JP2005073427A - 電界効果型トランジスタ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＭＯＳＦＥＴに電流検出抵抗を内蔵し、外付けの電流検出抵抗を不要とする。
【解決手段】ＭＯＳＦＥＴ１９のベアチップ２０のドレイン電極が取付けられる板状のドレインリード１８と、ベアチップ２０のソース電極に板状の電極板２１を介して接続されたソースリード２２と、前記ソースリード２２とは別に補助ソースリード２５を設け、ベアチップのソース電極と前記補助ソースリード間を所定の抵抗値を有する金属細線２６又は金属板２７で接続し、電流検出抵抗とする。
【選択図】 図１

Description

本発明はスイッチング電源回路に用いられるＭＯＳＦＥＴのソース電極に電流検出用の抵抗を組込んだ電界効果型トランジスタ装置に関する。

種々の商業電源電圧から所定の直流の負荷電力を得るスイッチング電源回路では、スイッチング用のＭＯＳＦＥＴをトランスの一次側巻線に接続し、ＭＯＳＦＥＴを制御回路からのスイッチング信号でオン・オフさせることにより、トランスの二次側巻線に必要とする負荷電力を得ている。

図５はＭＯＳＦＥＴを用いたスイッチング電源回路の回路図である。端子Ｔ１、Ｔ２には８０Ｖ〜２６４Ｖの商業電圧が加えられる。端子Ｔ１、Ｔ２に加えられた商業電圧はチョーク回路１を経てブリッジ整流回路２で整流されコンデンサ３で平滑された後、トランス４の一次側巻線５に加えられる。

トランス４の一次側巻線５の一端とアース間に接続されているスイッチング用のＭＯＳＦＥＴ８は制御回路９からのパルス状のスイッチング信号にてオン・オフされる。従って一次側巻線５に流れる電流は断続させ、トランス４の二次側巻線６に二次側電圧が発生される。二次側電圧は整流回路１０で整流され、平滑回路１１で平滑され、負荷１２に負荷電圧を供給する。

負荷に供給される負荷電圧はスイッチング信号のパルス幅を変え、スイッチング用のＭＯＳＦＥＴ８のオン・オフ期間を変えることにより変えられるので、スイッチング信号のパルス幅を制御することにより必要とする負荷電力を得ることができる。

またＭＯＳＦＥＴ８のソース端子とグランドライン５０間には電流検出抵抗１４が接続されており、電流検出抵抗１４の端子電圧と基準電圧源１６の基準電圧とが比較回路１５で比較され、その出力信号で制御回路９から発生するスイッチング信号のパルス幅を制御し、商業電圧の変動にかかわらず所定の負荷電力が得られるようにしている。

図６は前述したスイッチング電源回路に用いられた従来のスイッチング用のＭＯＳＦＥＴ８の平面図である。

ＭＯＳＦＥＴ８のベアチップ２０の下面に設けられたドレイン電極が板状のドレインリード１８に直接取付けられている。そしてベアチップ２０の上面に形成されたソース電極は板状の電極板２１を介してソースリード２２に接続されている。同様にベアチップ２０のゲート電極は金属細線２３でゲートリード２４に接続されている。

ＭＯＳＦＥＴ８のベアチップ２０、ドレインリード１８、電極板２１、ソースリード２２およびゲートリード２４はこれら電極の一部を露出させてその他を絶縁性樹脂で被覆し且つ一体的に固定している。

ＭＯＳＦＥＴ８のドレインリード１８はトランス４の一次側巻線５の一端に接続され、ソースリード２２は外付けの電流検出抵抗１４を介してグランドライン５０に接続されている。
米国特許第６，３０７，７５５公報

前述したようにスイッチング電源回路において、トランスの一次側巻線に接続されたＭＯＳＦＥＴのソース電極に流れる電流を検出するために、電流検出抵抗が必要である。そのため従来はソースリードに電流検出抵抗を外付けしていたので、部品数の増加及び手間がかかり、コストの上昇を招いた。

本発明は電流検出抵抗を簡単に内蔵できるようにしたもので、
スイッチング用のＭＯＳＦＥＴのベアチップと、前記ＭＯＳＦＥＴのベアチップが取付けられる板状のドレインリードと、ＭＯＳＦＥＴのベアチップのソース電極に板状の電極板を介して接続されたソースリードと、前記ＭＯＳＦＥＴのベアチップのゲート電極が接続されるドレインリードと、前記ソースリードとは別に補助ソースリードを設け、ＭＯＳＦＥＴのベアチップのソース電極と前記補助ソースリード間を所定の抵抗値を有する金属細線又は金属板で接続し、電流検出抵抗とした電界効果型トランジスタ装置を提供する。

