JP2833012B2 - Transistor with current detection function - Google Patents

Transistor with current detection function

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Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 本発明は、電流検出機能を備えたトランジスタに関
し、電流値や温度の変化の影響を受けず、精度良く電流
を検出できるようにするため、メイントランジスタ部と
センストランジスタ部のコレクタを共通とし、かつベー
ス及びエミッタを各々独立にして、各ベースに外部回路
から個々のベース電流を振り込んで電流検出を行えるよ
うにしたものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Summary] The present invention relates to a transistor having a current detection function, and includes a main transistor unit and a main transistor unit that can accurately detect a current without being affected by a change in current value or temperature. The collector of the sense transistor section is common, and the base and the emitter are independent of each other, so that an individual base current is applied to each base from an external circuit so that current detection can be performed.

〔産業上の利用分野〕[Industrial applications]

本発明は、主電流の大きさを検出する電流検出機能を
備えたトランジスタに関し、例えばバイポーラトランジ
スタ、静電誘導トランジスタ、電界効果トランジスタ等
の各種トランジスタに適用される。
The present invention relates to a transistor having a current detection function of detecting the magnitude of a main current, and is applied to various transistors such as a bipolar transistor, an electrostatic induction transistor, and a field effect transistor.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、コレクタとベースを共通とし、エミッタを多数
設けてなるマルチエミッタ型のトランジスタが知られて
いる。このようなマルチエミッタ型のトランジスタに電
流検出機能を持たせる場合、上記多数のエミッタの中の
大部分を。主電流を流すためのメイントランジスタ部用
のエミッタとして使用し、一方、その残りの少数のエミ
ッタを、電流検出のためのセンストランジスタ部用のエ
ミッタとして使用していた。この場合、原理的には、メ
イントランジスタ部に流れる主電流の大きさに比例した
小電流(検出用電流)がセンストランジスタ部に流れる
ので、この検出用電流の大きさを外部の電流検出回路等
で測定することにより、主電流の大きさを検出すること
が可能になる。
2. Description of the Related Art Conventionally, a multi-emitter transistor in which a collector and a base are shared and a large number of emitters are provided has been known. When such a multi-emitter type transistor is provided with a current detecting function, most of the above-mentioned many emitters are used. It has been used as an emitter for a main transistor part for flowing a main current, while the remaining few emitters have been used as emitters for a sense transistor part for current detection. In this case, in principle, a small current (detection current) proportional to the magnitude of the main current flowing through the main transistor portion flows through the sense transistor portion. Therefore, the magnitude of this detection current is determined by an external current detection circuit or the like. It is possible to detect the magnitude of the main current by measuring at.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

上記従来の電流検出機能付トランジスタでは、メイン
トランジスタ部とセンストランジスタ部とが、上述した
ようにコレクタとベースを共通とし、エミッタのみを別
々にしてある。そのため、電流を検出する場合、電流値
や温度が変化すると、エミッタ配線抵抗の影響によりメ
イントランジスタ部とセンストランジスタ部のそれぞれ
のベース・エミッタ間電圧が変化し、それぞれに振り込
まれるベース電流の比が変化してしまう。すると、これ
に応じて主電流と検出用電流との比がくずれてしまうた
め、検出用電流の大きさに基づいて主電流の大きさを正
確に検出することが困難になり、よって精度の高い電流
検出機能が得られなかった。
In the above-mentioned conventional transistor with a current detection function, the main transistor portion and the sense transistor portion have a common collector and a base as described above, and have only separate emitters. Therefore, when detecting current, if the current value or temperature changes, the base-emitter voltage of each of the main transistor section and the sense transistor section changes due to the influence of the emitter wiring resistance, and the ratio of the base current applied to each changes. Will change. Then, the ratio between the main current and the detection current is accordingly reduced, and it becomes difficult to accurately detect the magnitude of the main current based on the magnitude of the detection current. The current detection function could not be obtained.

本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、電流値や温度の変化の影響を受け
ず、精度良く電流を検出することのできる電流検出機能
付トランジスタを提供することにある。
The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide a transistor with a current detection function that can accurately detect a current without being affected by a change in a current value or a temperature. Is to do.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

本発明の電流検出機能付トランジスタは、主電流を流
すメイントランジスタ部と、このメイントランジスタ部
に流れる電流を検出するセンストランジスタ部とを備
え、これら2つのトランジスタ部のコレクタを共通と
し、かつベース及びエミッタを各々独立にしたことを特
徴とする。
A transistor with a current detection function according to the present invention includes a main transistor portion for flowing a main current, and a sense transistor portion for detecting a current flowing in the main transistor portion. The two transistor portions have a common collector, and have a base and a base. It is characterized in that the emitters are made independent.

