JPH01292906A - Current detecting circuit - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野コ
本発明は、複数個のトランジスタを縦続接続した半導体
複合回路における電流検出回路に係り、特に、ダーリン
トン接続された半導体複合回路に好適な電流検出回路に
関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a current detection circuit in a semiconductor composite circuit in which a plurality of transistors are connected in cascade, and particularly to a current detection circuit suitable for a semiconductor composite circuit in which a Darlington connection is made. Regarding circuits.
[従来の技術]
自動車用電装品などの各種の電気的負荷を制御するため
には、パワートランジスタを含む半導体複合回路を用い
る場合が多いが、このとき、精度の良い制御を得るため
には、この負荷に供給されている電流を検出して制御す
るのが望ましい。[Prior Art] Semiconductor composite circuits including power transistors are often used to control various electrical loads such as automotive electrical components, but in order to obtain accurate control, It is desirable to sense and control the current being supplied to this load.
ところで、従来は、このような場合には、主として分流
抵抗器を使用するのが通例であったが、分流用の抵抗器
による発熱や電力損失を無くしたいという見地から、例
えば、米国特許筒4,553.084号明細書により、
半導体複合回路を構成するMOSトランジスタのソース
をマルチ化する方法が提案されている。By the way, in the past, it was customary to mainly use a shunt resistor in such cases, but from the standpoint of eliminating heat generation and power loss caused by the shunt resistor, for example, US Pat. , 553.084,
A method has been proposed in which the sources of MOS transistors constituting a semiconductor composite circuit are multiplied.
この方法は、第2図に示すように、検出すべき電流が流
れるパワーMOSトランジスタ20に対して電流検出用
のMOSトランジスタ10を接続し、この電流検出用の
トランジスタ10のドレインを電流検出端子30とした
ものである。In this method, as shown in FIG. 2, a current detection MOS transistor 10 is connected to a power MOS transistor 20 through which a current to be detected flows, and the drain of the current detection transistor 10 is connected to a current detection terminal 30. That is.
負荷電6流工、は2個のMOSトランジスタ10゜2o
により分流されるので、これら、それぞれのMOSトラ
ンジスタ10.20のソースの面積を所定の比1 :
N (N>1)となるように設定しておけば、電流検出
端子30から取出される電流工、。と、上記の比Nによ
り負荷電流I、を算定し、分流抵抗器を用いることなく
、主電流(負荷電流)を検出することができる。Load current 6 current, 2 MOS transistors 10°2o
Therefore, the area of the source of each of these MOS transistors 10.20 is divided by a predetermined ratio of 1:
If it is set so that N (N>1), the current flow is taken out from the current detection terminal 30. By calculating the load current I using the above ratio N, the main current (load current) can be detected without using a shunt resistor.
[発明が解決しようとする課題]
上記従来技術は、MOSトランジスタのマルチソース化
が、上記した面積比の正確な設定も含めて、R造技術的
に容易であることを利用しているものであり、従って、
この方法をバイポーラトランジスタに適用する点につい
て配慮がされておらず、このため、その適用範囲が限ら
れているという問題があった。[Problems to be Solved by the Invention] The above-mentioned conventional technology utilizes the fact that multi-source MOS transistors are easy in terms of R manufacturing technology, including accurate setting of the above-mentioned area ratio. Yes, therefore,
No consideration was given to the application of this method to bipolar transistors, and as a result, there was a problem in that the scope of its application was limited.
本発明の目的は、バイポーラトランジスタも含めて、ど
のようなトランジスタによる半導体複合回路にも適用可
能で、分流用抵抗器を用いることなく、常に高精度の電
流検出が行なえるようにした電流検出回路を提供するこ
とにある。An object of the present invention is to provide a current detection circuit that can be applied to semiconductor composite circuits using any type of transistors, including bipolar transistors, and that can always perform highly accurate current detection without using a shunt resistor. Our goal is to provide the following.
