JP2011249983A - Semiconductor integrated circuit device - Google Patents

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芳憲 新田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress an overcurrent of an output transistor by a simplified circuit configuration.SOLUTION: An overcurrent protection circuit 30 of a semiconductor integrated circuit device 70 includes an overcurrent detector 1 and an overcurrent controller 2. The overcurrent detector 1 includes current sources 11 through 13 and NPN transistors Q1 through Q3. The NPN transistor Q1 and the NPN transistor Q2 constitute a first current mirror circuit, and output an overcurrent detection signal Skk from the collector side of the NPN transistor Q2. The NPN transistor Q1 and the NPN transistor Q3 constitute a second current mirror circuit, and output an overcurrent control signal Sks from the collector side of the NPN transistor Q3 to the overcurrent controller 2. The overcurrent protection circuit 30 detects an overcurrent flowing into an output transistor MDT1 in between the source of the output transistor MDT1 and a resistor R1, and then suppresses the overcurrent.

Description

本発明は、半導体集積回路装置に関する。   The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device.

半導体集積回路装置に設けられるオープンドレイン型やオープンコレクタ型の出力トランジスタには、過電流を検出して過電流を抑制する過電流保護回路が設けられる(例えば、特許文献1参照。)。   An open drain type or open collector type output transistor provided in a semiconductor integrated circuit device is provided with an overcurrent protection circuit that detects an overcurrent and suppresses the overcurrent (see, for example, Patent Document 1).

特許文献1に記載される過電流保護回路は、回路を形成する素子数が多いという問題点がある。素子数が多いとチップ面積が増大し半導体集積回路装置のコストが増大する。   The overcurrent protection circuit described in Patent Document 1 has a problem that the number of elements forming the circuit is large. When the number of elements is large, the chip area increases and the cost of the semiconductor integrated circuit device increases.

特開平2−285932号公報JP-A-2-285932

本発明は、簡略な回路構成で出力トランジスタの過電流を抑制する半導体集積回路装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a semiconductor integrated circuit device that suppresses an overcurrent of an output transistor with a simple circuit configuration.

本発明の一態様の半導体集積回路装置は、出力端子に出力電流を第1の端子から出力する出力トランジスタと、第1のトランジスタ側で第1の電流を流し、相対向する第2のトランジスタ側で前記第1の電流のn倍(ただし、n>1)の第2の電流を流す第1のカレントミラー回路と、前記第1のトランジスタ側で第1の電流を流し、相対向する第3のトランジスタ側で前記第1の電流の(n+m)倍(ただし、(n+m)>n)の第3の電流を流す第2のカレントミラー回路とを有し、前記第2のトランジスタの第1の端子から過電流検出信号を検出し、前記第3のトランジスタの第1の端子から過電流制御信号を検出し、前記第2及び第3のトランジスタの第2端子が前記出力トランジスタの第2の端子に接続される過電流検出部と、前記過電流制御信号が入力され、前記過電流制御信号に基づいて前記出力トランジスタの制御端子に供給される制御信号の信号レベルを制御して過電流を抑制する過電流制御部とを具備することを特徴とする。   The semiconductor integrated circuit device according to one embodiment of the present invention includes an output transistor that outputs an output current from the first terminal to the output terminal, and a second transistor side that is opposite to each other by flowing the first current on the first transistor side. And a first current mirror circuit for supplying a second current n times (where n> 1) the first current, and a third current that is opposite to the first current on the first transistor side. A second current mirror circuit for flowing a third current (n + m) times (where (n + m)> n) of the first current on the transistor side of the first transistor, and the first current of the second transistor An overcurrent detection signal is detected from a terminal, an overcurrent control signal is detected from a first terminal of the third transistor, and a second terminal of the second and third transistors is a second terminal of the output transistor. The overcurrent detector connected to the An overcurrent control unit that receives an overcurrent control signal and controls a signal level of a control signal supplied to a control terminal of the output transistor based on the overcurrent control signal to suppress the overcurrent. Features.

更に、本発明の他態様の半導体集積回路装置は、出力端子に出力電流をドレインから出力するNch MOSトランジスタと、前記Nch MOSトランジスタのソースと低電位側電源の間に設けられる抵抗と、第1のNPNトランジスタ側で第1の電流を流し、相対向する前記第1のNPNトランジスタのn倍(ただし、n>1)のエミッタ面積を有する第2のNPNトランジスタ側で第2の電流を流す第1のカレントミラー回路と、前記第1のNPNトランジスタ側で第1の電流を流し、相対向する前記第1のNPNトランジスタの(n+m)倍(ただし、(n+m)>n)のエミッタ面積を有する第3のNPNトランジスタ側で第3の電流を流す第2のカレントミラー回路と、高電位側電源と前記第1乃至3のNPNトランジスタのコレクタの間にそれぞれ設けられる第1乃至3の電流源とを有し、前記第2のNPNトランジスタのコレクタから過電流検出信号を検出し、前記第3のNPNトランジスタのコレクタから過電流制御信号を検出し、前記第2及び第3のNPNトランジスタのエミッタが前記Nch MOSトランジスタのソースと前記抵抗の間に接続される過電流検出部と、前記過電流制御信号が入力され、前記過電流制御信号に基づいて前記Nch MOSトランジスタのゲートに供給される制御信号の信号レベルを制御して過電流を抑制する過電流制御部とを具備することを特徴とする。   Furthermore, a semiconductor integrated circuit device according to another aspect of the present invention includes an Nch MOS transistor that outputs an output current from the drain to an output terminal, a resistor provided between the source of the Nch MOS transistor and a low-potential side power supply, A first current is caused to flow on the NPN transistor side of the first NPN transistor, and a second current is caused to flow on the second NPN transistor side having an emitter area n times (where n> 1) that of the opposing first NPN transistor. 1 current mirror circuit and a first current flowing on the first NPN transistor side, and has an emitter area that is (n + m) times (where (n + m)> n) the first NPN transistor facing each other. A second current mirror circuit for passing a third current on the third NPN transistor side; a high-potential side power supply; and a collector of the first to third NPN transistors. First to third current sources provided between the first and second current sources, detecting an overcurrent detection signal from the collector of the second NPN transistor, and receiving an overcurrent control signal from the collector of the third NPN transistor. Detecting, an overcurrent detection unit in which the emitters of the second and third NPN transistors are connected between the source of the Nch MOS transistor and the resistor, and the overcurrent control signal is input, and the overcurrent control signal And an overcurrent control unit that controls the signal level of the control signal supplied to the gate of the Nch MOS transistor to suppress overcurrent.

本発明によれば、簡略な回路構成で出力トランジスタの過電流を抑制する半導体集積回路装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a semiconductor integrated circuit device that suppresses an overcurrent of an output transistor with a simple circuit configuration.

本発明の実施例1に係る半導体集積回路装置を示す回路図。1 is a circuit diagram showing a semiconductor integrated circuit device according to Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施例1に比較例の半導体集積回路装置を示す回路図。1 is a circuit diagram showing a semiconductor integrated circuit device of a comparative example in Example 1 of the present invention. 本発明の実施例1に係る過電流保護の動作を説明する図、図3(a)は出力トランジスタに流れる電流と検出電圧の関係を示す図、図3(b)は出力トランジスタに流れる電流と出力電圧の関係を示す図。FIG. 3A is a diagram illustrating the relationship between the current flowing through the output transistor and the detection voltage, and FIG. 3B is the current flowing through the output transistor. The figure which shows the relationship of an output voltage. 本発明の実施例2に係る半導体集積回路装置を示す回路図。FIG. 6 is a circuit diagram showing a semiconductor integrated circuit device according to a second embodiment of the present invention. 本発明の実施例3に係る半導体集積回路装置を示す回路図。FIG. 6 is a circuit diagram showing a semiconductor integrated circuit device according to a third embodiment of the present invention.