なお、本発明は、バイポーラトランジスタのみなら
ず、静電誘導トランジスタや電界効果トランジスタを含
む趣旨であり、この場合、上記の「エミッタ」、「ベー
ス」、「コレクタ」という表現の中には、それぞれ「ソ
ース」、「ゲート」、「ドレイン」を含んでいるものと
する。
The present invention is intended to include not only a bipolar transistor but also an electrostatic induction transistor and a field-effect transistor. In this case, the expressions “emitter”, “base”, and “collector” respectively include It includes “source”, “gate”, and “drain”.

〔作用〕[Action]

本発明では、メイントランジスタ部とセンストランジ
スタ部に、各々独立したベースを設けているため、この
ベースに外部回路から個々にベース電流を振り込むこと
ができる。よって、これらベース電流の比を一定に保っ
ておけば、電流値や温度が変化してもベース電流の比は
常に一定となり、主電流に比例した検出用電流を常に得
ることができるので、精度良い電流検出が可能になる。
According to the present invention, the main transistor portion and the sense transistor portion are provided with independent bases, respectively, so that a base current can be individually transferred to the bases from an external circuit. Therefore, if the ratio of these base currents is kept constant, the ratio of the base current will always be constant even if the current value or temperature changes, and a detection current proportional to the main current can always be obtained. Good current detection becomes possible.

〔実施例〕〔Example〕

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。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は、本発明の一実施例に係る電流検出機能付バ
イポーラトランジスタの構成を示す模式図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a bipolar transistor with a current detection function according to one embodiment of the present invention.

本実施例のトランジスタは、主電流を流すメイントラ
ンジスタ部と、このメイントランジスタ部に流れる電流
を検出するためのセンストランジスタ部とからなってお
り、コレクタのみが上記2つのトランジスタ部に共通で
あり、エミッタとベースはそれぞれ独立して設けられい
る。すなわち、第1図に示すように、コレクタCは上記
2つのトランジスタ部に共通のコレクタであり、一方、
エミッタはメイントランジスタ部用にエミッタ(以下、
メインエミッタと称す)Eとセンストランジスタ部用の
エミッタ(以下、センスエミッタと称す)ESとしてそれ
ぞれ独立して設けられ、更にベースもメイントランジス
タ部用のベース(以下、メインベースと称す)Bとセン
ストランジスタ部用のベース(以下、センスベースと称
す)BSとしてそれぞれ独立して設けられている。
The transistor according to the present embodiment includes a main transistor portion for flowing a main current and a sense transistor portion for detecting a current flowing in the main transistor portion, and only a collector is common to the two transistor portions. The emitter and the base are provided independently of each other. That is, as shown in FIG. 1, the collector C is a collector common to the two transistor portions, while
The emitter is the emitter for the main transistor section (hereinafter
The main emitter referred to as) E and the emitter (hereinafter for the sense transistor portion, respectively provided independently as sense emitter referred to as) E S, further base may base for the main transistor unit (hereinafter, referred to as the main base) and B The bases for the sense transistor section (hereinafter, referred to as sense bases) B S are provided independently of each other.

上記構成においては、共通のコレクタCに全体のコレ
クタ電流ICが流れ、一方、メインエミッタEにはメイン
ベースBに振り込まれるベース電流(以下、メインベー
ス電流と称す)IBに応じたエミッタ電流(以下、メイン
エミッタ電流と称す)IEが流れ、センスエミッタESには
センスベースBSに振り込まれるベース電流(以下、セン
スベース電流と称す)IBSに応じた微小なエミッタ電流
(以下、センスエミッタ電流と称す)IESが流れる。そ
して、2つのベース電流IB、IBSの比が一定であれば、
2つのエミッタ電流IE、IESの比も一定となる。
In the above configuration, the entire collector current I C flows through the common collector C, while the emitter current corresponding to the base current (hereinafter referred to as the main base current) I B flowing into the main base B flows through the main emitter E. (hereinafter, referred to as main emitter current) I E flows, base current credited to sense the base B S is the sense emitter E S (hereinafter, referred to as sense base current) micro emitter current corresponding to I BS (hereinafter, It referred to as the sense emitter current) I ES flows. And if the ratio of the two base currents I B and I BS is constant,
The ratio between the two emitter currents IE and IEs is also constant.