[課題を解決するための手段]
上記目的は、ダーリントン接続されたバイポーラトラン
ジスタ回路などの半導体複合回路において、前段のトラ
ンジスタの一部をマルチエミッタ化又はマルチコレクタ
化し、これらのマルチ化されたエミッタ又はコレクタの
1に流れる電流により主電流を算定することにより達成
される。[Means for Solving the Problem] The above object is to convert a part of the transistors in the previous stage into multi-emitters or multi-collectors in a semiconductor composite circuit such as a Darlington-connected bipolar transistor circuit, and to convert these multi-emitters or This is achieved by determining the main current by the current flowing through one of the collectors.
[作用]
半導体複合回路の前段のトランジスタには、主電流に比
例した電流が流れる。他方、この前段のトランジスタの
マルチ化された複数のエミッタ又はコレクタ相互間には
、上記主電流に比例した電流が分流して現われる。[Operation] A current proportional to the main current flows through the transistor at the front stage of the semiconductor composite circuit. On the other hand, a current proportional to the main current appears as a branch between the plurality of emitters or collectors of the transistors in the previous stage.
従って、これら複数のマルチ化されているエミッタ又は
コレクタの1に現われる電流値を見れば。Therefore, if we look at the current value appearing at one of these multiple multi-emitters or collectors.
主電流を検出することができる。Main current can be detected.
そして、このときエミッタ又はコレクタに現われる電流
の大きさは、後段のトランジスタの電流増幅率の逆数倍
となり、主電流に比して充分に小さな電流値になるため
、電流値検出のために発生する電圧降下や電力損失、発
熱などを充分に抑えることができる。The magnitude of the current that appears in the emitter or collector at this time is a reciprocal of the current amplification factor of the subsequent transistor, and the current value is sufficiently small compared to the main current, so it is generated for current value detection. It is possible to sufficiently suppress voltage drop, power loss, heat generation, etc.
[実施例]
以下、本発明による電流検出回路について、図示の実施
例により詳細に説明する。[Example] Hereinafter, a current detection circuit according to the present invention will be explained in detail with reference to an illustrated example.
第1図は本発明の一実施例で、バイポーラトランジスタ
のダーリントン接続からなる半導体複合回路に本発明を
適用した場合のもので、図において、2個のバイポーラ
トランジスタ(以下、星にトランジスタという)1,2
はダーリントン接続されており、その電流増幅率をh
Fix + h Flaxとする。トランジスタ1は2
個のエミッタE工、E2を有するマルチエミッタ構造に
作られ、それらエミッタE1.E、の面積比はほぼ1に
設定されている。Figure 1 shows an embodiment of the present invention, in which the present invention is applied to a semiconductor composite circuit consisting of Darlington connections of bipolar transistors. ,2
are Darlington connected, and the current amplification factor is h
Fix + h Flax. transistor 1 is 2
It is made into a multi-emitter structure having emitters E, E2, and emitters E1. The area ratio of E is set to approximately 1.
なお、これは必ずしも1でなくてよいが、バタン設計の
面から考えると同一バタンか使える利点がある。Note that this does not necessarily have to be 1, but from the perspective of the baton design, there is an advantage that the same baton can be used.
今、負荷電流1.、が流れているとすると、トランジス
タ2のベースには負荷電流■。の電流増幅率の逆数倍の
電流IL/hp’□が流れ込み、これはベース電流■!
l□となる。一方、トランジスタ1の2個のエミッタ電
流、E2は、それらの面積が等しく設定されているので
、電流検出端子3からはトランジスタ2のベース電流I
n□と同じ電流が流出する。つまり、工、==i!12
・hp□=Izs”hp□となるので、1!流検出端子
3から流出する検出電流rxsをもって負荷電流■、を
代表させることができるのである。Now, load current 1. , is flowing at the base of transistor 2, the load current ■ is flowing at the base of transistor 2. A current IL/hp'□ that is the reciprocal of the current amplification factor flows in, and this is the base current■!
It becomes l□. On the other hand, since the areas of the two emitter currents E2 of the transistor 1 are set equal, the base current I of the transistor 2 is transmitted from the current detection terminal 3.
