵抗に
    接続された電流源回路を有する電圧制御回路。
  2. 【請求項２】 トランジスタと抵抗を直列に接続した電
    流モニタ回路と、前記電流モニタ回路に入力端子と出力
    端子を並列に接続した出力電圧制御回路と、前記出力電
    圧制御回路の出力短絡保護回路と、前記抵抗に接続され
    た電流源回路からなり、 前記電流源回路が前記抵抗に前記出力短絡保護回路が動
    作する電圧を印加する電圧制御回路。
  3. 【請求項３】 電流経路に抵抗を配置し、抵抗で生じる
    電圧降下を検出して電流制限を行なう回路。
  4. 【請求項４】 請求項１に示す回路のうち、ＭＯＳトラ
    ンジスタのバックゲートを使用することを特徴とする回
    路。
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