JPH0314924Y2 - - Google Patents

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JPH0314924Y2
JPH0314924Y2 JP19738885U JP19738885U JPH0314924Y2 JP H0314924 Y2 JPH0314924 Y2 JP H0314924Y2 JP 19738885 U JP19738885 U JP 19738885U JP 19738885 U JP19738885 U JP 19738885U JP H0314924 Y2 JPH0314924 Y2 JP H0314924Y2
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Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の概要〕 NチヤンネルFET、定電流ダイオード、及び
PチヤンネルFETの直列接続により電流路を構
成すると共に、ゲート信号電圧回路をダイオード
のPN接合の逆バイアス回路を使用して形成する
ことにより、印加電圧に対する電流増加は所定値
以上とならず、しかも所定値以上の電圧印加でオ
フし、そのときの絶縁抵抗が高くリーク電流が少
ない他、絶縁耐圧も高くとれるようにしている。
〔産業上の利用分野〕
本考案は、脳波形、心電計などの計測システム
において、被測定物体と測定システム及び他の機
器との間に突発的に発生する過電流、過電圧に対
し、被測定物体と測定システム及び他の機器との
間を電気的に遮断して保護する過電流過電圧保護
回路に関するものである。
(従来技術及び考案が解決しようとする問題点〕 従来、第5図に示すように、被測定物体1と測
定システム2間の信号伝送路3に過電圧吸収体4
を並列に設け、被測定物体1及び信号伝送路3に
過電圧VSが発生したとき該電圧を該過電圧吸収
体4により吸収して伝送路3の電圧を一定値以下
に抑制するようにしたものがあつた。
上記過電圧吸収体4は第6図に点線で示すよう
な電圧−電流特性を有する過電圧保護素子からな
る。すなわち、ツエナー電圧などの一定電圧迄は
電流が流れないが、一定電圧を越えると電流が急
激に流れる素子が使用され、このような特性をも
つものとして単極性のツエナーダイオード、双極
性のアバランシエダイオード、金属酸化物バリス
タなどが周知である。
第5図について上述したものでは、吸収体4は
過電圧を一定の抑制電圧VZ以下に抑制すること
が可能であるが、このとき過電圧の発生源である
被測定物体1には過電流が流れることになる他、
脳波計、心電計のような微小信号を扱う測定シス
テムのように、入力信号を増幅するのに高利得の
増幅部を有するものでは、入力過大となつて増幅
部の破壊に至らしめるなどの欠点があつた。
〔問題点を解決するための手段〕
このような欠点を除去するには、第6図に実線
で示すように、通常の測定状態では低インピーダ
ンスを示し、過電流に対しては定電流特性で、過
電圧に対しては電流を遮断するような特性を有す
る過電流過電圧保護回路を第5図中符号5,6で
示すように伝送路3に直列に挿入すればよいこと
が判る。
そこで本考案は上述のような特性を有する過電
流過電圧保護回路を提供しようとするもので、こ
のためになされた本考案による過電流過電圧保護
回路は、PチヤンネルFETと、該Pチヤンネル
FETのソース・ドレイン両電極側にカソードを
それぞれ接続した定電流ダイオードと、該定電流
ダイオードのアノード電極側にソース、ドレイン
をそれぞれ接続した2つのNチヤンネルFETと、
前記PチヤンネルFETのゲートに常に正のバイ
アスを与え、前記2つのNチヤンネルFETの
各々のゲートに両方向に対しゲート電圧がそれぞ
れ負になるようにバイアスを与えるダイオードか
らなるバイアス回路とを備えることを特徴とす
る。
〔作用〕
PチヤンネルFET、NチヤンネルFETはそれ
らのゲートバイアスが小さい内は印加電圧に応じ
て電流が増大し、所定電圧以上になると電流は定
電流ダイオードにより制限され、それ以上の電流
が流れなくなる。そして、印加電圧の更なる増大
により、PチヤンネルFETがオフすると、電流
が流れなくなつてNチヤンネルFETのゲートバ
イアスが深くなり、NチヤンネルFETもオフす
るようになる。従つて、印加電圧に対する耐圧は
PチヤンネルとNチヤンネルの2つのFETの耐
圧を合計したものとなる。
〔実施例〕
以下、本考案の実施例を図に基づいて説明す
る。
第1図は本考案による過電流過電圧保護回路の
基本回路構成を示す回路図であり、図において、
11,12はNチヤンネルFET、13はPチヤ
ンネルFET、14,15は定電流ダイオード、
16〜20はダイオードである。Nチヤンネル
FET11、定電流ダイオード14、Pチヤンネ
ルFET13、定電流ダイオード15、及びNチ
ヤンネルFET12が端子A及びB間に直列に接
続され、端子A、PチヤンネルFET13のゲー
ト及び端子Bには、カソードが相互接続されてい
るダイオード16〜18のアノードがそれぞれ接
続されている。そしてNチヤンネルFET11,
12のゲートには、カソードがNチヤンネル
FET11,12と定電流ダイオード14,15
のアノードとの相互接続点C,Dにそれぞれ接続
されているダイオード19,20のアノードがそ
れぞれ接続されている。なお、上記定電流ダイオ
ード14,15は第2図に示すように0.6V以下
から100V以上の降伏電圧Vbまで一定電流Ipを保
持し、降伏電圧Vbで電流が急増する電圧−電流
特性を示す。