本発明の電界効果型トランジスタ装置はソースリードと別に補助ソースリードを設け、ベアチップのソースと補助ソースリード間を所定の抵抗値を有する金属細線又は金属板で接続し電流検出抵抗としたので、従来のように別に外付けで電流検出抵抗を接続する必要がない。従ってセット部品数を削減することができ、セット実装面積を低減できる。

本発明の電界効果型トランジスタを図１〜図４に従って説明する。

図１は本発明の電界効果型トランジスタの平面図である。図６に示す従来の電界効果型トランジスタと同一部分は同一番号で示す。

ＭＯＳＦＥＴ１９のベアチップ２０は下面に形成されたドレイ電極が放熱を良くするため銅製板状のドレインリード１８に直接取付けられている。又ベアチップ２０の表面に形成されたソース電極は電極板２１を介してソースリード２２に接続されている。ソースリード２２および電極板２１とはドレインリード１８と同様に配線抵抗の低減を図るためと放熱を良くするために銅板を用いている。ベアチップ２０のゲートは金属細線２３でゲートリード２４に接続されている。

本発明の特徴とするところはソースリード２２とは別に補助ソースリード２５を設け、ベアチップ２０のソース電極と所定の抵抗値を有する金属細線２６で接続し、電流検出抵抗としている。

ＭＯＳＦＥＴ１９のベアチップ２０、ドレインリード１８、電極板２１、ソースリード２２、ゲートリード２４および補助ソースリード２５はこれら電極の一部を露出させてその他を絶縁性樹脂で被覆し且つ一体的に固定している。

図２は前述のようにして形成されたＭＯＳＦＥＴ１９の等価回路図である。ＭＯＳＦＥＴ１９はベアチップ２０のドレイン電極に直接に取付けられたドレインリード１８とベアチップ２０のソース電極に電極板２１を介して接続されたソースリード２２及びベアチップ２０のゲート電極に接続されたゲートリード２４を有する。さらにベアチップ２０のソース電極に電流検出抵抗（約０．００５Ω）となる金属細線２６を介して接続された補助ソースリード２５を有する。

図３は本発明の電界効果型トランジスタの他の実施例を示す平面図である。図１と異なる点はベアチップ２０のソース電極と補助ソースリード２５とを金属細線２６で接続する代わりに所定の抵抗値を有する金属板２７で接続し、電流検出抵抗としていることで、その他は図１に示す本発明の電界効果型トランジスタと同一である。

図４は前述したＭＯＳＦＥＴ１９を用いたスイッチング電源回路の回路図である。端子Ｘ１、Ｘ２には８０Ｖ〜２６４Ｖの商業電圧が加えられる。端子Ｘ１、Ｘ２に加えられた商業電圧はチョークコイル３１を介してダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４よりなるブリッジ整流回路３２に加えられる。ブリッジ整流回路３２には平滑コンデンサ３３が接続されている。

ブリッジ整流回路３２の出力点Ｙはトランス３４の一次側巻線３５の一端に接続され、他端はＭＯＳＦＥＴ１９のドレインリード１８に接続されている。またブリッジ整流回路３２の他方の出力点ＺはＭＯＳＦＥＴ１９のソースリード２２に接続されると共に補助ソースリード２５に接続されている。

補助ソースリード２５は比較回路３８の一入力端子に加えられる。さらにＭＯＳＦＥＴ１９のゲートリード２４は制御回路３９の出力端子に接続されている。トランス３４の二次側巻線３６には整流回路４０及び平滑回路４１と負荷４２が接続されている。

次に本発明の電界効果型トランジスタ装置を用いたスイッチング電源回路の動作を説明する。端子Ｘ１、Ｘ２に加えられた商業電圧はチョーク回路３１を経てブリッジ整流回路３２に加えられ、ブリッジ整流回路３２で整流され、平滑コンデンサ３３で平滑された後、トランス３４の一次側巻線３５に加えられる。