以下本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

まず、本発明の実施例1に係る半導体集積回路装置について、図面を参照して説明する。図1は半導体集積回路装置を示す回路図、図2は比較例の半導体集積回路装置を示す回路図である。本実施例では、カレントミラー回路を用いて出力トランジスタの過電流を検出して過電流を抑制している。   First, a semiconductor integrated circuit device according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit diagram showing a semiconductor integrated circuit device, and FIG. 2 is a circuit diagram showing a semiconductor integrated circuit device of a comparative example. In this embodiment, an overcurrent of the output transistor is detected by using a current mirror circuit to suppress the overcurrent.

図1に示すように、半導体集積回路装置70には、制御部3、過電流保護回路30、バッファBF11、バッファBF1n、ダイオードD1、出力トランジスタMDT1、出力端子PVo、及び抵抗R1が設けられる。半導体集積回路装置70は、オープンドレイン型出力ドライバであり、民生用及び産業用の電子機器などに多用される。   As shown in FIG. 1, the semiconductor integrated circuit device 70 is provided with a control unit 3, an overcurrent protection circuit 30, a buffer BF11, a buffer BF1n, a diode D1, an output transistor MDT1, an output terminal PVo, and a resistor R1. The semiconductor integrated circuit device 70 is an open drain type output driver, and is often used for consumer electronic devices and industrial electronic devices.

出力トランジスタMDT1は、ドレイン(第1の端子)がノードN5及び出力端子Pvoに接続され、ゲート(制御端子)に過電流保護回路30から出力される制御信号が入力され、ソース(第2の端子)がノードN4に接続され、ドレイン(第1の端子)から出力端子Pvoに出力信号Soutを出力する。出力トランジスタMDT1は、オープンドレイン型Nch(Nチャンネル) DMOSトランジスタである。なお、出力トランジスタMDT1には、カソードが出力トランジスタMDT1のドレインに接続され、アノードが出力トランジスタMDT1のソースに接続されるダイオードDN1が内蔵される。   The output transistor MDT1 has a drain (first terminal) connected to the node N5 and the output terminal Pvo, a gate (control terminal) that receives a control signal output from the overcurrent protection circuit 30, and a source (second terminal). ) Is connected to the node N4, and the output signal Sout is output from the drain (first terminal) to the output terminal Pvo. The output transistor MDT1 is an open drain Nch (N channel) DMOS transistor. The output transistor MDT1 includes a diode DN1 whose cathode is connected to the drain of the output transistor MDT1, and whose anode is connected to the source of the output transistor MDT1.

高電位側電源VccとノードN5の間には、ダイオードD1が設けられる。ダイオードD1は、カソードが高電位側電源Vccに接続され、アノードがノードN5に接続される保護ダイオードである。抵抗R1は、一端がノードN4に接続され、他端が低電位側電源(接地電位)Vssに接続される。   A diode D1 is provided between the high potential side power supply Vcc and the node N5. The diode D1 is a protective diode having a cathode connected to the high potential side power supply Vcc and an anode connected to the node N5. The resistor R1 has one end connected to the node N4 and the other end connected to the low potential side power supply (ground potential) Vss.

過電流保護回路30には、過電流検出部1と過電流制御部2が設けられる。過電流保護回路30は、出力トランジスタMDT1に流れる過電流を検出して、過電流を抑制する。   The overcurrent protection circuit 30 includes an overcurrent detection unit 1 and an overcurrent control unit 2. The overcurrent protection circuit 30 detects an overcurrent flowing through the output transistor MDT1 and suppresses the overcurrent.

過電流検出部1には、電流源11乃至13、NPNトランジスタQ1乃至Q3が設けられる。過電流検出部1は、出力トランジスタMDT1に流れる過電流を出力トランジスタMDT1のソース側(ノードN4)で検出し、過電流検出信号Skkと過電流制御信号Sksを生成する。   The overcurrent detection unit 1 includes current sources 11 to 13 and NPN transistors Q1 to Q3. The overcurrent detection unit 1 detects an overcurrent flowing through the output transistor MDT1 on the source side (node N4) of the output transistor MDT1, and generates an overcurrent detection signal Skk and an overcurrent control signal Sks.

電流源11は、高電位側電源VddとノードN1の間に設けられ、ノードN1側に第1の電流を流す。電流源12は、高電位側電源VddとノードN2の間に設けられ、ノードN2側に第2の電流を流す。電流源13は、高電位側電源VddとノードN3の間に設けられ、ノードN3側に第3の電流を流す。   The current source 11 is provided between the high-potential-side power supply Vdd and the node N1, and flows a first current to the node N1 side. The current source 12 is provided between the high potential side power source Vdd and the node N2, and allows a second current to flow to the node N2 side. The current source 13 is provided between the high potential side power source Vdd and the node N3, and allows a third current to flow to the node N3 side.

NPNトランジスタQ1は、コレクタ(第1の端子)及びベース(制御端子)がノードN1に接続され、エミッタ(第2の端子)が低電位側電源(接地電位)Vssに接続され、低電位側電源(接地電位)Vss側に第1の電流を流す。NPNトランジスタQ2は、コレクタ(第1の端子)がノードN2に接続され、ベース(制御端子)がNPNトランジスタQ1のベース(制御端子)及びノードN1に接続され、エミッタ(第2の端子)がノードN4に接続されエミッタ側に第2の電流を流す。NPNトランジスタQ3は、コレクタ(第1の端子)がノードN3に接続され、ベース(制御端子)がNPNトランジスタQ1のベース(制御端子)及びノードN1に接続され、エミッタ(第2の端子)がノードN4に接続されエミッタ側に第3の電流を流す。   The NPN transistor Q1 has a collector (first terminal) and a base (control terminal) connected to the node N1, an emitter (second terminal) connected to a low potential power supply (ground potential) Vss, and a low potential power supply. (Ground potential) A first current is supplied to the Vss side. The NPN transistor Q2 has a collector (first terminal) connected to the node N2, a base (control terminal) connected to the base (control terminal) and the node N1 of the NPN transistor Q1, and an emitter (second terminal) connected to the node. A second current is passed through the emitter connected to N4. The NPN transistor Q3 has a collector (first terminal) connected to the node N3, a base (control terminal) connected to the base (control terminal) and the node N1 of the NPN transistor Q1, and an emitter (second terminal) connected to the node. A third current is supplied to the emitter side connected to N4.

NPNトランジスタQ2は、エミッタサイズがNPNトランジスタQ1よりもn倍(ただし、n>1)に設定される。NPNトランジスタQ3は、エミッタサイズがNPNトランジスタQ1よりも(n+m)倍(ただし、(n+m)>n)に設定される。この結果、第2の電流は第1の電流よりもn倍大きい。第3の電流は第1の電流よりも(n+m)倍大きい。   NPN transistor Q2 has an emitter size set to n times (where n> 1) than NPN transistor Q1. NPN transistor Q3 has an emitter size set to (n + m) times (where (n + m)> n) than NPN transistor Q1. As a result, the second current is n times larger than the first current. The third current is (n + m) times larger than the first current.

