JP3925686B2 - Output limiting circuit - Google Patents

Output limiting circuit Download PDF

Info

Publication number
JP3925686B2
JP3925686B2 JP2000174777A JP2000174777A JP3925686B2 JP 3925686 B2 JP3925686 B2 JP 3925686B2 JP 2000174777 A JP2000174777 A JP 2000174777A JP 2000174777 A JP2000174777 A JP 2000174777A JP 3925686 B2 JP3925686 B2 JP 3925686B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
output
circuit
voltage
control
power supply
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2000174777A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2001358575A (en
Inventor
啓輔 桑原
毅 有水
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yokogawa Electric Corp filed Critical Yokogawa Electric Corp
Priority to JP2000174777A priority Critical patent/JP3925686B2/en
Publication of JP2001358575A publication Critical patent/JP2001358575A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3925686B2 publication Critical patent/JP3925686B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回路の電源投入時に異常電圧が出力されることを防止する出力制限回路に関し、特に高速回路に適用が可能で正常動作時に出力制限を解除することが可能な出力制限回路に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の出力制限回路としては所謂ダイオードクランプ回路が存在し、ダイオードクランプ回路は所定の出力電圧を超過した場合にダイオードが”ON”になり、出力電圧信号を一定値に制限するものである。
【0003】
図4はこのような従来の出力制限回路の一例を示す構成ブロック図である。図4において1は出力制限の対象である出力制限対象回路、2及び3はダイオード、100は出力が制限された出力電圧信号である。
【0004】
出力制限対象回路1の出力はダイオード2のアノードとダイオード3のカソードにそれぞれ接続されると共に出力電圧信号100として出力される。ダイオード2のカソードは正電圧源に接続され、ダイオード3のアノードは負電圧源に接続される。
【0005】
ここで、図4に示す従来例の動作を説明する。正電圧源の電圧値を”V1”、負電圧源の電圧値を”V2”、出力端子の電圧値を”VA”、ダイオード2及び3順方向電圧を”VF”とした場合、
V1+VF>VA>V2+VF (1)
の条件を満たす範囲ではダイオード2及び3は”OFF”となり、出力電圧信号100は出力制限対象回路1の出力がそのまま出力される。
【0006】
一方、回路の電源投入時等において出力端子の電圧が上昇し、
VA>V1+VF (2)
となった場合にはダイオード2が”ON”(ダイオード3は”OFF”のまま)となり、出力制限対象回路1の出力電流の全ては正電圧源に流れ込む。
【0007】
このため、出力電圧信号100は出力制限対象回路1の出力に関わりなく”V1+VF”に制限されることになる。
【0008】
同様に、回路の電源投入時等において出力端子の電圧が降下し、
VA<V2+VF (3)
となった場合にはダイオード3が”ON”(ダイオード2は”OFF”のまま)となり、出力制限対象回路1の出力電流の全ては負電圧源に流れ込む。
【0009】
このため、出力電圧信号100は出力制限対象回路1の出力に関わりなく”V2+VF”に制限されることになる。
【0010】
この結果、図4に示すようなダイオードクランプ回路を出力制限回路として用いることにより、出力端子の電圧値が、
V1+VF>VA>V2+VF (4)
に示す範囲に制限されることになる。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、図4に示す従来例では出力制限対象回路1の出力電圧を直接制限する構成であるため、出力制限回路を構成するダイオードとしては、出力制限対象回路1の出力段に用いられているトランジスタ等の駆動能力以上の駆動能力を有するダイオードが必要になる。
【0012】
すなわち、比較的サイズの大きいダイオードを用いることになり、出力制限対象回路1が高速動作をする場合にはこのダイオードが容量性の負荷になり高速動作の妨げになると言った問題点があった。
【0013】
また、図4に示す従来例では電源投入後に出力制限対象回路1が正常動作になった場合に出力制限を解除したい場合には容易に出力制限の解除できないと言った問題点があった。
従って本発明が解決しようとする課題は、高速回路に適用が可能で正常動作時に出力制限を解除することが可能な出力制限回路を実現することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】
このような課題を達成するために、本発明のうち請求項1記載の発明は、
回路の電源投入時に異常電圧が出力されることを防止する出力制限回路において、
出力電圧が制限される出力制限対象回路と、複数のトランジスタ回路から構成され前記トランジスタ回路の閾値電圧及び電源電圧の値に基づき制御電圧の状態を変化させる制御回路と、前記制御電圧の状態に基づき前記出力制限対象回路の機能を停止させる機能停止手段と、前記制御電圧の状態に基づき前記出力制限対象回路の出力に関わりなく前記出力電圧を一定値に固定する出力固定手段とを備えたことにより、正常動作時に出力制限を解除することが可能になる。
【0015】
請求項2記載の発明は、
請求項1記載の発明である出力制限回路において、
前記制御回路が、
前記電源電圧の一方にゲート及びドレインが接続された第1のNMOSトランジスタ回路と、前記電源電圧の他方にゲートが接続され、前記第1のNMOSトランジスタ回路のソースがソースに接続され、ドレインが前記制御電圧を出力するPMOSトランジスタ回路と、前記電源電圧の一方にゲートが前記電源電圧の他方にソースがそれぞれ接続され、前記PMOSトランジスタ回路のドレインにドレインが接続された第2のNMOSトランジスタ回路とから構成されたことにより、正常動作時に出力制限を解除することが可能になる。
【0016】
請求項3記載の発明は、
請求項1記載の発明である出力制限回路において、
前記機能停止手段が、
前記制御電圧の状態に基づき入力信号を切断する第1のスイッチ回路と、前記制御電圧の状態に基づき前記出力制限対象回路を構成する各回路の動作を停止させる第2のスイッチ回路群とから構成されたことにより、高速回路に適用可能になり、正常動作時に出力制限を解除することが可能になる。
【0017】
請求項4記載の発明は、
請求項1記載の発明である出力制限回路において、
前記出力固定手段が、
定電圧源と、前記制御電圧の状態に基づき出力端子に前記定電圧源の出力を接続するスイッチ回路とから構成されたことにより、高速回路に適用可能で正常動作時に出力制限を解除することが可能になる。
【0018】
請求項5記載の発明は、
請求項3若しくは請求項4記載の発明である出力制限回路において、
前記スイッチ回路が、
NMOSトランジスタ回路、若しくは、PMOSトランジスタ回路であることにより、高速回路に適用可能で正常動作時に出力制限を解除することが可能になる。
【0019】
請求項6記載の発明は、
請求項2記載の発明である出力制限回路において、
前記第1のNMOSトランジスタ回路と前記PMOSトランジスタ回路との間にゲートとドレインが接続された複数個のNMOSトランジスタ回路を直列に挿入したことにより、出力制御解除の電圧を変化させることができる。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下本発明を図面を用いて詳細に説明する。図1は本発明に係る出力制限回路の一実施例を示す構成ブロック図である。図1において4は出力制限対象回路、5は制御回路、6は機能停止手段、7は出力固定手段,100aは出力電圧信号、101及び102は電源電圧、103は制御電圧である。
【0021】
出力制限対象回路4の出力は出力固定手段7を介して出力電圧信号100aとして出力される。電源電圧101及び102は制御回路5に印加され、制御回路5からの制御電圧103が機能停止手段6及び出力固定手段7の制御入力端子にそれぞれ接続される。また、機能停止手段6はその動作により出力制限対象回路4の機能を停止させる。
【0022】
ここで、図1に示す実施例の動作を説明する。制御回路5は電源電圧信号の値により制御電圧103の状態を変化させる。機能停止手段6は制御電圧103の状態に基づき出力制限対象回路4の機能を停止させ、出力固定手段7は制御電圧103の状態に基づき出力制限対象回路4の出力に関わりなく出力電圧信号100aの電圧値を一定値に固定する。
【0023】
例えば、電源投入時に電源電圧101及び102が過渡的に所定の電圧値に達していない状態においては制御電圧103を”ローレベル”にし、一方、電源電圧101及び102が所定の電圧値に達した状態、言い換えれば、定常状態では制御電圧103は”ハイレベル”にする。
【0024】
そして、機能停止手段6は制御電圧103が”ローレベル”の場合には出力制限対象回路4の機能を停止させ、制御電圧103が”ハイレベル”の場合には出力制限対象回路4の機能停止を解除する。
【0025】
一方、出力固定手段7は制御電圧103が”ローレベル”の場合には出力制限対象回路4の出力に関わりなく出力電圧信号100aの電圧値を一定値に固定し、制御電圧103が”ハイレベル”の場合には出力制限対象回路4の出力をそのまま出力する。