トランス３４の一次側巻線３５の一端とグランドライン５０間に接続されているスイッチング用のＭＯＳＦＥＴ１９は制御回路３９からのパルス状のスイッチング信号にてオン・オフされる。従ってＭＯＳＦＥＴ１９がオンされると、ブリッジ整流回路３２にて整流され一次側巻線３５加えられた直流電圧はＭＯＳＦＥＴ１９のドレイン・ソースを介して流れ、ＭＯＳＦＥＴ１９がオフされると遮断させる。

従ってトランス３４の一次側巻線３５に流れる直流電流は断続させ、トランス３４の二次側巻線３６に二次側電圧を発生させる。二次側電圧は整流回路４０で整流され、平滑回路４１で平滑され、負荷４２に負荷電力を供給する。

負荷４２に供給される負荷電力はスイッチング信号のパルス幅を変え、スイッチング用のＭＯＳＦＥＴ１９のオン・オフ期間を変えることにより変えられるので、スイッチング信号のパルス幅を制御することにより必要とする負荷電力を得ることができる。

ところでトランス３４の一次側巻線３５に加えられた直流電流の大部分はＭＯＳＦＥＴ１９のソースリード２２を通って流れるが、ソースリード２２に僅かの抵抗を有するために一部分は補助ソースリード２５に流れる。ＭＯＳＦＥＴ１９のソースと補助ソースリード２５間には金属細線２６あるいは金属板２７よりなる電流検出抵抗が接続されている。

そのためトランス３４の一次側巻線３５に加えられた直流電流の一部分が流れる結果、金属細線２６又は金属板２７に検出電圧を生じる。生じた検出電圧は比較回路３８の一方の入力端子に加り、他方の入力端子に加えられる基準電圧源４３の基準電圧と比較される。比較回路３８で金属細線２６あるいは金属板２７
の一端に生じた検出電圧と基準電圧と比較し、検出電圧と基準電圧との差に応じた出力信号を発生する。図４の回路図ではソースリード２２にも点線の抵抗で示すように金属細線２６又は金属板２７よりは小さい抵抗があり、上述した検出電圧を取り出すことができる。

比較回路３８から検出電圧と基準電圧の差に応じて発生された出力信号は制御回路３９に加わり、制御回路３９から出力信号によってパルス幅が制御されたスイッチング信号を発生し、そのスイッチング信号でＭＯＳＦＥＴ２０のオン・オフ時間を変える。従って商業電圧が変化してトランス３４の一次側巻線３５に生じる電圧が変化しても、負荷４２に必要とする負荷電圧を供給できる。

本発明の電界効果トランジスタ装置の平面図である。 本発明の電界効果トランジスタ装置の等価回路図である。 本発明の電界効果トランジスタ装置の他の実施例を示す平面図である。 本発明の電界効果トランジスタ装置を用いたスイッチング電源回路の回路図である。 従来のスイッチング電源回路の回路図である。 従来の電界効果トランジスタ装置の平面図である。

符号の説明

１８ ドレインリード
１９ ＭＯＳＦＥＴ
２０ ベアチップ
２２ ソースリード
２４ ゲートリード
２５ 補助ソースリード
２６ 金属細線
２７ 金属板

Claims (2)

1. スイッチング用のＭＯＳＦＥＴのベアチップと、
   前記ＭＯＳＦＥＴのベアチップが取付けられる板状のドレインリードと、
   ＭＯＳＦＥＴのベアチップのソース電極に板状の電極板を介して接続されたソースリードと、
   前記ＭＯＳＦＥＴのベアチップのゲート電極が接続されるゲートリードと、
   前記ソースリードとは別に設けられた補助ソースリードとよりなり、
   ＭＯＳＦＥＴのベアチップのソース電極と前記補助ソースリード間を所定の抵抗値を有する金属細線で接続し電流検出抵抗としたことを特徴とする電界効果型トランジスタ装置。
2. スイッチング用のＭＯＳＦＥＴのベアチップと、
   前記ＭＯＳＦＥＴのベアチップが取付けられる板状のドレインリードと、
   ＭＯＳＦＥＴのベアチップのソース電極に板状の電極板を介して接続されたソースリードと、
   前記ＭＯＳＦＥＴのベアチップのゲート電極が接続されるゲートリードと、
   前記ソースリードとは別に設けられた補助ソースリードとよりなり、
   ＭＯＳＦＥＴのベアチップのソース電極と前記補助ソースリード間を所定の抵抗値を有する金属板で接続し電流検出抵抗としたことを特徴とする電界効果型トランジスタ装置。

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