NPNトランジスタQ1及びNPNトランジスタQ2は、第1のカレントミラー回路を構成する。NPNトランジスタQ1及びNPNトランジスタQ3は、第2のカレントミラー回路を構成する。第1のカレントミラー回路は、出力トランジスタMDT1に流れる過電流をノードN4で検出して、過電流検出信号SkkをノードN2から出力する。第2のカレントミラー回路は、出力トランジスタMDT1に流れる過電流をノードN4で検出して、過電流制御信号SksをノードN3から出力する。NPNトランジスタQ3に流れる第3の電流がNPNトランジスタQ2に流れる第2の電流よりも大きいので、過電流制御信号Sksの立ち上がりは、過電流検出信号Skkの立ち上がりよりも遅れる。   The NPN transistor Q1 and the NPN transistor Q2 constitute a first current mirror circuit. The NPN transistor Q1 and the NPN transistor Q3 constitute a second current mirror circuit. The first current mirror circuit detects an overcurrent flowing through the output transistor MDT1 at the node N4 and outputs an overcurrent detection signal Skk from the node N2. The second current mirror circuit detects an overcurrent flowing through the output transistor MDT1 at the node N4 and outputs an overcurrent control signal Sks from the node N3. Since the third current flowing through the NPN transistor Q3 is larger than the second current flowing through the NPN transistor Q2, the rising of the overcurrent control signal Sks is delayed from the rising of the overcurrent detection signal Skk.

ノードN2から出力される過電流検出信号Skkは、縦続接続されるn個のバッファ(バッファBF11、・・・、バッファBF1n)で増幅されてから制御部3に入力される。制御部3は、例えばCPU(central processing unit)からなる。ノードN3から出力される過電流制御信号Sksは、過電流制御部2に出力される。   The overcurrent detection signal Skk output from the node N2 is amplified by n cascaded buffers (buffer BF11,..., Buffer BF1n) and then input to the control unit 3. The control part 3 consists of CPU (central processing unit), for example. The overcurrent control signal Sks output from the node N3 is output to the overcurrent control unit 2.

過電流制御部2には、電源21、バッファBF1、及び可変抵抗KR1が設けられる。電源21は、マイナス側が低電位側電源(接地電位)Vssに接続される。可変抵抗KR1は、一端が電源21のプラス側に接続され、過電流制御信号Sksに基づいて電源21の電圧Vb1を変更して、変更された電源21の電圧をバッファBF1に供給する。   The overcurrent control unit 2 is provided with a power supply 21, a buffer BF1, and a variable resistor KR1. The negative side of the power source 21 is connected to the low potential side power source (ground potential) Vss. One end of the variable resistor KR1 is connected to the positive side of the power source 21, changes the voltage Vb1 of the power source 21 based on the overcurrent control signal Sks, and supplies the changed voltage of the power source 21 to the buffer BF1.

バッファBF1は、変更された電源21の電圧と低電位側電源(接地電位)Vssの間に設けられ、出力トランジスタMDT1のオン・オフを制御する入力信号Sinが入力される。バッファBF1は、変更された電源21の電圧に基づいて入力信号Sinの信号レベルをレベルシフトした制御信号を出力トランジスタMDT1のゲート(制御端子)に出力する。バッファBF1は、レベルシフト回路として機能する。バッファBF1から出力される制御信号により出力トランジスタMDT1に流れる過電流が抑制される。   The buffer BF1 is provided between the changed voltage of the power supply 21 and the low-potential-side power supply (ground potential) Vss, and receives an input signal Sin for controlling on / off of the output transistor MDT1. The buffer BF1 outputs a control signal obtained by level-shifting the signal level of the input signal Sin to the gate (control terminal) of the output transistor MDT1 based on the changed voltage of the power supply 21. The buffer BF1 functions as a level shift circuit. An overcurrent flowing through the output transistor MDT1 is suppressed by the control signal output from the buffer BF1.

図2に示すように、比較例の半導体集積回路装置80には、制御部3、過電流保護回路40、バッファBF11、バッファBF1n、ダイオードD1、出力トランジスタMDT1、出力端子PVo、及び抵抗R1が設けられる。半導体集積回路装置80は、オープンドレイン型出力ドライバである。比較例の半導体集積回路装置80では、本実施例の半導体集積回路装置70と同じ構成部分の説明を省略し、異なる部分のみ説明する。   As shown in FIG. 2, the semiconductor integrated circuit device 80 of the comparative example includes a control unit 3, an overcurrent protection circuit 40, a buffer BF11, a buffer BF1n, a diode D1, an output transistor MDT1, an output terminal PVo, and a resistor R1. It is done. The semiconductor integrated circuit device 80 is an open drain type output driver. In the semiconductor integrated circuit device 80 of the comparative example, the description of the same components as those of the semiconductor integrated circuit device 70 of the present embodiment is omitted, and only different portions are described.

過電流保護回路40には、過電流検出部4と過電流制御部2が設けられる。過電流保護回路40は、出力トランジスタMDT1に流れる過電流を検出して、過電流を抑制する。   The overcurrent protection circuit 40 is provided with an overcurrent detection unit 4 and an overcurrent control unit 2. The overcurrent protection circuit 40 detects an overcurrent flowing through the output transistor MDT1 and suppresses the overcurrent.

過電流検出部4には、コンパレータ14、コンパレータ15、電源22、及び電源23が設けられる。過電流検出部4は、出力トランジスタMDT1に流れる過電流を出力トランジスタMDT1のソース側(ノードN4)で検出し、過電流検出信号Skkと過電流制御信号Sksを生成する。過電流検出部4は、本実施例の半導体集積回路装置70の過電流検出部1と同様な動作をする。   The overcurrent detection unit 4 is provided with a comparator 14, a comparator 15, a power supply 22, and a power supply 23. The overcurrent detection unit 4 detects an overcurrent flowing through the output transistor MDT1 on the source side (node N4) of the output transistor MDT1, and generates an overcurrent detection signal Skk and an overcurrent control signal Sks. The overcurrent detector 4 operates in the same manner as the overcurrent detector 1 of the semiconductor integrated circuit device 70 of this embodiment.

電源22は、マイナス側が低電位側電源(接地電位)Vssに接続され、プラス側から電圧Vb2を出力する。電源23は、マイナス側が低電位側電源(接地電位)Vssに接続され、プラス側から電圧Vb2よりも高い電圧の電圧Vb3を出力する。   The power source 22 has a negative side connected to a low potential side power source (ground potential) Vss, and outputs a voltage Vb2 from the positive side. The power source 23 has a negative side connected to a low potential side power source (ground potential) Vss, and outputs a voltage Vb3 higher than the voltage Vb2 from the positive side.

コンパレータ14は、入力側のプラスポートがノードN4に接続され、入力側のマイナスポートに電圧Vb2が印加され、ノードN4の電圧が電圧Vb2よりも大きなときに比較増幅した信号を過電流検出信号SkkとしてバッファBF11に出力する。コンパレータ15は、入力側のプラスポートがノードN4に接続され、入力側のマイナスポートに電圧Vb3が印加され、ノードN4の電圧が電圧Vb3よりも大きなときに比較増幅した信号を過電流制御信号Sksとして過電流制御部2に出力する。   The comparator 14 has a positive port on the input side connected to the node N4, a voltage Vb2 is applied to the negative port on the input side, and a signal that is compared and amplified when the voltage at the node N4 is greater than the voltage Vb2 is an overcurrent detection signal Skk. Is output to the buffer BF11. The comparator 15 has a positive port on the input side connected to the node N4, a voltage Vb3 is applied to the negative port on the input side, and a signal amplified and compared when the voltage at the node N4 is higher than the voltage Vb3. Is output to the overcurrent control unit 2 as follows.

つまり、出力トランジスタMDT1に流れる過電流が所定の値以上となり、ノードN4の電圧が電圧Vb2よりも大きくなるとコンパレータ14から比較増幅された過電流検出信号Skkが出力される。その後、更に出力トランジスタMDT1に流れる過電流が増加し、ノードN4の電圧が電圧Vb3よりも大きくなるとコンパレータ15から比較増幅された過電流制御信号Sksが出力される。   That is, when the overcurrent flowing through the output transistor MDT1 exceeds a predetermined value and the voltage at the node N4 becomes higher than the voltage Vb2, the comparator 14 outputs the overcurrent detection signal Skk that is comparatively amplified. Thereafter, when the overcurrent flowing through the output transistor MDT1 further increases and the voltage at the node N4 becomes higher than the voltage Vb3, the comparator 15 outputs the overcurrent control signal Sks which is compared and amplified.