【0026】
すなわち、比較的サイズの大きいダイオードを用いることなく、制御回路5が電源投入時の過渡的な電源電圧101及び102の電圧上昇時には出力電圧信号100aを一定電圧値に固定して、言い換えれば、出力電圧信号100aを出力制限し、電源電圧が定常状態になった場合には出力制御を解除する。
【0027】
この結果、制御回路5で電源電圧の状態を検出して過渡的な状態では出力制限対象回路の機能停止し、出力電圧信号を一定値に固定し、電源電圧が定常状態になった場合には出力制御を解除することにより、正常動作時に出力制限を解除することが可能になる。
【0028】
また、図2は制御回路5、機能停止手段6及び出力固定手段7のそれぞれの一具体例を示す構成ブロック図である。図2において4,5,6,7,100a,101,102及び103は図1と同一符号を付してあり、8,10,14,15はNMOSトランジスタ回路(以下、単にNMOSと呼ぶ。)、9はPMOSトランジスタ回路(以下、単にPMOSと呼ぶ。)、11,12,13及び16はスイッチ回路、17は定電圧源、104は出力制限対象回路4に対する入力信号、105はバイアス電圧信号である。
【0029】
また、14及び15は出力制限対象回路4を、8〜10は制御回路5を、11〜13は機能停止手段6を、16及び17は出力固定手段7をそれぞれ構成している。
【0030】
電源電圧101はNMOS8のゲート及びドレイン、MOS10のゲート、NMOS14のドレインにそれぞれ印加され、電源電圧102はPMOS9のゲート、NMOS10及び15のソース、スイッチ回路12及び13にそれぞれ印加される。
【0031】
NMOS8のソースはPMOS9のソースに接続され、PMOS9のドレインは制御電圧103を出力すると共にNMOS10のドレインに接続される。
【0032】
入力信号104はスイッチ回路11の一端に印加され、スイッチ回路11の他端はNMOS14のゲートはスイッチ回路12の他端にそれぞれ接続される。また、NMOS14のソースは出力電圧信号100aを出力すると共にNMOS15のドレイン、スイッチ回路16の一端に接続される。
【0033】
バイアス電圧信号105はスイッチ回路13の他端及びNMOS15のゲートに接続され、スイッチ回路16の他端は定電圧源17の一端に接続され、定電圧源17の他端は接地される。
【0034】
最後に、制御電圧103はスイッチ回路11,12,13及び16の制御入力端子にそれぞれ接続される。
【0035】
ここで、図2に示す具体例の動作を説明する。電源投入時に電源電圧101と102との間の電圧”Vab”が”0V”から順次上昇し、NMOSの閾値電圧”Vtn”を超えるとNMOS10が”ON”になりドレイン電流を流そうとする。
【0036】
一方、PMOS9はPMOSの閾値電圧を”Vtp”とした場合”Vab”が”Vtn+Vtp”を超えないと”ON”にならず前述のドレイン電流を流すことができない。言い換えれば、NMOS8及びPMOS9が同時に”ON”にならないとドレイン電流を流すことができない。
【0037】
この場合、NMOS10はドレイン電流を流せないので制御電圧103は電源電圧102と等しくなる。
【0038】
さらに、電源電圧101と102との間の電圧”Vab”が”Vtn”から順次上昇し、”Vtn+Vtp”を超えるとNMOS8及びPMOS9が同時に”ON”になる。
【0039】
ここで、NMOS8及びPMOS9で構成される電圧電流変換回路の相互コンダクタンスがNMOS10の相互コンダクタンスよりも十分大きい場合、電源電圧101及び102を”Va”及び”Vb”、制御電圧103を”Vc”、NMOS8のゲート・ソース間電圧を”Vgs8”、PMOS9のゲート・ソース間電圧を”Vgs9”とすれば、
Vc=Va−Vgs8−Vgs9+Vtp
≒Va−Vtn (5)
となる。
【0040】
すなわち、制御回路5は電圧”Vab”が”Vtn”〜”Vtn+Vtp”の間では制御電圧103が”Vb”となり、電圧”Vab”が”Vtn+Vtp”以上の場合には制御電圧103が”Va−Vtn”となることになる。
【0041】
一方、スイッチ回路12,13及び16が”Vc=Vb”で”ON”、”Vc=Va−Vtn”で”OFF”になるように、スイッチ回路11が”Vc=Vb”で”OFF”、”Vc=Va−Vtn”で”ON”になるようにそれぞれ設定する。
【0042】
このため、電源投入時に電源電圧101と102との間の電圧”Vab”が”0V”から順次上昇し、NMOSの閾値電圧”Vtn”を超えると制御回路5の出力である制御電圧103は”Vc=Vb”となり、スイッチ回路12,13及び16が”ON”になり、スイッチ回路11が”OFF”になる。
【0043】
この時点で、入力信号104が切断されると共にNMOS14及び15のゲートに電源電圧102が印加されてNMOSの機能が停止し、定電圧源17の出力電圧が出力電圧信号100aとして出力されることになるので定電圧源17の出力電圧に固定される。言い換えれば、出力制限状態となる。
【0044】
そして、電源電圧101と102との間の電圧”Vab”が”Vtn”から順次上昇し、”Vtn+Vtp”を超えると制御回路5の出力である制御電圧103は”Vc=Va−Vtn”となり、スイッチ回路12,13及び16が”OFF”になり、スイッチ回路11が”ON”になる。
【0045】
この時点で、定電圧源17の出力電圧が出力端子から切断され、入力信号104がNMOS14のゲートに印加されると共にバイアス電圧105がNMOS15のゲートに印加される。このため、NMOS15は定電流源として動作して、NMOS14とNMOS15とはソースフォロワ回路として動作する。言い換えれば、出力制限が解除される。
【0046】
この結果、図2の場合においては制御回路5で電源電圧の状態を検出して過渡的な状態では出力制限対象回路であるソースフォロワ回路の機能停止し、出力電圧信号を定電圧源17の出力電圧に固定し、電源電圧が定常状態になった場合には出力制御を解除することにより、正常動作時に出力制限を解除することが可能になる。
【0047】
また、図3はスイッチ回路の具体例を示す説明図であり、スイッチ回路13,14及び16の機能を実現する具体例としては図3(A)に示すPMOSのトランジスタ、スイッチ回路11の機能を実現する具体例としては図3(B)に示すNMOSのトランジスタがそれぞれ考えられる。
【0048】
なお、図2に示す具体例では出力制限対象回路4としてソースフォロワ回路を例示したが、勿論、これに限定される訳ではなく様々な構成の回路に対して適用可能である。
【0049】
また、図2に示す制御回路5の具体例においてPMOS9のソースには1個のNMOS8が接続されているが、ゲートとドレインが接続された複数個のNMOSトランジスタ回路を直列に挿入することにより、出力制御解除の電圧を”Vtp+2Vtn”、”Vtp+3Vtn”、”Vtp+4Vtn”…と変えることが可能になる。また、NMOS8としてPMOSトランジスタ回路を用いることも可能である。
【0050】
【発明の効果】
以上説明したことから明らかなように、本発明によれば次のような効果がある。
請求項1乃至請求項5の発明によれば、制御回路で電源電圧の状態を検出して過渡的な状態では出力制限対象回路の機能停止し、出力電圧信号を一定値に固定し、電源電圧が定常状態になった場合には出力制御を解除することにより、正常動作時に出力制限を解除することが可能になる。
【0051】
また、出力固定手段や機能停止手段は小さなMOSトランジスタで構成できるため、高速回路に適用可能になる。
【0052】
また、請求項6の発明によれば、NMOSトランジスタ回路と前記PMOSトランジスタ回路との間にゲートとドレインが接続された複数個のNMOSトランジスタ回路を直列に挿入したことにより、出力制御解除の電圧を変化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る出力制限回路の一実施例を示す構成ブロック図である。
【図2】制御回路、機能停止手段及び出力固定手段のそれぞれの一具体例を示す構成ブロック図である。
【図3】スイッチ回路の具体例を示す説明図である。
【図4】従来の出力制限回路の一例を示す構成ブロック図である。
【符号の説明】
1,4 出力制限対象回路
2,3 ダイオード
5 制御回路
6 機能停止手段
7 出力固定手段
8,10,14,15 NMOSトランジスタ回路
9 PMOSトランジスタ回路
11,12,13,16 スイッチ回路
17 定電圧源
100,100a 出力電圧信号
101,102 電源電圧
103 制御電圧
104 入力信号
105 バイアス電圧信号
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an output limiting circuit that prevents an abnormal voltage from being output when a circuit is turned on, and more particularly to an output limiting circuit that can be applied to a high-speed circuit and can release the output limitation during normal operation.
[0002]
[Prior art]
A so-called diode clamp circuit exists as a conventional output limiting circuit. The diode clamp circuit turns on the diode when a predetermined output voltage is exceeded, and limits the output voltage signal to a constant value.
[0003]
FIG. 4 is a configuration block diagram showing an example of such a conventional output limiting circuit. In FIG. 4, reference numeral 1 denotes an output restriction target circuit that is an output restriction target, 2 and 3 are diodes, and 100 is an output voltage signal whose output is restricted.