本実施例のトランジスタでは、2つのベースB、BS
独立して設けられているので、これらに対して外部回路
から別々にベース電流を振り込むことができる。よっ
て、主電流であるメインエミッタ電流IEを検出したい場
合は、外部回路から供給されるメインベース電流IBとセ
ンスベース電流IBSの比を一定に保ちながら、センスエ
ミッタ電流IESの大きさを外部の電流検出回路で検出す
る。すると、このセンスエミッタ電流IESの大きさがメ
インエミッタ電流IEの大きさに比例することから、メイ
ンエミッタ電流IEの大きさを知ることができる。
In the transistor of this embodiment, since the two bases B and B S are provided independently, a base current can be separately supplied to them from an external circuit. Therefore, if it is desired to detect the main emitter current I E which is the main current, while maintaining the ratio of the main base current I B and the sense base current I BS supplied from the external circuit constant of the sense emitter current I ES size Is detected by an external current detection circuit. Then, since the magnitude of the sense emitter current I ES is proportional to the size of the main emitter current I E, it is possible to know the magnitude of the main emitter current I E.

本実施例によれば、上述したように2つの独立したベ
ースB、BSに外部回路から一定比のベース電流IB、IBS
を振り込むことができるので、たとえ電流値や温度が変
化したとしてもベース電流IB、IBSの比を常に一定に保
つことができる。よって、電流値や温度の変化に影響さ
れることなく、主電流(メインエミッタ電流IE)と検出
用電流(センスエミッタ電流IES)とを常に一定比に維
持することができるので、センスエミッタ電流IESの測
定値に基づきメインエミッタ電流IEの大きさを常に正確
に検出することができる。
According to the present embodiment, as described above, a constant ratio of base currents I B and I BS are supplied to the two independent bases B and B S from an external circuit.
Therefore, even if the current value or the temperature changes, the ratio of the base currents I B and I BS can be always kept constant. Therefore, the main current (main emitter current I E ) and the detection current (sense emitter current I ES ) can always be maintained at a constant ratio without being affected by changes in the current value or temperature. it can always accurately detect the magnitude of the main emitter current I E on the basis of the measured value of the current I ES.

次に、上記実施例の電流検出機能付トランジスタを用
いて、このトランジスタT自体を過電流から保護するた
めの過電流保護回路の一例を第2図に示す。
Next, FIG. 2 shows an example of an overcurrent protection circuit for protecting the transistor T itself from overcurrent using the transistor with a current detection function of the above embodiment.

同図において、トランジスタTのコレクタCは負荷1
を介して直流電源2のプラス側に接続され、メインエミ
ッタEの共通端子3を介して直流電源2のマイナス側に
接続されており、また、センスエミッタESは電流検出用
の抵抗RSを介して共通端子3に接続されている。更に、
メインベースBとセンスベースBSには、トランジスタ駆
動回路4から出力された一定比のベース電流IB、IBS
それぞれ振り込まれるようになっている。
In the figure, the collector C of a transistor T is a load 1
Is connected to the positive side of the DC power source 2 through a through a common terminal 3 of the main emitter E is connected to the negative side of the DC power source 2, The sense emitter E S is the resistance R S for detecting a current Connected to the common terminal 3 via Furthermore,
The base currents I B and I BS of a fixed ratio output from the transistor drive circuit 4 are respectively supplied to the main base B and the sense base B S.

また、センスエミッタESに接続された電流検出用の抵
抗RSの両端に生ずる電圧は直流増幅器5に入力され、こ
こで増幅して得られた出力電圧は基準電圧源6の基準電
圧VREFと共に判断制御回路7に入力される。そして、こ
の判断制御回路7の判断結果に応じた出力電圧が、上記
トランジスタ駆動回路4の制御入力端子sに制御信号と
して供給されている。
Further, the voltage generated across the current detecting resistor R S connected to the sense emitter E S is input to the DC amplifier 5, and the output voltage obtained here is amplified by the reference voltage V REF of the reference voltage source 6. Is input to the judgment control circuit 7 together with the control signal. An output voltage corresponding to the result of the judgment by the judgment control circuit 7 is supplied to the control input terminal s of the transistor drive circuit 4 as a control signal.