ここで、例えばコンパレータ14及びコンパレータ15の素子数をそれぞれ8つとし、電源22及び電源23の素子数をそれぞれ2つとした場合、比較例の半導体集積回路装置80の過電流検出部4の素子数が20となり、本実施例の半導体集積回路装置70の過電流検出部2の素子数6と比較して3.3倍多くなる。なお、コンパレータ14及びコンパレータ15の素子数8の内容は、例えば差動対の2つのトランジスタ、高電位側の電流源としての2つの抵抗、低電位側の電流源としてのカレントミラー回路(2つのトランジスタ)、出力側の2つのトランジスタからなるとしている。電源22及び電源23の素子数2の内容は、例えば2の抵抗(抵抗分割)を用いて電圧Vb2及び電圧Vb3を生成としている。電流源11乃至13は抵抗を用いるとしている。   Here, for example, when the number of elements of the comparator 14 and the comparator 15 is 8 and the number of elements of the power supply 22 and the power supply 23 is 2, respectively, the number of elements of the overcurrent detection unit 4 of the semiconductor integrated circuit device 80 of the comparative example. Becomes 20, which is 3.3 times larger than the number of elements 6 in the overcurrent detection unit 2 of the semiconductor integrated circuit device 70 of this embodiment. The number of elements 8 of the comparator 14 and the comparator 15 includes, for example, two transistors of a differential pair, two resistors as a high-potential side current source, and a current mirror circuit (two Transistor) and two transistors on the output side. The contents of the number of elements 2 of the power supply 22 and the power supply 23 are, for example, to generate the voltage Vb2 and the voltage Vb3 using a resistance of 2 (resistance division). The current sources 11 to 13 use resistors.

次に、出力トランジスタの過電流の抑制について図3を参照して説明する。図3は過電流保護の動作を説明する図、図3(a)は出力トランジスタに流れる電流と検出電圧の関係を示す図、図3(b)は出力トランジスタに流れる電流と出力電圧の関係を示す図である。   Next, suppression of overcurrent of the output transistor will be described with reference to FIG. 3 is a diagram for explaining the operation of overcurrent protection, FIG. 3A is a diagram showing the relationship between the current flowing through the output transistor and the detection voltage, and FIG. 3B is the diagram showing the relationship between the current flowing through the output transistor and the output voltage. FIG.

図3(a)に示すように、本実施例の半導体集積回路装置70では、出力トランジスタMDT1に流れる電流が増加し、例えば過電流検出値(42mA)を超えると過電流検出信号SkkであるノードN2の電圧Vn2が0(ゼロ)から上昇し始める。その後、出力トランジスタMDT1に流れる電流が更に増加し、例えば電流値(44mA)を超えると過電流制御信号SksであるノードN3の電圧Vn3が0(ゼロ)から上昇し始める。   As shown in FIG. 3A, in the semiconductor integrated circuit device 70 of the present embodiment, the current flowing through the output transistor MDT1 increases. For example, when the overcurrent detection value (42 mA) is exceeded, the node that is the overcurrent detection signal Skk The voltage Vn2 of N2 starts to rise from 0 (zero). Thereafter, the current flowing through the output transistor MDT1 further increases. For example, when the current value (44 mA) is exceeded, the voltage Vn3 of the node N3, which is the overcurrent control signal Sks, starts to rise from 0 (zero).

図3(b)に示すように、本実施例の半導体集積回路装置70では、出力トランジスタMDT1に流れる電流が0(ゼロ)から過電流制御信号SksであるノードN3の電圧Vn3が立ち上がるまでの電流領域では、バッファBF1に供給される可変抵抗KR1から出力される電圧が一定なので、出力電圧が徐々に増加する。   As shown in FIG. 3B, in the semiconductor integrated circuit device 70 of this embodiment, the current flowing through the output transistor MDT1 from 0 (zero) until the voltage Vn3 of the node N3 that is the overcurrent control signal Sks rises. In the region, since the voltage output from the variable resistor KR1 supplied to the buffer BF1 is constant, the output voltage gradually increases.

次に、過電流制御信号SksであるノードN3の電圧Vn3が立ち上がると、バッファBF1に供給される可変抵抗KR1から出力される電圧が増加し、バッファBF1から出力される制御信号レベルが増加し、出力電圧が上昇する。   Next, when the voltage Vn3 of the node N3 that is the overcurrent control signal Sks rises, the voltage output from the variable resistor KR1 supplied to the buffer BF1 increases, and the control signal level output from the buffer BF1 increases. The output voltage rises.

続いて、出力トランジスタMDT1に流れる電流が、例えば出力制限電流値(45mA)以上になると、過電流制御信号SksであるノードN3の電圧Vn3に基づいて可変抵抗KR1の値を変更し、バッファBF1から出力される制御信号レベルの増加を抑制し、出力トランジスタMDT1の電流を制限(過電流抑制)する。このため、出力電圧の増加が抑制される。   Subsequently, when the current flowing through the output transistor MDT1 becomes, for example, the output limit current value (45 mA) or more, the value of the variable resistor KR1 is changed based on the voltage Vn3 of the node N3 that is the overcurrent control signal Sks, and the buffer BF1 An increase in the output control signal level is suppressed, and the current of the output transistor MDT1 is limited (overcurrent suppression). For this reason, an increase in output voltage is suppressed.

ここでは、過電流検出を42mA、出力制限電流を45mAとなるように、NPNトランジスタQ1乃至Q3の面積比を設定している。このため、例えばNPNトランジスタQ1乃至Q3の素子バラツキ(ΔVbe(ベース・エミッタ間の電圧バラツキ)など)が発生しても過電流検出値と出力制限電流値とが逆転することはない。   Here, the area ratio of the NPN transistors Q1 to Q3 is set so that the overcurrent detection is 42 mA and the output limiting current is 45 mA. For this reason, for example, even if element variations (ΔVbe (base-emitter voltage variation) or the like) occur in the NPN transistors Q1 to Q3, the overcurrent detection value and the output limit current value do not reverse.

一方、比較例の半導体集積回路装置80では、コンパレータ14及びコンパレータ15を用いているので、素子バラツキが発生すると過電流検出値と出力制限電流値とが逆転する可能性がある。   On the other hand, in the semiconductor integrated circuit device 80 of the comparative example, since the comparator 14 and the comparator 15 are used, there is a possibility that the overcurrent detection value and the output limit current value are reversed when element variation occurs.

上述したように、本実施例の半導体集積回路装置では、制御部3、過電流保護回路30、バッファBF11、バッファBF1n、ダイオードD1、出力トランジスタMDT1、出力端子PVo、及び抵抗R1が設けられる。過電流保護回路30には、過電流検出部1と過電流制御部2が設けられる。過電流検出部1には、電流源11乃至13、NPNトランジスタQ1乃至Q3が設けられる。NPNトランジスタQ1及びNPNトランジスタQ2は第1のカレントミラー回路を構成し、NPNトランジスタQ2のコレクタ側から過電流検出信号Skkを出力する。NPNトランジスタQ1及びNPNトランジスタQ3は、第2のカレントミラー回路を構成し、NPNトランジスタQ3のコレクタ側から過電流制御信号Sksを過電流制御部2に出力する。過電流保護回路30は、出力トランジスタMDT1に流れる過電流を出力トランジスタMDT1のソースと抵抗R1の間で検出して、過電流を抑制する。   As described above, in the semiconductor integrated circuit device of this embodiment, the control unit 3, the overcurrent protection circuit 30, the buffer BF11, the buffer BF1n, the diode D1, the output transistor MDT1, the output terminal PVo, and the resistor R1 are provided. The overcurrent protection circuit 30 includes an overcurrent detection unit 1 and an overcurrent control unit 2. The overcurrent detection unit 1 includes current sources 11 to 13 and NPN transistors Q1 to Q3. The NPN transistor Q1 and the NPN transistor Q2 constitute a first current mirror circuit, and output an overcurrent detection signal Skk from the collector side of the NPN transistor Q2. The NPN transistor Q1 and the NPN transistor Q3 constitute a second current mirror circuit, and output an overcurrent control signal Sks from the collector side of the NPN transistor Q3 to the overcurrent control unit 2. The overcurrent protection circuit 30 detects an overcurrent flowing through the output transistor MDT1 between the source of the output transistor MDT1 and the resistor R1, and suppresses the overcurrent.