以上の構成において、その動作を第3図の特性
曲線を参照して説明するが、図示回路は両極性対
称な特性、構造であるので、端子Aが正の電圧の
場合についてのみ説明する。
端子Aの電圧が0の場合、NチヤンネルFET
11,12、PチヤンネルFET13、定電流ダ
イオード14,15は全て導通状態にあり、その
合成抵抗は各FETのチヤンネル抵抗と定電流ダ
イオード14,15の0V近傍の抵抗とを合計し
た値となり、測定信号はこの合成抵抗を介して伝
送される。
端子Aの電圧が正方向に増大し始めると、回路
電流Iは合成抵抗によつて定まる傾きで第3図に
示すように増大し、やがて定電流ダイオード14
が電流を抑制して電流値をIp1でクリツプし、電
圧が増大しても電流は増大せず一定になる。
更に、端子Aの電圧が増大すると、ダイオード
16の順方向、ダイオード17の逆方向を介して
加えられているPチヤンネルFET13のゲート
の電圧が正となつてPチヤンネルFET13がピ
ンチオフし、電流を遮断するようになる。このと
きの端子Aの電圧をVCとすると、該電圧VCはダ
イオード16の順方向電圧とPチヤンネルFET
13のゲート遮断電圧とを加えた数Vの値であ
る。
端子Aに加えられる電圧がVCを越えて増大す
ると、上述のようにPチヤンネルFET13がピ
ンチオフによりオープン状態となつているため、
接続点Dからダイオード19を介して加えられる
NチヤンネルFET11のゲートバイアス電圧が
深くなり、NチヤンネルFET11がピンチオフ
してオープン状態に至る。第3図中電圧VCから
VBの間はNチヤンネルFET11とPチヤンネル
FET13がオープン状態になることによつて保
持される。
上記電圧VC〜VBの間の逆耐圧は、ダイオード
17,18、NチヤンネルFET11のゲート・
トレイン、ドレイン・ソース間、Pチヤンネル
FET13のゲート・ソース、ソース・ドレイン
間で支えられている。現実には、ダイオードの逆
耐圧よりFETのゲート・ドレイン間耐圧の方が
低いため、NチヤンネルFET11、Pチヤンネ
ルFET12の耐圧の合計電圧で降伏し、この電
圧がVBに対応している。
なお、端子Bが正になつた場合には、Nチヤン
ネルFET、PチヤンネルFET13の代りにNチ
ヤンネルFET12、PチヤンネルFET13がオ
ープンすることで同様の結果が得られる。
第4図は第1図について上述した回路を2段直
列に接続した他の実施例を示す回路図である。図
において、21〜24はNチヤンネルFET、2
5,26はPチヤンネルFET、27,28は定
電流ダイオード、29〜38はダイオードであ
り、端子F,G間にNチヤンネルFET21、定
電流ダイオード27、PチヤンネルFET25、
NチヤンネルFET22,23、Pチヤンネル
FET26、定電流ダイオード28、及びNチヤ
ンネルFET24が直列に接続されている。
今、端子Fが正の電圧の場合、まずPチヤンネ
ルFET25が最初にオフし、次にPチヤンネル
FET26がオフする。PチヤンネルFET25の
オフによりゲートバイアスが深くなつてNチヤン
ネルFET21がオフする。Nチヤンネル21及
びPチヤンネルFET25は最初印加電圧を支え
ているが、そのうちブレークダウンを起すように
なる。しかし、このブレークダウンにより接続点
Hの電圧が上昇するが、PチヤンネルFET26
がオフしてるため電流は流れず、依然Nチヤンネ
ルFET23はゲートバイアスが深くオフしてい
る。
以上のように、回路を2段直列に接続すること
により、耐圧が充分高くとれるようになり、また
ダイオードの逆方向電流程度の微小なリーク電流
しか流さず絶縁抵抗も良好になる。
以上図示実施例について説明したように、0V
付近では低インピーダンスを示し、制限すべき電
流値Ip1で電流をリミツトする。このリミツト電
流は数V程度の電圧VC迄は流れるが、それ以上
の電圧では高インピーダンスを示し、電流を遮断
する。この遮断状態はVCから200Vの高電圧迄保
持され、やがて降伏電圧VBで電流が急増するよ
うになる。
また、極性に対して対称で、電圧電流特性が
0V近傍で低抵抗特性を示し、電流クリツプし、
更にオフした後低リーク特性を示す対称ラムダ特
性を有する。
更に、多段の直列接続により所望の高耐圧化を
簡単に図ることができる。
従つて、微小測定信号を取扱い、またサージ廻
り込み電流が致命的な欠点となる脳波計、心電計
などの装置において、本考案の過電流過電圧保護
回路を第5図に点線で示すブロツク5,6のよう
に伝送路3に直列に挿入した場合、微小測定信号
の取扱いに支障をきたすことなく、しかも人体で
ある被測定物体、測定システム2などへのサージ
電流の廻り込みの無い漏電防止回路として有効に
利用できる。
〔効果〕
以上説明したように本考案によれば、通常時低
インピーダンスを示し、過電流に対して定電流特
性で過電圧に対して電流を遮断するような特性を
有するため、微小信号を取扱え、しかもサージ電
流の廻り込みのない過電流過電圧保護回路が得ら
れる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本考案による過電流過電圧保護回路の
基本構成を示す回路図、第2図は第1図中の定電
流ダイオードの電圧電流特性を示すグラフ、第3
図は第1図の回路の電圧電流特性を示すグラフ、
第4図は本考案の他の実施例を示す回路図、第5
図は従来例を示すブロツク回路図、及び第6図は
従来の電圧電流特性と理想特性を示すグラフであ
る。 11,12,21〜24……Nチヤンネル
FET、13,25,26……PチヤンネルFET、
14,15,27,28……定電流ダイオード、
16〜20,29〜38……ダイオード。