The same current as n□ flows out. In other words, engineering==i! 12
Since hp□=Izs”hp□, the detection current rxs flowing out from the 1! current detection terminal 3 can represent the load current ■.
次に、第3図は、本発明の他の一実施例を示したもので
、2個のトランジスタ1,2をダーリントン接続した点
は第1図の実施例と同じであるが、トランジスタ1がマ
ルチコレクタ構造を有し、その2個のコレクタC工、C
2の面積比をほぼ1に設定し、その一方を電流検出端子
31とした点が異なる。Next, FIG. 3 shows another embodiment of the present invention, which is the same as the embodiment shown in FIG. 1 in that two transistors 1 and 2 are connected in Darlington, but transistor 1 is It has a multi-collector structure, and its two collectors C and C
The difference is that the area ratio of 2 is set to approximately 1, and one of them is used as the current detection terminal 31.
今、負荷電流工、が流れているとすると、トランジスタ
2のベースにはI 、/ h Filの電流が流れ込む
。そうすると、一般にhpx>1であるので、コレクタ
電流工。とエミッタ電流I2の関係はI0弁工Eと考え
てよく、トランジスタ1のコレクタに流れ込む電流はト
ランジスタ2のベース電流1□にほぼ等しくなる。また
トランジスタlの2個のコレクタC1,C,はその面積
が等しく設定されているので、電流検出端子31にはト
ランジスタ2のベース電流I5の1/2の電流が流れ込
む。Assuming that a load current is flowing now, a current of I,/hFil flows into the base of transistor 2. Then, generally hpx>1, so the collector electric current. The relationship between and emitter current I2 can be considered to be I0, and the current flowing into the collector of transistor 1 is approximately equal to the base current 1□ of transistor 2. Furthermore, since the two collectors C1 and C of the transistor l are set to have the same area, a current that is 1/2 of the base current I5 of the transistor 2 flows into the current detection terminal 31.
つまり、I c、 = h y!z・工、□弁2・h2
□・Icsであるので、この電流検出端子31に流入す
る検出電流工○をもって負荷電流工、を代表させること
ができる。In other words, I c, = h y! z・engineering, □valve 2・h2
Since it is □・Ics, the load current can be represented by the detected current flowing into the current detection terminal 31.
そして、この実施例では、コレクタ部をマルチ構造にし
て検出電流を取り出しているので、第1図の実施例に比
べて電流検出端子の電位の範囲を大きく拡大できる(第
1図の実施例では、ベース・エミッタ間電圧に電流検出
端子3の電圧を設定しなければならない)。In this embodiment, the collector section has a multi-structure to take out the detection current, so the range of potential of the current detection terminal can be greatly expanded compared to the embodiment shown in FIG. , the voltage at current detection terminal 3 must be set to the base-emitter voltage).
これまでの例では、半導体複合回路が、2個のトランジ
スタのダーリントン接続によるものについて説明してき
たが、これは必ずしも本発明の不可欠の条件ではなく、
第4図の実施例のように、初段のトランジスタ1のコレ
クタ4をトランジスタ2のコレクタから独立させても電
流の検出はできる。In the examples so far, the semiconductor composite circuit has been described as having two transistors connected by Darlington, but this is not necessarily an essential condition of the present invention.
As in the embodiment shown in FIG. 4, the current can be detected even if the collector 4 of the first stage transistor 1 is made independent from the collector of the transistor 2.
また、トランジスタとしてはバイポーラ素子だけでなく
、MOS素子あるいはこれらの素子の複合接続でもよい
。Further, the transistor may be not only a bipolar element but also a MOS element or a composite connection of these elements.
第5図はバイポーラ素子2とMOS素子1との組合せに
おいて本発明を実施したものである。FIG. 5 shows a combination of a bipolar element 2 and a MOS element 1 in which the present invention is implemented.
さらに、第6図に本発明の他の一実施例を示す。Furthermore, FIG. 6 shows another embodiment of the present invention.