このため、半導体集積回路装置70の過電流保護回路30を構成する素子数を従来よりも削減することができる。したがって半導体集積回路装置70のチップ面積を縮小することができ、コストを低減できる。また、素子のバラツキが発生しても過電流検出値と出力制限電流値とが逆転することがない。   For this reason, the number of elements constituting the overcurrent protection circuit 30 of the semiconductor integrated circuit device 70 can be reduced as compared with the prior art. Therefore, the chip area of the semiconductor integrated circuit device 70 can be reduced, and the cost can be reduced. Further, even if the elements vary, the overcurrent detection value and the output limit current value do not reverse.

なお、本実施例では、カレントミラー回路にNPNトランジスタを使用しているが、代わりにNch MOSトランジスタなどを使用してもよい。   In this embodiment, an NPN transistor is used for the current mirror circuit, but an Nch MOS transistor or the like may be used instead.

次に、本発明の実施例2に係る半導体集積回路装置について、図面を参照して説明する。図4は半導体集積回路装置を示す回路図である。本実施例では、実施例1よりも出力電流を高め、出力電流を流す出力トランジスタとは別な箇所で過電流を検出し、出力トランジスタの過電流を抑制している。   Next, a semiconductor integrated circuit device according to Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 4 is a circuit diagram showing a semiconductor integrated circuit device. In this embodiment, the output current is higher than that in the first embodiment, and the overcurrent is detected at a location different from the output transistor through which the output current flows, and the overcurrent of the output transistor is suppressed.

以下、実施例1と同一構成部分には、同一符号を付してその部分の説明を省略し、異なる部分のみ説明する。   In the following, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted, and only different portions are described.

図4に示すように、半導体集積回路装置71には、制御部3、過電流保護回路30、バッファBF11、バッファBF1n、ダイオードD1、出力トランジスタMDT1、出力トランジスタMDT11、出力端子PVo、及び抵抗R1が設けられる。半導体集積回路装置71は、出力電流容量が実施例1よりも大きくなオープンドレイン型出力ドライバであり、民生用及び産業用の電子機器などに多用される。   As shown in FIG. 4, the semiconductor integrated circuit device 71 includes a control unit 3, an overcurrent protection circuit 30, a buffer BF11, a buffer BF1n, a diode D1, an output transistor MDT1, an output transistor MDT11, an output terminal PVo, and a resistor R1. Provided. The semiconductor integrated circuit device 71 is an open drain type output driver having an output current capacity larger than that of the first embodiment, and is frequently used for consumer and industrial electronic devices.

出力トランジスタMDT11は、ドレイン(第1の端子)がノードN5及び出力端子Pvoに接続され、ゲート(制御端子)に過電流保護回路30から出力される制御信号が入力され、ソース(第2の端子)が低電位側電源(接地電位)Vssに接続され、ドレイン(第1の端子)から出力端子Pvoに出力信号Soutを出力する。出力トランジスタMDT11は、オープンドレイン型Nch(Nチャンネル) DMOSトランジスタである。なお、出力トランジスタMDT11には、カソードが出力トランジスタMDT11のドレインに接続され、アノードが出力トランジスタMDT11のソースに接続されるダイオードDN11が内蔵される。   The output transistor MDT11 has a drain (first terminal) connected to the node N5 and the output terminal Pvo, a gate (control terminal) that receives a control signal output from the overcurrent protection circuit 30, and a source (second terminal). ) Is connected to the low potential side power supply (ground potential) Vss, and the output signal Sout is output from the drain (first terminal) to the output terminal Pvo. The output transistor MDT11 is an open drain Nch (N channel) DMOS transistor. The output transistor MDT11 includes a diode DN11 whose cathode is connected to the drain of the output transistor MDT11 and whose anode is connected to the source of the output transistor MDT11.

出力トランジスタMDT11は、出力トランジスタMDT1よりもトランジスタ形状が大きく、且つソース側に抵抗が設けられていないので電圧低下が発生しにくく、出力電流容量を高めることができる。例えば出力トランジスタMDT1の出力電流容量が100mAであるのに対して、出力トランジスタMDT11の出力電流容量を10Aに設定できる。出力トランジスタMDT11は過電流が発生すると、出力トランジスタMDT1の過電流を検出し、過電流を抑制する過電流保護回路30から出力される制御信号がゲート(制御端子)に入力され、この制御信号に基づいて過電流が抑制される。   The output transistor MDT11 has a transistor shape larger than that of the output transistor MDT1 and is not provided with a resistor on the source side, so that a voltage drop hardly occurs and an output current capacity can be increased. For example, while the output current capacity of the output transistor MDT1 is 100 mA, the output current capacity of the output transistor MDT11 can be set to 10A. When an overcurrent occurs, the output transistor MDT11 detects an overcurrent of the output transistor MDT1, and a control signal output from the overcurrent protection circuit 30 that suppresses the overcurrent is input to the gate (control terminal). Based on this, overcurrent is suppressed.

上述したように、本実施例の半導体集積回路装置では、制御部3、過電流保護回路30、バッファBF11、バッファBF1n、ダイオードD1、出力トランジスタMDT1、出力トランジスタMDT11、出力端子PVo、及び抵抗R1が設けられる。過電流検出部1には、電流源11乃至13、NPNトランジスタQ1乃至Q3が設けられる。NPNトランジスタQ1及びNPNトランジスタQ2は第1のカレントミラー回路を構成し、NPNトランジスタQ2のコレクタ側から過電流検出信号Skkを出力する。NPNトランジスタQ1及びNPNトランジスタQ3は、第2のカレントミラー回路を構成し、NPNトランジスタQ3のコレクタ側から過電流制御信号Sksを過電流制御部2に出力する。過電流保護回路30は、出力トランジスタMDT1に流れる過電流を出力トランジスタMDT1のソースと抵抗R1の間で検出して、出力トランジスタMDT11に流れる過電流を抑制する。   As described above, in the semiconductor integrated circuit device of this embodiment, the control unit 3, the overcurrent protection circuit 30, the buffer BF11, the buffer BF1n, the diode D1, the output transistor MDT1, the output transistor MDT11, the output terminal PVo, and the resistor R1. Provided. The overcurrent detection unit 1 includes current sources 11 to 13 and NPN transistors Q1 to Q3. The NPN transistor Q1 and the NPN transistor Q2 constitute a first current mirror circuit, and output an overcurrent detection signal Skk from the collector side of the NPN transistor Q2. The NPN transistor Q1 and the NPN transistor Q3 constitute a second current mirror circuit, and output an overcurrent control signal Sks from the collector side of the NPN transistor Q3 to the overcurrent control unit 2. The overcurrent protection circuit 30 detects an overcurrent flowing through the output transistor MDT1 between the source of the output transistor MDT1 and the resistor R1, and suppresses the overcurrent flowing through the output transistor MDT11.