[0004]
The output of the output restriction target circuit 1 is connected to the anode of the diode 2 and the cathode of the diode 3 and is output as an output voltage signal 100. The cathode of the diode 2 is connected to a positive voltage source, and the anode of the diode 3 is connected to a negative voltage source.
[0005]
Here, the operation of the conventional example shown in FIG. 4 will be described. When the voltage value of the positive voltage source is “V1”, the voltage value of the negative voltage source is “V2”, the voltage value of the output terminal is “VA”, and the diode 2 and 3 forward voltages are “VF”,
V1 + VF>VA> V2 + VF (1)
The diodes 2 and 3 are “OFF” in a range satisfying the above condition, and the output of the output restriction target circuit 1 is output as it is as the output voltage signal 100.
[0006]
On the other hand, when the circuit power is turned on, the voltage at the output terminal rises.
VA> V1 + VF (2)
In this case, the diode 2 is turned “ON” (the diode 3 remains “OFF”), and all the output current of the output restriction target circuit 1 flows into the positive voltage source.
[0007]
Therefore, the output voltage signal 100 is limited to “V1 + VF” regardless of the output of the output restriction target circuit 1.
[0008]
Similarly, when the circuit power is turned on, the voltage at the output terminal drops,
VA <V2 + VF (3)
In this case, the diode 3 is “ON” (the diode 2 remains “OFF”), and all of the output current of the output restriction target circuit 1 flows into the negative voltage source.
[0009]
Therefore, the output voltage signal 100 is limited to “V2 + VF” regardless of the output of the output restriction target circuit 1.
[0010]
As a result, by using the diode clamp circuit as shown in FIG.
V1 + VF>VA> V2 + VF (4)
It will be limited to the range shown in.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the conventional example shown in FIG. 4 is configured to directly limit the output voltage of the output restriction target circuit 1, a transistor used in the output stage of the output restriction target circuit 1 is used as a diode constituting the output restriction circuit. Therefore, a diode having a driving capability equal to or higher than the driving capability is required.
[0012]
That is, a diode having a relatively large size is used, and when the output restriction target circuit 1 operates at high speed, there is a problem that this diode becomes a capacitive load and hinders high-speed operation.
[0013]
In addition, the conventional example shown in FIG. 4 has a problem that the output restriction cannot be easily released when it is desired to release the output restriction when the output restriction target circuit 1 is operating normally after the power is turned on.
Therefore, the problem to be solved by the present invention is to realize an output limiting circuit that can be applied to a high-speed circuit and can release the output limitation during normal operation.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve such a problem, the invention according to claim 1 of the present invention is:
In the output limiting circuit that prevents the abnormal voltage from being output when the circuit is turned on,
An output restriction target circuit whose output voltage is restricted, a control circuit configured by a plurality of transistor circuits and changing the state of the control voltage based on the threshold voltage and the power supply voltage of the transistor circuit, and based on the state of the control voltage A function stopping means for stopping the function of the output restriction target circuit; and an output fixing means for fixing the output voltage to a constant value regardless of the output of the output restriction target circuit based on the state of the control voltage. The output restriction can be released during normal operation.
[0015]
The invention according to claim 2
In the output limiting circuit according to the invention of claim 1,
The control circuit comprises:
A first NMOS transistor circuit having a gate and a drain connected to one of the power supply voltages; a gate connected to the other of the power supply voltage; a source of the first NMOS transistor circuit connected to a source; A PMOS transistor circuit for outputting a control voltage; and a second NMOS transistor circuit having a gate connected to one of the power supply voltages, a source connected to the other of the power supply voltages, and a drain connected to the drain of the PMOS transistor circuit. By being configured, it becomes possible to release the output restriction during normal operation.