上記構成からなる過電流保護回路の動作を、以下に説
明する。
The operation of the overcurrent protection circuit having the above configuration will be described below.

まず、トランジスタ駆動回路4の駆動入力端子dに駆
動信号が入力されると、トランジスタ駆動回路4はトラ
ンジスタTの2つのベースB、BSに一定比のベース電流
IB、IBSをそれぞれ供給する。その結果、トランジスタ
Tが導通状態になり、主電流であるメインエミッタ電流
IE(≒コレクタ電流IC)が負荷1を介して流れる。この
時、電流検出用の抵抗RSにも微小なセンスエミッタ電流
IESが流れることにより、抵抗RSの両端にはメインエミ
ッタ電流IEの大きさに正確に比例した電圧が生じる。こ
の電圧は、直流増幅器5でK(Kは定数)倍に増幅され
る。
First, when a drive signal is input to the drive input terminal d of the transistor drive circuit 4, the transistor drive circuit 4 applies a fixed ratio base current to the two bases B and BS of the transistor T.
Supply I B and I BS respectively. As a result, the transistor T is turned on and the main emitter current
I E (≒ collector current I C ) flows through the load 1. At this time, a small sense emitter current is also applied to the current detection resistor R S.
When IES flows, a voltage is generated across the resistor RS that is exactly proportional to the magnitude of the main emitter current IE . This voltage is amplified by K (K is a constant) by the DC amplifier 5.

直流増幅器5の出力電圧は判断制御回路7に入力さ
れ、基準電圧VREFと比較される。もし、何らかの原因に
より負荷1が短絡してメインエミッタ電流IEが過大にな
り、直流増幅器5の出力電圧が基準電圧VREFよりも高く
なると、判断制御回路7がトランジスタTへのベース電
流IB、IBSの供給を減少させる。このような負帰還ルー
プにより、トランジスタT、負荷1及び直流電源2が過
電流から保護される。
The output voltage of the DC amplifier 5 is input to the judgment control circuit 7 and compared with the reference voltage VREF . If, becomes excessive the main emitter current I E and the load 1 is shorted for some reason, the output voltage of the DC amplifier 5 is higher than the reference voltage V REF, the base current I B of the determination control circuit 7 to the transistor T , Reduce the supply of IBS. Such a negative feedback loop protects the transistor T, the load 1 and the DC power supply 2 from overcurrent.

なお、第1図にnpn型のバイポーラトランジスタを示
したが、pnp型であってもよいのはもちろんのことであ
る。また、バイポーラトランジスタ以外に、静電誘導ト
ランジスタや電界効果トランジスタ等に対しても、本発
明を適用することができる。
Although FIG. 1 shows an npn-type bipolar transistor, it is needless to say that a pnp-type bipolar transistor may be used. Further, the present invention can be applied to an electrostatic induction transistor, a field effect transistor, and the like in addition to the bipolar transistor.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明によれば、メイントランジスタ部とセンストラ
ンジスタ部とにそれぞれ独立したベースを設けているの
で、このベースに外部回路から個々にベース電流を振り
込んで電流検出を行うことにより、電流値や温度の変化
によって影響を受けることのない、精度の良い電流検出
が可能になる。
According to the present invention, an independent base is provided for each of the main transistor section and the sense transistor section, and a base current is individually transferred from an external circuit to the base to perform current detection, thereby detecting a current value and a temperature. Accurate current detection that is not affected by the change is enabled.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の一実施例に係る電流検出機能付バイポ
ーラトランジスタの構成を示す模式図、 第2図は同実施例のトランジスタを用いた過電流保護回
路の一例を示すブロック図である。 E……メインエミッタ、 ES……センスエミッタ、 B……メインベース、 BS……センスベース、 C……コレクタ.
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a bipolar transistor with a current detection function according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing an example of an overcurrent protection circuit using the transistor of the embodiment. E ...... main emitter, E S ...... sense emitter, B ...... main base, B S ...... sense-based, C ...... collector.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】主電流を流すメイントランジスタ部と、該
メイントランジスタ部に流れる電流を検出するセンスト
ランジスタ部とを備え、該2つのトランジスタ部のコレ
クタを共通とし、かつベース及びエミッタを各々独立に
したことを特徴とする電流検出機能付トランジスタ。
1. A main transistor section for flowing a main current, and a sense transistor section for detecting a current flowing in the main transistor section, wherein the two transistor sections have a common collector, and a base and an emitter are independently formed. A transistor having a current detection function.
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