Claims (1)

  1. 【実用新案登録請求の範囲】 PチヤンネルFETと、 該PチヤンネルFETのソース・ドレイン両電
    極側にカソードをそれぞれ接続した定電流ダイオ
    ードと、 該定電流ダイオードのアノード電極側にソー
    ス、ドレインをそれぞれ接続した2つのNチヤン
    ネルFETと、 前記PチヤンネルFETのゲートに常に正のバ
    イアスを与え、前記2つのNチヤンネルFETの
    各々のゲートに両方向に対しゲート電圧がそれぞ
    れ負になるようにバイアスを与えるダイオードか
    らなるバイアス回路とを備えることを特徴とする
    過電流過電圧保護回路。
JP19738885U 1985-12-24 1985-12-24 Expired JPH0314924Y2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP19738885U JPH0314924Y2 (ja) 1985-12-24 1985-12-24

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP19738885U JPH0314924Y2 (ja) 1985-12-24 1985-12-24

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS62107525U JPS62107525U (ja) 1987-07-09
JPH0314924Y2 true JPH0314924Y2 (ja) 1991-04-02

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ID=31157076

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP19738885U Expired JPH0314924Y2 (ja) 1985-12-24 1985-12-24

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003284238A (ja) * 2002-03-19 2003-10-03 Toyota Industries Corp ソレノイド駆動用のスイッチング素子の保護方法及び保護回路

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003284238A (ja) * 2002-03-19 2003-10-03 Toyota Industries Corp ソレノイド駆動用のスイッチング素子の保護方法及び保護回路

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JPS62107525U (ja) 1987-07-09

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