[0016]
The invention described in claim 3
In the output limiting circuit according to the invention of claim 1,
The function stop means is
A first switch circuit that cuts off an input signal based on the state of the control voltage, and a second switch circuit group that stops the operation of each circuit constituting the output restriction target circuit based on the state of the control voltage As a result, it can be applied to a high-speed circuit, and the output restriction can be released during normal operation.
[0017]
The invention according to claim 4
In the output limiting circuit according to the invention of claim 1,
The output fixing means;
Consisting of a constant voltage source and a switch circuit that connects the output of the constant voltage source to an output terminal based on the state of the control voltage, it can be applied to a high-speed circuit and can release the output restriction during normal operation. It becomes possible.
[0018]
The invention according to claim 5
In the output limiting circuit which is the invention according to claim 3 or claim 4 ,
The switch circuit is
Since it is an NMOS transistor circuit or a PMOS transistor circuit, it can be applied to a high-speed circuit and the output restriction can be released during normal operation.
[0019]
The invention described in claim 6
In the output limiting circuit which is the invention according to claim 2,
By inserting a plurality of NMOS transistor circuits having gates and drains connected in series between the first NMOS transistor circuit and the PMOS transistor circuit, the output control release voltage can be changed.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of an output limiting circuit according to the present invention. In FIG. 1, 4 is an output restriction target circuit, 5 is a control circuit, 6 is a function stop means, 7 is an output fixing means, 100a is an output voltage signal, 101 and 102 are power supply voltages, and 103 is a control voltage.
[0021]
The output of the output restriction target circuit 4 is output as an output voltage signal 100a through the output fixing means 7. The power supply voltages 101 and 102 are applied to the control circuit 5, and the control voltage 103 from the control circuit 5 is connected to the control input terminals of the function stop unit 6 and the output fixing unit 7, respectively. Further, the function stopping means 6 stops the function of the output restriction target circuit 4 by its operation.
[0022]
Here, the operation of the embodiment shown in FIG. 1 will be described. The control circuit 5 changes the state of the control voltage 103 according to the value of the power supply voltage signal. The function stop means 6 stops the function of the output restriction target circuit 4 based on the state of the control voltage 103, and the output fixing means 7 determines the output voltage signal 100a based on the state of the control voltage 103 regardless of the output of the output restriction target circuit 4. The voltage value is fixed to a constant value.
[0023]
For example, when the power supply voltages 101 and 102 have not transiently reached a predetermined voltage value when the power is turned on, the control voltage 103 is set to “low level”, while the power supply voltages 101 and 102 have reached a predetermined voltage value. In this state, in other words, in the steady state, the control voltage 103 is set to “high level”.
[0024]
The function stop means 6 stops the function of the output restriction target circuit 4 when the control voltage 103 is “low level”, and stops the function of the output restriction target circuit 4 when the control voltage 103 is “high level”. Is released.
[0025]
On the other hand, when the control voltage 103 is "low level", the output fixing means 7 fixes the voltage value of the output voltage signal 100a to a constant value regardless of the output of the output restriction target circuit 4, and the control voltage 103 is "high level". In the case of “,” the output of the output restriction target circuit 4 is output as it is.
[0026]
That is, without using a relatively large diode, the control circuit 5 fixes the output voltage signal 100a to a constant voltage value when the transient power supply voltages 101 and 102 rise when the power is turned on. The output of the voltage signal 100a is limited, and the output control is canceled when the power supply voltage reaches a steady state.