このため、半導体集積回路装置71の過電流保護回路30を構成する素子数を従来よりも削減することができる。したがって半導体集積回路装置71のチップ面積を縮小することができ、コストを低減できる。また、素子のバラツキが発生しても過電流検出値と出力制限電流値とが逆転することがない。   For this reason, the number of elements constituting the overcurrent protection circuit 30 of the semiconductor integrated circuit device 71 can be reduced as compared with the prior art. Therefore, the chip area of the semiconductor integrated circuit device 71 can be reduced, and the cost can be reduced. Further, even if the elements vary, the overcurrent detection value and the output limit current value do not reverse.

次に、本発明の実施例3に係る半導体集積回路装置について、図面を参照して説明する。図5は半導体集積回路装置を示す回路図である。本実施例では、過電流検出部の構成を変更している。   Next, a semiconductor integrated circuit device according to Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 5 is a circuit diagram showing a semiconductor integrated circuit device. In this embodiment, the configuration of the overcurrent detection unit is changed.

以下、実施例1と同一構成部分には、同一符号を付してその部分の説明を省略し、異なる部分のみ説明する。   In the following, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted, and only different portions are described.

図5に示すように、半導体集積回路装置72には、制御部3、過電流保護回路31、バッファBF11、バッファBF1n、ダイオードD1、出力トランジスタMDT1、出力端子PVo、及び抵抗R1が設けられる。半導体集積回路装置72は、オープンドレイン型出力ドライバであり、民生用及び産業用の電子機器などに多用される。   As shown in FIG. 5, the semiconductor integrated circuit device 72 includes a control unit 3, an overcurrent protection circuit 31, a buffer BF11, a buffer BF1n, a diode D1, an output transistor MDT1, an output terminal PVo, and a resistor R1. The semiconductor integrated circuit device 72 is an open drain type output driver, and is often used for consumer and industrial electronic devices.

過電流保護回路31には、過電流検出部5と過電流制御部2が設けられる。過電流保護回路31は、出力トランジスタMDT1に流れる過電流を検出して、過電流を抑制する。   The overcurrent protection circuit 31 includes an overcurrent detection unit 5 and an overcurrent control unit 2. The overcurrent protection circuit 31 detects an overcurrent flowing through the output transistor MDT1 and suppresses the overcurrent.

過電流検出部5には、電流源11乃至13、Nch(Nチャネル) MOSトランジスタMNT1乃至4が設けられる。過電流検出部5は、出力トランジスタMDT1に流れる過電流を出力トランジスタMDT1のソース側(ノードN4)で検出し、過電流検出信号Skkと過電流制御信号Sksを生成する。過電流検出部5は、実施例1の過電流検出部1と同様な動作をする。   The overcurrent detection unit 5 includes current sources 11 to 13 and Nch (N channel) MOS transistors MNT1 to MNT4. The overcurrent detection unit 5 detects an overcurrent flowing through the output transistor MDT1 on the source side (node N4) of the output transistor MDT1, and generates an overcurrent detection signal Skk and an overcurrent control signal Sks. The overcurrent detection unit 5 operates in the same manner as the overcurrent detection unit 1 of the first embodiment.

Nch MOSトランジスタMNT1は、ドレイン(第1の端子)が電流源11の他端に接続され、ゲート(制御端子)がノードN12及びノードN13に接続され、ソース(第2の端子)がノードN11に接続される。Nch MOSトランジスタMNT2は、ドレイン(第1の端子)がゲート(制御端子)及びノードN11に接続され、ソース(第2の端子)が低電位側電源(接地電位)Vssに接続される。Nch MOSトランジスタMNT1とNch MOSトランジスタMNT2には、低電位側電源(接地電位)Vss側に第1の電流が流れる。   The Nch MOS transistor MNT1 has a drain (first terminal) connected to the other end of the current source 11, a gate (control terminal) connected to the node N12 and the node N13, and a source (second terminal) connected to the node N11. Connected. In the Nch MOS transistor MNT2, the drain (first terminal) is connected to the gate (control terminal) and the node N11, and the source (second terminal) is connected to the low potential side power supply (ground potential) Vss. In the Nch MOS transistor MNT1 and the Nch MOS transistor MNT2, a first current flows on the low potential side power supply (ground potential) Vss side.

Nch MOSトランジスタMNT3は、ドレイン(第1の端子)が電流源12の他端及びノードN12に接続され、ゲート(制御端子)がNch MOSトランジスタMNT2のゲート(制御端子)に接続され、ソース(第2の端子)がノードN4に接続される。Nch MOSトランジスタMNT3には、低電位側電源(接地電位)Vss側に第2の電流が流れる。   The Nch MOS transistor MNT3 has a drain (first terminal) connected to the other end of the current source 12 and the node N12, a gate (control terminal) connected to the gate (control terminal) of the Nch MOS transistor MNT2, and a source (first terminal). 2 terminal) is connected to the node N4. A second current flows through the Nch MOS transistor MNT3 on the low potential side power supply (ground potential) Vss side.

Nch MOSトランジスタMNT4は、ドレイン(第1の端子)が電流源13の他端及びノードN13に接続され、ゲート(制御端子)がNch MOSトランジスタMNT2のゲート(制御端子)に接続され、ソース(第2の端子)がノードN4に接続される。Nch MOSトランジスタMNT4には、低電位側電源(接地電位)Vss側に第3の電流が流れる。   The Nch MOS transistor MNT4 has a drain (first terminal) connected to the other end of the current source 13 and the node N13, a gate (control terminal) connected to the gate (control terminal) of the Nch MOS transistor MNT2, and a source (first terminal). 2 terminal) is connected to the node N4. In the Nch MOS transistor MNT4, a third current flows on the low potential side power supply (ground potential) Vss side.

Nch MOSトランジスタMNT1乃至3は、第1のウィルソン型カレントミラー回路を構成する。Nch MOSトランジスタMNT3は、Nch MOSトランジスタMNT1及びNch MOSトランジスタMNT2よりもβ(ゲート幅Wg/ゲート長Lg)がn倍大きい(ミラー比n)。Nch MOSトランジスタMNT3のドレイン側(ノードN12)から過電流検出信号SkkがバッファBF11に出力される。   The Nch MOS transistors MNT1 to MNT3 constitute a first Wilson type current mirror circuit. Nch MOS transistor MNT3 has a β (gate width Wg / gate length Lg) n times larger than that of Nch MOS transistor MNT1 and Nch MOS transistor MNT2 (mirror ratio n). Overcurrent detection signal Skk is output to buffer BF11 from the drain side (node N12) of Nch MOS transistor MNT3.

Nch MOSトランジスタMNT1、Nch MOSトランジスタMNT2、及びNch MOSトランジスタMNT4は、第2のウィルソン型カレントミラー回路を構成する。Nch MOSトランジスタMNT4は、Nch MOSトランジスタMNT1及びNch MOSトランジスタMNT2よりもβ(ゲート幅Wg/ゲート長Lg)が(n+m)倍大きい(ミラー比(n+m))。Nch MOSトランジスタMNT4のドレイン側(ノードN13)から過電流制御信号Sksが過電流制御部2に出力される。この結果、第2の電流は第1の電流よりもn倍大きい。第3の電流は第1の電流よりも(n+m)倍大きい。   Nch MOS transistor MNT1, Nch MOS transistor MNT2, and Nch MOS transistor MNT4 constitute a second Wilson current mirror circuit. Nch MOS transistor MNT4 has (n + m) times larger (mirror ratio (n + m)) β (gate width Wg / gate length Lg) than Nch MOS transistor MNT1 and Nch MOS transistor MNT2. An overcurrent control signal Sks is output to the overcurrent control unit 2 from the drain side (node N13) of the Nch MOS transistor MNT4. As a result, the second current is n times larger than the first current. The third current is (n + m) times larger than the first current.