この実施例は前段のトランジスタ1としてPNP形を用
いたもので、この実施例によれば、回路全体を集積化し
やすいという効果がある(PNPのマルチコレクタ構造
あるいはマルチエミッタ構造は、rcとして作りやすい
)。This embodiment uses a PNP type transistor as the front-stage transistor 1, and this embodiment has the effect of making it easy to integrate the entire circuit (PNP multi-collector structure or multi-emitter structure is easy to make as rc). ).
第7図に本発明を半導体チップに集積化した場合の一実
施例を示す。この実施例は、第1図の回路をバイポーラ
プロセスでICとして実現したもので、トランジスタ1
はn型領域9をコレクタ、P要領域10をベース、n“
型領域11をエミッタとして形成され、マルチエミッタ
構造はP要領域10の内部にn+領域11.12を2個
作ることで達成され、一方のn+領域12を電流検出端
子3として用いる。シリコン基板5は端子SBによって
回路の最低電位に接続され、トランジスタ1.2を電気
的に分離する働きをする。FIG. 7 shows an embodiment in which the present invention is integrated into a semiconductor chip. In this embodiment, the circuit shown in Fig. 1 was realized as an IC using a bipolar process, and one transistor
is the collector with the n-type region 9, the base with the P-type region 10, and the n"
The type region 11 is formed as an emitter, and the multi-emitter structure is achieved by forming two n+ regions 11 and 12 inside the P-required region 10, with one n+ region 12 being used as the current detection terminal 3. The silicon substrate 5 is connected by the terminal SB to the lowest potential of the circuit and serves to electrically isolate the transistor 1.2.
この実施例によれば、回路を集積化できるので、小型化
、高信頼度化の効果が期待できる。According to this embodiment, since the circuit can be integrated, the effects of miniaturization and high reliability can be expected.
第8図に本発明の半導体チップにおける他の実施例を示
す。この実施例は第6図の回路を第7図の実施例と同様
にしてバイポーラプロセスで実現したもので、トランジ
スタ2の構造は第7図の実施例と同じである。他方、マ
ルチコレクタ構造のPNP トランジスタ1は、ベース
に相当するn型領域9中にP要領域10,11.12を
形成することで実現され、そのうちの1個の領域12を
検出用として用い、端子3とする。FIG. 8 shows another embodiment of the semiconductor chip of the present invention. In this embodiment, the circuit of FIG. 6 is implemented using a bipolar process in the same manner as the embodiment of FIG. 7, and the structure of the transistor 2 is the same as that of the embodiment of FIG. On the other hand, a PNP transistor 1 having a multi-collector structure is realized by forming P-required regions 10, 11, and 12 in an n-type region 9 corresponding to the base, and uses one region 12 for detection. Set it as terminal 3.
この実施例によれば、PNP トランジスタのコレクタ
のマルチ構造を容易に作り得る効果がある(NPNトラ
ンジスタのマルチコレクタ構造を作ることは比較的離し
い)。According to this embodiment, it is possible to easily create a multi-collector structure of a PNP transistor (it is relatively easy to create a multi-collector structure of an NPN transistor).
[発明の効果]
本発明によれば、バイポーラトランジスタによる半導体
複合回路においても、分流用抵抗器を用いることなく、
高精度で電流検出を行なうことができる。[Effects of the Invention] According to the present invention, even in a semiconductor composite circuit using bipolar transistors, it is possible to
Current detection can be performed with high accuracy.
第1図は本発明による電流検出回路の一実施例を示す回
路図、第2図は従来例を示す回路図、第3図、第4図、
第5図、第6図はそれぞれ本発明の他の一実施例を示す
回路図、第7図及び第8図はそれぞれ集積化による本発
明の一実施例を示す説明図である。
1・・・・・・前段のトランジスタ、2・・・・・・後
段のトランジスタ、3,30,31・・・・・・電流検
出端子。
第1図
1.2:NPNトフンジス7
3:t、*検出js子
第2図
第3図
第4図
第5図
第6LFIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the current detection circuit according to the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram showing a conventional example, FIGS.
FIGS. 5 and 6 are circuit diagrams showing other embodiments of the present invention, and FIGS. 7 and 8 are explanatory diagrams each showing an integrated embodiment of the present invention. 1... Transistor in front stage, 2... Transistor in rear stage, 3, 30, 31... Current detection terminal. Fig. 1 1.2: NPN tofunjis 7 3: t, *detection js child Fig. 2 Fig. 3 Fig. 4 Fig. 5 Fig. 6L
Claims (1)
段のトランジスタの出力で後段のトランジスタを直接制
御するように接続した半導体複合回路において、上記前
段のトランジスタを複数のエミッタからなるマルチエミ
ッタ構造にし、これら複数のエミッタの一方から上記出
力を取出すと共に、他方から取出される電流により上記
半導体複合回路に流れる主電流の値を代表させるように
構成したことを特徴とする電流検出回路。 2、前段と後段の少くとも2のトランジスタを備え、前
段のトランジスタの出力で後段のトランジスタを直接制
御するように接続した半導体複合回路において、上記前
段のトランジスタを複数のコレクタからなるマルチコレ
クタ構造にし、これら複数のコレクタのうちの一方に流
入する電流により上記半導体複合回路に流れる主電流の
値を代表させるように構成したことを特徴とする電流検
出回路。 3、特許請求の範囲第1項又は第2項において、上記マ
ルチエミッタ構造の複数のエミッタのそれぞれの面積比
と、マルチコレクタ構造のコレクタのそれぞれの面積比
が、いずれもほぼ1に設定されていることを特徴とする
電流検出回路。 4、特許請求の範囲第1項又は第2項において、上記半
導体複合回路がダーリントン接続された2個のバイポー
ラトランジスタで構成されていることを特徴とする電流
検出回路。5、特許請求の範囲第1項又は第2項におい
て、上記前段のトランジスタがユニポーラトランジスタ
で、上記後段のトランジスタがバイポーラトランジスタ
であることを特徴とする電流検出回路。[Claims] 1. A semiconductor composite circuit comprising at least two transistors in a front stage and a rear stage and connected so that the output of the transistor in the front stage directly controls the transistor in the latter stage, wherein the transistor in the front stage is connected to a plurality of emitters. A current characterized in that the output is taken out from one of the plurality of emitters, and the current taken out from the other emitter represents the value of the main current flowing through the semiconductor composite circuit. detection circuit. 2. In a semiconductor composite circuit comprising at least two transistors in a front stage and a rear stage and connected so that the output of the transistor in the front stage directly controls the transistor in the latter stage, the transistor in the front stage has a multi-collector structure consisting of a plurality of collectors. A current detection circuit characterized in that the current flowing into one of the plurality of collectors is configured to represent the value of the main current flowing through the semiconductor composite circuit. 3. In claim 1 or 2, the area ratio of each of the plurality of emitters of the multi-emitter structure and the area ratio of each of the collectors of the multi-collector structure are both set to approximately 1. A current detection circuit characterized by: 4. The current detection circuit according to claim 1 or 2, wherein the semiconductor composite circuit is composed of two bipolar transistors connected in a Darlington connection. 5. The current detection circuit according to claim 1 or 2, wherein the transistor at the front stage is a unipolar transistor, and the transistor at the rear stage is a bipolar transistor.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63122057A JP2868123B2 (en) | 1988-05-20 | 1988-05-20 | Current detection circuit |
Applications Claiming Priority (1)
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JP63122057A JP2868123B2 (en) | 1988-05-20 | 1988-05-20 | Current detection circuit |
Publications (2)
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JPH01292906A true JPH01292906A (en) | 1989-11-27 |
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ID=14826553
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013127709A (en) * | 2011-12-19 | 2013-06-27 | Denso Corp | Current detection circuit and semiconductor integrated circuit device |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5515125A (en) * | 1978-07-18 | 1980-02-02 | Toppan Printing Co Ltd | Halftone gravure engraving method |
JPS575409A (en) * | 1980-06-13 | 1982-01-12 | Rohm Co Ltd | Electric power amplifier |
-
1988
- 1988-05-20 JP JP63122057A patent/JP2868123B2/en not_active Expired - Fee Related
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