[0027]
As a result, when the control circuit 5 detects the state of the power supply voltage, the function of the output restriction target circuit is stopped in a transient state, the output voltage signal is fixed to a constant value, and the power supply voltage becomes a steady state. By releasing the output control, it becomes possible to release the output restriction during normal operation.
[0028]
FIG. 2 is a block diagram showing a specific example of each of the control circuit 5, the function stop means 6, and the output fixing means 7. 2, 4, 5, 6, 7, 100a, 101, 102, and 103 are assigned the same reference numerals as in FIG. 1, and 8, 10, 14, and 15 are NMOS transistor circuits (hereinafter simply referred to as NMOS). , 9 are PMOS transistor circuits (hereinafter simply referred to as PMOS), 11, 12, 13 and 16 are switch circuits, 17 is a constant voltage source, 104 is an input signal to the output restriction target circuit 4, and 105 is a bias voltage signal. is there.
[0029]
Further, 14 and 15 constitute the output restriction target circuit 4, 8 to 10 constitute the control circuit 5, 11 to 13 constitute the function stop means 6, and 16 and 17 constitute the output fixing means 7, respectively.
[0030]
The power supply voltage 101 is applied to the gate and drain of the NMOS 8, the gate of the MOS 10, and the drain of the NMOS 14, respectively. The power supply voltage 102 is applied to the gate of the PMOS 9, the sources of the NMOS 10 and 15, and the switch circuits 12 and 13, respectively.
[0031]
The source of the NMOS 8 is connected to the source of the PMOS 9, and the drain of the PMOS 9 outputs the control voltage 103 and is connected to the drain of the NMOS 10.
[0032]
The input signal 104 is applied to one end of the switch circuit 11, and the other end of the switch circuit 11 is connected to the gate of the NMOS 14 to the other end of the switch circuit 12. The source of the NMOS 14 outputs the output voltage signal 100 a and is connected to the drain of the NMOS 15 and one end of the switch circuit 16.
[0033]
The bias voltage signal 105 is connected to the other end of the switch circuit 13 and the gate of the NMOS 15, the other end of the switch circuit 16 is connected to one end of the constant voltage source 17, and the other end of the constant voltage source 17 is grounded.
[0034]
Finally, the control voltage 103 is connected to the control input terminals of the switch circuits 11, 12, 13 and 16, respectively.
[0035]
Here, the operation of the specific example shown in FIG. 2 will be described. When the power is turned on, the voltage “Vab” between the power supply voltages 101 and 102 sequentially increases from “0 V”. When the voltage exceeds the NMOS threshold voltage “Vtn”, the NMOS 10 is turned “ON” and tries to flow a drain current.
[0036]
On the other hand, when the threshold voltage of the PMOS is “Vtp”, the PMOS 9 is not “ON” unless the “Vab” exceeds “Vtn + Vtp”, and the drain current cannot flow. In other words, the drain current cannot flow unless the NMOS 8 and the PMOS 9 are simultaneously “ON”.
[0037]
In this case, since the NMOS 10 cannot flow the drain current, the control voltage 103 becomes equal to the power supply voltage 102.
[0038]
Further, the voltage “Vab” between the power supply voltages 101 and 102 sequentially increases from “Vtn”, and when it exceeds “Vtn + Vtp”, the NMOS 8 and the PMOS 9 are simultaneously turned “ON”.
[0039]
Here, when the mutual conductance of the voltage-current conversion circuit composed of the NMOS 8 and the PMOS 9 is sufficiently larger than the mutual conductance of the NMOS 10, the power supply voltages 101 and 102 are “Va” and “Vb”, the control voltage 103 is “Vc”, If the gate-source voltage of the NMOS 8 is “Vgs8” and the gate-source voltage of the PMOS 9 is “Vgs9”,
Vc = Va-Vgs8-Vgs9 + Vtp
≒ Va-Vtn (5)
It becomes.
[0040]
That is, when the voltage “Vab” is between “Vtn” and “Vtn + Vtp”, the control voltage 103 is “Vb”, and when the voltage “Vab” is equal to or higher than “Vtn + Vtp”, the control voltage 103 is “Va−”. Vtn ".
[0041]
On the other hand, the switch circuit 11, 13 and 16 is “ON” when “Vc = Vb” and “OFF” when “Vc = Va−Vtn”, and “OFF” when “Vc = Vb”. “Vc = Va−Vtn” is set to be “ON”.
[0042]
For this reason, when the power is turned on, the voltage “Vab” between the power supply voltages 101 and 102 sequentially increases from “0 V” and exceeds the NMOS threshold voltage “Vtn”, the control voltage 103 which is the output of the control circuit 5 is “ Vc = Vb ”, the switch circuits 12, 13 and 16 are turned“ ON ”, and the switch circuit 11 is turned“ OFF ”.