ウィルソン型カレントミラー回路は、Nch MOSトランジスタMNT1乃至4のアーリー効果の影響を受けにくいので、通常のカレントミラー回路と比較し、低閾値電圧(Low Vth)であっても特性劣化しにくい。   Since the Wilson type current mirror circuit is not easily affected by the Early effect of the Nch MOS transistors MNT1 to MNT4, the characteristics are hardly deteriorated even at a low threshold voltage (Low Vth) as compared with a normal current mirror circuit.

上述したように、本実施例の半導体集積回路装置では、制御部3、過電流保護回路31、バッファBF11、バッファBF1n、ダイオードD1、出力トランジスタMDT1、出力端子PVo、及び抵抗R1が設けられる。過電流保護回路31には、過電流検出部5と過電流制御部2が設けられる。過電流検出部5には、電流源11乃至13、Nch MOSトランジスタMNT1乃至4が設けられる。Nch MOSトランジスタMNT1乃至3は第1のウィルソン型カレントミラー回路を構成し、Nch MOSトランジスタNMT3のドレイン側から過電流検出信号Skkを出力する。Nch MOSトランジスタMNT1、Nch MOSトランジスタMNT2、及びNch MOSトランジスタMNT4は第2のウィルソン型カレントミラー回路を構成し、Nch MOSトランジスタMNT4のドレイン側から過電流制御信号Sksを過電流制御部2に出力する。過電流保護回路31は、出力トランジスタMDT1に流れる過電流を出力トランジスタMDT1のソースと抵抗R1の間で検出して、過電流を抑制する。   As described above, in the semiconductor integrated circuit device of this embodiment, the control unit 3, the overcurrent protection circuit 31, the buffer BF11, the buffer BF1n, the diode D1, the output transistor MDT1, the output terminal PVo, and the resistor R1 are provided. The overcurrent protection circuit 31 includes an overcurrent detection unit 5 and an overcurrent control unit 2. The overcurrent detection unit 5 is provided with current sources 11 to 13 and Nch MOS transistors MNT1 to MNT4. The Nch MOS transistors MNT1 to MNT3 constitute a first Wilson current mirror circuit, and output an overcurrent detection signal Skk from the drain side of the Nch MOS transistor NMT3. The Nch MOS transistor MNT1, the Nch MOS transistor MNT2, and the Nch MOS transistor MNT4 form a second Wilson current mirror circuit, and output an overcurrent control signal Sks from the drain side of the Nch MOS transistor MNT4 to the overcurrent control unit 2. . The overcurrent protection circuit 31 detects an overcurrent flowing through the output transistor MDT1 between the source of the output transistor MDT1 and the resistor R1, and suppresses the overcurrent.

このため、半導体集積回路装置72の過電流保護回路31を構成する素子数を従来よりも削減することができる。したがって半導体集積回路装置72のチップ面積を縮小することができ、コストを低減できる。また、素子のバラツキが発生しても過電流検出値と出力制限電流値とが逆転することがない。   For this reason, the number of elements constituting the overcurrent protection circuit 31 of the semiconductor integrated circuit device 72 can be reduced as compared with the prior art. Therefore, the chip area of the semiconductor integrated circuit device 72 can be reduced, and the cost can be reduced. Further, even if the elements vary, the overcurrent detection value and the output limit current value do not reverse.

本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々、変更してもよい。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications may be made without departing from the spirit of the invention.

実施例では、出力トランジスタにNch DMOSトランジスタを用いているが、代わりにNch DMOSトランジスタよりも低電圧動作のNch MOSトランジスタ、Nch トレンチパワーMOSトランジスタ、IGBT(insulated gate bipolar transistor)、或いはNPNトランジスタなどを用いてもよい。実施例2ではウィルソン型カレントミラー回路を用いているが、代わりにカスコード型カレントミラー回路などを用いてもよい。   In the embodiment, an Nch DMOS transistor is used as the output transistor. Instead, an Nch MOS transistor, an Nch trench power MOS transistor, an IGBT (insulated gate bipolar transistor), an NPN transistor, or the like that operates at a lower voltage than the Nch DMOS transistor is used. It may be used. Although the Wilson current mirror circuit is used in the second embodiment, a cascode current mirror circuit or the like may be used instead.

本発明は、以下の付記に記載されているような構成が考えられる。
(付記1) 出力端子に出力電流を第1の端子から出力する第1の出力トランジスタと、前記出力トランジスタの第2の端子と低電位側電源の間に設けられる抵抗と、前記出力端子に出力電流を第1の端子から出力し、第2の端子が前記低電位側電源に接続される第2の出力トランジスタと、第1のトランジスタ側で第1の電流を流し、相対向する第2のトランジスタ側で前記第1の電流のn倍(ただし、n>1)の第2の電流を流す第1のカレントミラー回路と、前記第1のトランジスタ側で第1の電流を流し、相対向する第3のトランジスタ側で前記第1の電流の(n+m)倍(ただし、(n+m)>n)の第3の電流を流す第2のカレントミラー回路と、高電位側電源と前記第1乃至3のトランジスタの第1の端子の間にそれぞれ設けられる第1乃至3の電流源とを有し、前記第2のトランジスタの第1の端子から過電流検出信号を検出し、前記第3のトランジスタの第1の端子から過電流制御信号を検出し、前記第2及び第3のトランジスタの第2端子が前記出力トランジスタの第2の端子と前記抵抗の間に接続される過電流検出部と、前記過電流制御信号が入力され、前記過電流制御信号に基づいて前記第1及び第2の出力トランジスタの制御端子に供給される制御信号の信号レベルを制御して過電流を抑制する過電流制御部とを具備することを特徴とする半導体集積回路装置。
The present invention can be configured as described in the following supplementary notes.
(Supplementary note 1) A first output transistor that outputs an output current from the first terminal to the output terminal, a resistor provided between the second terminal of the output transistor and the low-potential side power supply, and an output to the output terminal A current is output from the first terminal, the second terminal is connected to the low-potential-side power supply, and the first current is allowed to flow on the first transistor side, and the second A first current mirror circuit for flowing a second current n times (where n> 1) of the first current on the transistor side and a first current on the first transistor side are opposed to each other. A second current mirror circuit for flowing a third current of (n + m) times (where (n + m)> n) of the first current on the third transistor side, a high-potential-side power supply, and the first to third Provided between the first terminals of the transistors of FIG. And detecting an overcurrent detection signal from the first terminal of the second transistor and detecting an overcurrent control signal from the first terminal of the third transistor. An overcurrent detection unit in which the second terminals of the second and third transistors are connected between the second terminal of the output transistor and the resistor; and the overcurrent control signal is input, and the overcurrent control is performed. A semiconductor integrated circuit comprising: an overcurrent control unit configured to control an overcurrent by controlling a signal level of a control signal supplied to control terminals of the first and second output transistors based on a signal; apparatus.

(付記2) 前記第1及び第2の出力トランジスタは、Nch MOSトランジスタ、Nch DMOSトランジスタ、Nch トレンチゲートMOSトランジスタ、IGBT、或いはNPNトランジスタである付記1に記載の半導体集積回路装置。 (Supplementary note 2) The semiconductor integrated circuit device according to supplementary note 1, wherein the first and second output transistors are an Nch MOS transistor, an Nch DMOS transistor, an Nch trench gate MOS transistor, an IGBT, or an NPN transistor.

(付記3) 前記第1乃至3のトランジスタは、Nch MOSトランジスタ或いはNPNトランジスタである付記1又は2に記載の半導体集積回路装置。 (Supplementary Note 3) The semiconductor integrated circuit device according to Supplementary Note 1 or 2, wherein the first to third transistors are Nch MOS transistors or NPN transistors.