[0043]
At this time, the input signal 104 is disconnected and the power supply voltage 102 is applied to the gates of the NMOSs 14 and 15 to stop the NMOS function, and the output voltage of the constant voltage source 17 is output as the output voltage signal 100a. Therefore, the output voltage of the constant voltage source 17 is fixed. In other words, the output is limited.
[0044]
When the voltage “Vab” between the power supply voltages 101 and 102 sequentially increases from “Vtn” and exceeds “Vtn + Vtp”, the control voltage 103 which is the output of the control circuit 5 becomes “Vc = Va−Vtn”. The switch circuits 12, 13 and 16 are turned “OFF”, and the switch circuit 11 is turned “ON”.
[0045]
At this time, the output voltage of the constant voltage source 17 is disconnected from the output terminal, the input signal 104 is applied to the gate of the NMOS 14, and the bias voltage 105 is applied to the gate of the NMOS 15. For this reason, the NMOS 15 operates as a constant current source, and the NMOS 14 and the NMOS 15 operate as a source follower circuit. In other words, the output restriction is released.
[0046]
As a result, in the case of FIG. 2, the control circuit 5 detects the state of the power supply voltage, and in a transient state, the function of the source follower circuit that is the output restriction target circuit is stopped, and the output voltage signal is output from the constant voltage source 17. By fixing the voltage and releasing the output control when the power supply voltage reaches a steady state, the output restriction can be released during normal operation.
[0047]
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a specific example of the switch circuit. As a specific example of realizing the functions of the switch circuits 13, 14 and 16, the functions of the PMOS transistor and the switch circuit 11 shown in FIG. As a specific example to be realized, an NMOS transistor shown in FIG.
[0048]
In the specific example shown in FIG. 2, the source follower circuit is exemplified as the output restriction target circuit 4. However, the present invention is not limited to this and can be applied to circuits having various configurations.
[0049]
Further, in the specific example of the control circuit 5 shown in FIG. 2, one NMOS 8 is connected to the source of the PMOS 9, but by inserting a plurality of NMOS transistor circuits having gates and drains connected in series, The output control release voltage can be changed to “Vtp + 2Vtn”, “Vtp + 3Vtn”, “Vtp + 4Vtn”. A PMOS transistor circuit can also be used as the NMOS 8.
[0050]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, the present invention has the following effects.
According to the first to fifth aspects of the present invention, the state of the power supply voltage is detected by the control circuit, the function of the output restriction target circuit is stopped in the transient state, the output voltage signal is fixed to a constant value, and the power supply voltage When the state becomes a steady state, it is possible to release the output restriction during normal operation by releasing the output control.
[0051]
Further, since the output fixing means and the function stopping means can be constituted by small MOS transistors, they can be applied to high-speed circuits.
[0052]
According to a sixth aspect of the present invention, a plurality of NMOS transistor circuits having gates and drains connected between the NMOS transistor circuit and the PMOS transistor circuit are inserted in series, so that the output control release voltage is reduced. Can be changed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an output limiting circuit according to the present invention.
FIG. 2 is a block diagram illustrating a specific example of each of a control circuit, a function stop unit, and an output fixing unit.
FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a specific example of a switch circuit.
FIG. 4 is a configuration block diagram showing an example of a conventional output limiting circuit.
[Explanation of symbols]
1, 4 Output restriction target circuits 2, 3 Diode 5 Control circuit 6 Function stopping means 7 Output fixing means 8, 10, 14, 15 NMOS transistor circuit 9 PMOS transistor circuits 11, 12, 13, 16 Switch circuit 17 Constant voltage source 100 , 100a Output voltage signal 101, 102 Power supply voltage 103 Control voltage 104 Input signal 105 Bias voltage signal