(付記4) 前記第1及び第2のカレントミラー回路は、ウィルソン型カレントミラー回路或いはカスコード型カレントミラー回路である付記1乃至3のいずれかに記載の半導体集積回路装置。 (Supplementary note 4) The semiconductor integrated circuit device according to any one of supplementary notes 1 to 3, wherein the first and second current mirror circuits are Wilson type current mirror circuits or cascode type current mirror circuits.

1、4、5 過電流検出部
2 過電流制御部
3 制御部
11〜13 電流源
14、15 コンパレータ
21〜23 電源
30、31、40 過電流保護回路
70〜72、80 半導体集積回路装置
BF1、BF11、BF1n バッファ
D1、DN1、DN11 ダイオード
KR1 可変抵抗
MDT1、MDT11 出力トランジスタ
MNT1〜MNT4 Nch MOSトランジスタ
N1〜N5、N11〜N13 ノード
PVo 出力端子
Q1〜Q3 NPNトランジスタ
R1 抵抗
Sin 入力信号
Skk 過電流検出信号
Ssk 過電流制御信号
Sout 出力信号
Vb1〜Vb3 電圧
Vcc、Vdd 高電位側電源
Vss 低電位側電源(接地電位)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 4, 5 Overcurrent detection part 2 Overcurrent control part 3 Control part 11-13 Current source 14, 15 Comparator 21-23 Power supply 30, 31, 40 Overcurrent protection circuit 70-72, 80 Semiconductor integrated circuit device BF1, BF11, BF1n Buffer D1, DN1, DN11 Diode KR1 Variable resistor MDT1, MDT11 Output transistors MNT1-MNT4 Nch MOS transistors N1-N5, N11-N13 Node PVO Output terminals Q1-Q3 NPN transistor R1 Resistor Sin Input signal Skk Overcurrent detection signal Ssk Overcurrent control signal Sout Output signals Vb1 to Vb3 Voltage Vcc, Vdd High potential side power supply Vss Low potential side power supply (ground potential)

Claims (5)

出力端子に出力電流を第1の端子から出力する出力トランジスタと、
第1のトランジスタ側で第1の電流を流し、相対向する第2のトランジスタ側で前記第1の電流のn倍(ただし、n>1)の第2の電流を流す第1のカレントミラー回路と、前記第1のトランジスタ側で第1の電流を流し、相対向する第3のトランジスタ側で前記第1の電流の(n+m)倍(ただし、(n+m)>n)の第3の電流を流す第2のカレントミラー回路とを有し、前記第2のトランジスタの第1の端子から過電流検出信号を検出し、前記第3のトランジスタの第1の端子から過電流制御信号を検出し、前記第2及び第3のトランジスタの第2端子が前記出力トランジスタの第2の端子に接続される過電流検出部と、
前記過電流制御信号が入力され、前記過電流制御信号に基づいて前記出力トランジスタの制御端子に供給される制御信号の信号レベルを制御して過電流を抑制する過電流制御部と、
を具備することを特徴とする半導体集積回路装置。
An output transistor for outputting an output current from the first terminal to the output terminal;
A first current mirror circuit that causes a first current to flow on the first transistor side and a second current that is n times (where n> 1) the first current flows on the opposite second transistor side A first current is caused to flow on the first transistor side, and a third current that is (n + m) times (n + m)> n) of the first current on the opposite third transistor side. A second current mirror circuit for flowing, detecting an overcurrent detection signal from the first terminal of the second transistor, detecting an overcurrent control signal from the first terminal of the third transistor, An overcurrent detection unit in which second terminals of the second and third transistors are connected to a second terminal of the output transistor;
An overcurrent control unit that receives the overcurrent control signal and controls a signal level of a control signal supplied to a control terminal of the output transistor based on the overcurrent control signal to suppress overcurrent;
A semiconductor integrated circuit device comprising:
前記過電流制御部は、マイナス側が低電位側電源に接続される電源と、一端が前記電源のプラス側に接続され、前記過電流制御信号に基づいて前記電源の電圧を変更した電圧を他端側から出力する可変抵抗と、変更された前記電源電圧が供給され、変更された前記電源電圧に応じて入力信号レベルを変更し、変更された入力信号を前記出力トランジスタの制御端子に出力するバッファとを具備することを特徴とする請求項1に記載の半導体集積回路装置。   The overcurrent control unit includes a power source whose negative side is connected to a low potential side power source, one end connected to the positive side of the power source, and a voltage obtained by changing the voltage of the power source based on the overcurrent control signal at the other end A variable resistor that outputs from the side and a buffer that is supplied with the changed power supply voltage, changes the input signal level according to the changed power supply voltage, and outputs the changed input signal to the control terminal of the output transistor The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, comprising: 高電位側電源と前記第1乃至3のトランジスタの第1の端子の間に、それぞれ電流源が設けられることを特徴とする請求項1又は2に記載の半導体集積回路装置。   3. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein a current source is provided between a high-potential-side power source and the first terminals of the first to third transistors. 前記出力トランジスタの第2の端子と低電位側電源の間に抵抗が設けられ、前記第2及び第3のトランジスタの第2端子が前記出力トランジスタの第2の端子と前記抵抗の間に接続される請求項1又は3に記載の半導体集積回路装置。   A resistor is provided between the second terminal of the output transistor and a low-potential side power supply, and the second terminals of the second and third transistors are connected between the second terminal of the output transistor and the resistor. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1 or 3. 出力端子に出力電流をドレインから出力するNch MOSトランジスタと、
前記Nch MOSトランジスタのソースと低電位側電源の間に設けられる抵抗と、
第1のNPNトランジスタ側で第1の電流を流し、相対向する前記第1のNPNトランジスタのn倍(ただし、n>1)のエミッタ面積を有する第2のNPNトランジスタ側で第2の電流を流す第1のカレントミラー回路と、前記第1のNPNトランジスタ側で第1の電流を流し、相対向する前記第1のNPNトランジスタの(n+m)倍(ただし、(n+m)>n)のエミッタ面積を有する第3のNPNトランジスタ側で第3の電流を流す第2のカレントミラー回路と、高電位側電源と前記第1乃至3のNPNトランジスタのコレクタの間にそれぞれ設けられる第1乃至3の電流源とを有し、前記第2のNPNトランジスタのコレクタから過電流検出信号を検出し、前記第3のNPNトランジスタのコレクタから過電流制御信号を検出し、前記第2及び第3のNPNトランジスタのエミッタが前記Nch MOSトランジスタのソースと前記抵抗の間に接続される過電流検出部と、
前記過電流制御信号が入力され、前記過電流制御信号に基づいて前記Nch MOSトランジスタのゲートに供給される制御信号の信号レベルを制御して過電流を抑制する過電流制御部と、
を具備することを特徴とする半導体集積回路装置。
An Nch MOS transistor for outputting an output current from the drain to the output terminal;
A resistor provided between the source of the Nch MOS transistor and a low-potential side power supply;
A first current is allowed to flow on the first NPN transistor side, and a second current is applied to the second NPN transistor side having an emitter area n times (where n> 1) that of the opposing first NPN transistor. The first current mirror circuit that flows and the emitter area of (n + m) times (where (n + m)> n) of the first NPN transistor facing each other by passing a first current on the first NPN transistor side A second current mirror circuit for flowing a third current on the third NPN transistor side, and a first to third current provided between a high-potential-side power supply and the collectors of the first to third NPN transistors, respectively. And detecting an overcurrent detection signal from the collector of the second NPN transistor, detecting an overcurrent control signal from the collector of the third NPN transistor, An overcurrent detector serial emitter of the second and third NPN transistor is connected between the resistor and the source of the Nch MOS transistor,
An overcurrent control unit that receives the overcurrent control signal and controls a signal level of a control signal supplied to a gate of the Nch MOS transistor based on the overcurrent control signal to suppress overcurrent;
A semiconductor integrated circuit device comprising:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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