Claims (6)

回路の電源投入時に異常電圧が出力されることを防止する出力制限回路において、
出力電圧が制限される出力制限対象回路と、
複数のトランジスタ回路から構成され前記トランジスタ回路の閾値電圧及び電源電圧の値に基づき制御電圧の状態を変化させる制御回路と、
前記制御電圧の状態に基づき前記出力制限対象回路の機能を停止させる機能停止手段と、
前記制御電圧の状態に基づき前記出力制限対象回路の出力に関わりなく前記出力電圧を一定値に固定する出力固定手段と
を備えたことを特徴とする出力制御回路。
In the output limiting circuit that prevents the abnormal voltage from being output when the circuit is turned on,
An output restriction target circuit whose output voltage is restricted; and
A control circuit configured by a plurality of transistor circuits and changing the state of the control voltage based on the threshold voltage and the power supply voltage of the transistor circuit ;
Function stop means for stopping the function of the output restriction target circuit based on the state of the control voltage;
An output control circuit comprising: output fixing means for fixing the output voltage to a constant value regardless of the output of the output restriction target circuit based on the state of the control voltage.
前記制御回路が、
前記電源電圧の一方にゲート及びドレインが接続された第1のNMOSトランジスタ回路と、
前記電源電圧の他方にゲートが接続され、前記第1のNMOSトランジスタ回路のソースがソースに接続され、ドレインが前記制御電圧を出力するPMOSトランジスタ回路と、
前記電源電圧の一方にゲートが前記電源電圧の他方にソースがそれぞれ接続され、前記PMOSトランジスタ回路のドレインにドレインが接続された第2のNMOSトランジスタ回路とから構成されたことを特徴とする
請求項1記載の出力制限回路。
The control circuit comprises:
A first NMOS transistor circuit having a gate and a drain connected to one of the power supply voltages;
A PMOS transistor circuit having a gate connected to the other of the power supply voltages, a source of the first NMOS transistor circuit connected to a source, and a drain outputting the control voltage;
2. A second NMOS transistor circuit having a gate connected to one of the power supply voltages, a source connected to the other of the power supply voltages, and a drain connected to a drain of the PMOS transistor circuit. The output limiting circuit according to 1.
前記機能停止手段が、
前記制御電圧の状態に基づき入力信号を切断する第1のスイッチ回路と、
前記制御電圧の状態に基づき前記出力制限対象回路を構成する各回路の動作を停止させる第2のスイッチ回路群とから構成されたことを特徴とする
請求項1記載の出力制限回路。
The function stop means is
A first switch circuit that disconnects an input signal based on the state of the control voltage;
2. The output limiting circuit according to claim 1, further comprising: a second switch circuit group that stops the operation of each circuit constituting the output limiting target circuit based on the state of the control voltage.
前記出力固定手段が、
定電圧源と、
前記制御電圧の状態に基づき出力端子に前記定電圧源の出力を接続するスイッチ回路とから構成されたことを特徴とする
請求項1記載の出力制限回路。
The output fixing means;
A constant voltage source;
2. The output limiting circuit according to claim 1, further comprising a switch circuit that connects an output of the constant voltage source to an output terminal based on a state of the control voltage.
前記スイッチ回路が、
NMOSトランジスタ回路、若しくは、PMOSトランジスタ回路であることを特徴とする
請求項3若しくは請求項4記載の出力制限回路。
The switch circuit is
5. The output limiting circuit according to claim 3, wherein the output limiting circuit is an NMOS transistor circuit or a PMOS transistor circuit.
前記第1のNMOSトランジスタ回路と前記PMOSトランジスタ回路との間にゲートとドレインが接続された複数個のNMOSトランジスタ回路を直列に挿入したことを特徴とする
請求項2記載の出力制限回路。
3. The output limiting circuit according to claim 2, wherein a plurality of NMOS transistor circuits whose gates and drains are connected are inserted in series between the first NMOS transistor circuit and the PMOS transistor circuit.
JP2000174777A 2000-06-12 2000-06-12 Output limiting circuit Expired - Fee Related JP3925686B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000174777A JP3925686B2 (en) 2000-06-12 2000-06-12 Output limiting circuit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000174777A JP3925686B2 (en) 2000-06-12 2000-06-12 Output limiting circuit

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2001358575A JP2001358575A (en) 2001-12-26
JP3925686B2 true JP3925686B2 (en) 2007-06-06

Family

ID=18676748

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000174777A Expired - Fee Related JP3925686B2 (en) 2000-06-12 2000-06-12 Output limiting circuit

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3925686B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005122574A (en) 2003-10-17 2005-05-12 Renesas Technology Corp Semiconductor integrated circuit
JP2007089230A (en) * 2006-12-20 2007-04-05 Ricoh Co Ltd Level shift circuit

Also Published As

Publication number Publication date
JP2001358575A (en) 2001-12-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7639064B2 (en) Drive circuit for reducing inductive kickback voltage
US8222846B2 (en) Output circuit
US6373285B1 (en) Level shift circuit
US9621156B2 (en) Analog switches and methods for controlling analog switches
US20060192587A1 (en) Self-bypassing voltage level translator circuit
US8129862B2 (en) Scalable highest available voltage selector circuit
US7109758B2 (en) System and method for reducing short circuit current in a buffer
EP1237063B1 (en) Reference voltage generation circuit
US6538867B1 (en) FET switch with overvoltage protection
JP2002208849A (en) Circuit for driving inductive load
JPH0693615B2 (en) Driver circuit
US7821327B2 (en) High voltage input receiver using low voltage transistors
US6236195B1 (en) Voltage variation correction circuit
US9742388B2 (en) Driver circuit
KR100918343B1 (en) Diode circuit
JP3925686B2 (en) Output limiting circuit
US10613562B2 (en) Voltage regulator including fault detection circuit
US7741882B1 (en) Current-limited output buffer
US6903610B2 (en) Operational amplifying circuit and push-pull circuit
US6531919B1 (en) Phase inversion prevention circuit for an operational amplifier input stage
US7986169B2 (en) Comparator circuit for comparing three inputs
US20070097587A1 (en) Inductive load drive device and drive method
US6771095B1 (en) Level translating digital switch
JPH04326618A (en) Reset signal generation circuit device
US9287874B2 (en) Level-shifting device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20041014

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20060519

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20060523

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20060710

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20061204

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070115

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20070208

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20070221

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100309

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110309

Year of fee payment: 4

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees