JPH033509A - 瞬間的パワー制限回路 - Google Patents

瞬間的パワー制限回路

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JPH033509A
JPH033509A JP2120177A JP12017790A JPH033509A JP H033509 A JPH033509 A JP H033509A JP 2120177 A JP2120177 A JP 2120177A JP 12017790 A JP12017790 A JP 12017790A JP H033509 A JPH033509 A JP H033509A
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JP
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dmost
voltage
current
amplifier
circuit
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JP2120177A
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English (en)
Inventor
Stephen W Hobrecht
ステファン ダブリュ.ホブレヒト
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National Semiconductor Corp
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National Semiconductor Corp
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03LAUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
    • H03L1/00Stabilisation of generator output against variations of physical values, e.g. power supply
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F1/00Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/52Circuit arrangements for protecting such amplifiers
    • H03F1/523Circuit arrangements for protecting such amplifiers for amplifiers using field-effect devices
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/08Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage
    • H03K17/082Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage by feedback from the output to the control circuit
    • H03K17/0822Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage by feedback from the output to the control circuit in field-effect transistor switches

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Amplifiers (AREA)
  • Continuous-Control Power Sources That Use Transistors (AREA)
  • Tone Control, Compression And Expansion, Limiting Amplitude (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 皮■立I 本発明は、いわゆる拡散型金属酸化物半導体トランジス
タ(DMOST) ドライバに関するものである。
藍米及蓋 このようなドライバは、発明者がTimothy  J
、  Skovmandであり「自己分離型C/DMO
STプロセスと適合性のある電圧乗算器(VOLTAG
E MULTIPLIERCOMPATIBLE  W
ITHA  5ELF−ISOLATED  C/DM
O3PROCESS)Jという名称で1988年3月2
日に出願した米国特許出願第189,442号の特許出
願に開示されている。DMOSTは、負荷電圧が供給電
圧に密接に近ずくように負荷を駆動することが可能であ
る。これを行うために、ゲートはかなりの程度オーバー
ドライブ即ち過剰駆動されねばならず、且つこのことは
電位源を動作用供給電圧よりも一層高いものとすること
を必要とする。この適用においては、回路クロックによ
って駆動される電圧乗算用整流器によってブーストした
電位が得られる。このような「ブースト」回路のその他
の多数のものが当該技術において公知である。上述した
特許出願は1本願出願人に壌渡されているものである。
このようなりMO3T装置は、公知のモノリシックシリ
コンブレーナエビタキシゼルPN接合分離型IC装置に
おいて通常見られるより一般的なバイポーラ要素を包含
することの可能な相補的半導体金属酸化物半導体(CM
OS)プロセスを使用して接合分離型に構成することが
可能である。パワーDMOSTは、多数の小型の並列接
続した要素から形成することが可能である。動作電圧を
妥当な程度に高く維持することが可能であり、且つ電流
導通能力を実質的なものとすることが可能である。例え
ば、パワーDMOSTのオン抵抗は、lΩ以下の低い値
とすることが可能である。
典型的に、チップ温度が何らかの所定のスレッシュホー
ルドを超^ると従来のDMOST  IC装置はシャッ
トダウンされる。チップが加熱するのを待つことなしに
、電力散逸を電子的に制限することが望ましい。
1−刀 本発明は、以上の点に鑑みなされたものであって、上述
した如き従来技術の欠点を解消し、瞬間的な電力散逸を
安全レベルへ制限する回路を具備するパワー〇MOST
を提供することを目的とする6本発明の別の目的とする
ところは、DMOST内のパワーを検知し且つその導通
度を安全パワーレベルへ制限することである0本発明の
更に別の目的とするところは、DMOSTを介しての電
流を検知し且つそれを横断しての電圧を検知し、これら
二つの検知した値を乗算した場合に電力散逸を検知する
ことが可能とすることである。
1−滅 本発明によれば、非常に低い値の直列抵抗が、DMOS
Tと直列に接続されており、且つそれが発生する電圧が
トランスコンダクタンス(g、)増幅器の入力回路へ印
加される。ダイオードと直列抵抗との組合わせがDMO
STを横断して接続されており、従ってそのダイオード
を横断しての電圧は、該抵抗における電流、従ってDM
OST電圧の関数として表われる。このダイオード電圧
降下は、g、増幅器入力端へ印加される。従って、g、
増幅器は、DMOST電圧と電流の積に関連するシング
ルエンデド出力電流を発生する。
g、増幅器は差動増幅器の反転入力端を駆動し、その差
動増幅器の出力端はDMOSTゲートへ直接結合されて
いる。他の差動増幅器入力端は基準電位源へ接続されて
いる。この基準電圧を横断して結合されている分圧器は
、そのタップとg、増幅器出力端との間に結合されてい
る抵抗を有している。この回路形態において、差動増幅
器は差動増幅器入力における差がOとなるまで、差動増
幅器はDMOSTのゲートを駆動する。この条件に対し
、抵抗値はg、増幅器出力と共に動作して乗算器定数を
与え、その乗算器定数はDMOSTにおける電力散逸を
一定値に保持する。この乗算器定数は、DMOST電力
散逸が臨界レベル以下に精密に制御されるように選択さ
れている0g、増幅器の構成は、注意深くバランスされ
ており、従ってその動作は、熱電圧と結合してその入力
のみによって制御される。熱電圧は温度に関して逆方向
にg、を変化させ且つ電流検知抵抗は正の温度係数を持
った金属から構成されているので、g、増幅器は温度補
償される。
支施l 以下、添付の図面を参考に、本発明の具体的実施の態様
について詳細に説明する。
第1図を参照すると、動作用電力供給源v8がその+側
を端子10へ接続しており且つその一側を接地端子11
へ接続している。端子12は、回路出力端を構成してお
り、且つ端子12と接地との間に接続される負荷(不図
示)を駆動するためのものである。接合分離型パワーD
’MOST13が、そのソースを端子12へ接続してい
る。この具体例においてはDMOSTを使用している。
なぜならば、このような装置は、他の装置と適合性のあ
る対応でIC基板に製造することが可能だからである。
パワーDMOSTが所望される場合、それは1通常、多
数の小型の要素を並列接続して構成される。この場合、
殆ど任意の妥当なパワーレベルを得ることが可能であり
、且つそのような組合わせは非常に低いオン抵抗を提供
する。
DMOSTゲートは、電流ミラー負荷16により供給ブ
ースト端子15から動作される差動増幅器14から駆動
される。このブースト型電圧供給概念は、DMOSTド
ライバにおいて公知であり、且つ0MO5T13をその
最大の導通度へ駆動するためには、ゲートがそのドレイ
ンよりもかなり上方へプルされねばならないという事実
に関係している。Vs。。、ア端子15における電位は
、端子10における+V、より高い制御されたインクリ
メント即ち増分である。このことは、当該技術において
公知の回路によって達成される。
電流検知用抵抗17がDMOSTドレインと直列に結合
されており、+V、端子10へ帰還している。従って、
■。。アが抵抗17内を流れて、g1増幅器18の入力
電圧VINを発生する。この増幅器は、トランジスタ1
9−22によって構成されている。入力トランジスタ1
9及び2oのベースは共通接続されており且つダイオー
ド接続型トランジスタ23へ接続されている。トランジ
スタ23内を流れる電流は、0MO5T13における電
圧に直接的に比例する抵抗24内を流れる電流と等しい
、この0MO5T13における電圧をV。uTとして示
しである。
抵抗17は、DMOST13のオン抵抗と比較して小型
に形成されている。好適実施例においては、抵抗17は
約2ミリ゛Ωの値を有している。パワーDMOSTのオ
ン抵抗は、典型的には、0.8Ωの程度であるので、抵
抗17は、本回路が電流をソース即ち湧き出す能力に関
し殆ど影響を与えることはない0例えば、5A出カの場
合、抵抗17はlOミリVの降下を発生するに過ぎない
抵抗24は大型であり、典型的には、50にΩの程度で
あるaVO87の中間の値におけるその導通度は、mA
以下である。これは、本回路の電流能力から比べれば無
視可能なものである。抵抗24内を流れる電流は、トラ
ンジスタ23を順方向バイアスさせ、且つトランジスタ
19及び20のベースをプルダウンする。従って、V 
ou−rは、g、増幅器18の入力端を共通的にバイア
スすべく作用し、且つI。UアはV++vを発生し、V
HHはトランジスタ19及び20のエミッタを差動的に
バイアスする。
トランジスタ23は4yの面積を有しており、且つトラ
ンジスタ19及び20の各々は2yの面積を有している
。従って、g、増幅器18のトランジスタ19及び20
の入力面積は、トランジスタ20の面積と整合している
。その結果、増幅器18のトランスコンダクタンスは次
式(1)で表わされる。
尚、R24はΩ単位の抵抗24の値であり、且つ■工は
熱電圧(300°Kにおいて約26mV)である、係数
2は、抵抗24内を流れる電流の半分がトランジスタ1
9及び20の各々を流れるという事実に起因するもので
ある。トランジスタ19及び20の組合わせは、トラン
ジスタ23と共に単位利得電流ミラーを形成している。
理解される如く、g、増幅器18は、シングルエンデド
出力を発生する電流ミラー負荷としてトランジスタ21
及び22を使用している。トランジスタ21及び22は
、シングルエンデド信号変換に対して正確な差動を与え
るべく注意深く整合されている。第2図は、トランジス
タ19−22の接続状態の詳細を示している。トランジ
スタ19及び20から構成される入力段は、交差接続し
た対のエミッタを使用している。負荷トランジスタ21
及び22も交差接続した対のエミッタを使用している。
従って、それをバランスさせ且つそのトランスコンダク
タンスを制御するためにg。
増幅器18に関して特に注意が払われている。
上に示した式(1)から、g、がVr−従ってTに対し
て逆比例することが理解される。抵抗17がICメタリ
ゼーション(アルミニュウム)から形成され場合には、
その値は、温度に対して比例的な関係である0g、及び
抵抗は温度に対して逆比例するので、それらは−次近似
において相殺する傾向となる。従って、g、増幅器18
の出力は、VourとI。L12との積に対して比例す
る実質的に温度に対して独立的な電流である。
g、増幅器18の出力端は、差動増幅器14の反転入力
端へ直接的に結合されている。その差動増幅器14の非
反転入力端は、端子25において基準電圧■□2の温度
不変の供給源へ接続されている。この供給源は公知な構
成のものである。差動増幅器14の出力端は、0MO5
T13のゲートへ直接的に接続されている。これにより
、負のフィードバックループが形成され、このループに
より、DMOST13のゲートは差動増幅器14の反転
入力端においてVIIEFを発生するレベルへ強制的に
設定される。
抵抗26及び27は、V *EFから接地への分圧器を
形成している。抵抗28は、分圧器タップとgm増幅器
18の出力端との間に接続されている。このことは、g
、増幅器18からの出力電流が抵抗28内へ流れること
を意味している。抵抗28側に見た場合の等価抵抗R0
゜は次式(2)で表わされる。
・・・式(2) 尚、この式の値は指定した抵抗に対°してのΩ単位であ
る。
抵抗26と27との間のタップにおける電圧はスレッシ
ュホールド電圧■ア□であり、次式(3)%式% 透過抵抗R0を横断しての電圧降下がVTHに等しい場
合には、差動増幅器14への入力は0である。従って、
次式(4)が得られる。
・・・式(4) RtQ/2・R17/R24は、任意の特定の回路実施
例に対して定数にであるので、次式(5)%式% 式(5)から、0MO5T13において散逸されるパワ
ーはVTHによって設定され且つ定数Kを熱電圧で割算
し且つパワー(ワット)で乗算することによって表現さ
れることが明らかである。
第1図の回路は、式(5)の結果を発生するように動作
する。このことは、端子12から負荷へ流れる電流は、
負荷それ自身及び本回路によって課されるは限界によっ
て制限されることを意味している。即ち、設定された電
力散逸限界が達成される場合には、供給される電流がそ
の値を超えることはない。
民止貝 第1図の回路を、適合性のあるCMOS/リニア技術を
使用して構成した。リニア部分は、従来のシリコンブレ
ーナモノリシックエビタキシャルPN接合分離構成を使
用して製造した。以下の種々の部品値を使用した。
V*tr発生器は1.5Vを発生し、従ッテvTHは0
.3Vであった。300°KにおけるDMOSTパワー
限界は14ワツトであった。従って、12V供給電圧を
使用した場合、本回路が1. 17Aの電流を供給する
ことを可能とする。
以上、本発明の具体的実施の態様について詳細に説明し
たが、本発明は、これら具体例にのみ限定されるべきも
のではなく、本発明の技術的範囲を逸脱することなしに
種々の変形が可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例に基づいて構成された回路を
示した概略図、第2図はg、増幅器の詳細を示した概略
図、である。 (符号の説明) 13 : DMOST 14:差動増幅器 15:供給ブースト端子 16:電流ミラー負荷 17:電流検知用抵抗 18:g、増幅器

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.DMOSTにおけるパワー散逸を安全値へ制限する
    回路において、前記DMOSTにおける電圧を検知する
    手段、前記DMOSTを介して流れる電流を検知する手
    段、パワー散逸関連電流を得るために前記検知電圧と前
    記検知電流とを乗算する手段、前記パワー散逸関連電流
    に応答して前記パワー散逸を安全値へ制限するために前
    記DMOSTのゲート電圧を制御する手段、を有するこ
    とを特徴とする回路。
  2. 2.特許請求の範囲第1項において、前記電流検知手段
    が、前記DMOSTと直列結合されているDMOSTオ
    ン抵抗と比較して小さな値を有する抵抗を有することを
    特徴とする回路。
  3. 3.特許請求の範囲第1項において、前記電圧検知手段
    が、前記DMOSTと並列に結合されている抵抗を有す
    ることを特徴とする回路。
  4. 4.特許請求の範囲第2項において、前記抵抗がメタリ
    ゼーションから構成されていることを特徴とする回路。
  5. 5.特許請求の範囲第1項において、前記乗算手段がト
    ランスコンダクタンス増幅器を有することを特徴とする
    回路。
  6. 6.特許請求の範囲第4項において、前記トランスコン
    ダクタンス増幅器が前記電流検知手段へ接続されている
    差動入力端を有すると共に前記電圧検知手段へ接続され
    ている共通入力端を有しており、前記トランスコンダク
    タンス増幅器出力が電流を乗算した電圧に比例している
    電流であることを特徴とする回路。
  7. 7.特許請求の範囲第6項において、前記トランスコン
    ダクタンス増幅器が複数個のトランジスタから構成され
    ており、前記各トランジスタは、高度のバランスを得る
    ために交差結合されている複数個のエミッタを有するこ
    とを特徴とする回路。
  8. 8.特許請求の範囲第4項において、前記乗算手段が前
    記メタル抵抗における抵抗の正の温度係数を相殺するト
    ランスコンダクタンスの逆の温度係数を有するトランス
    コンダクタンス増幅器であることを特徴とする回路。
JP2120177A 1989-05-11 1990-05-11 瞬間的パワー制限回路 Pending JPH033509A (ja)

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US07/350,490 US5021682A (en) 1989-05-11 1989-05-11 Instantaneous power limiting circuit
US350,490 1989-05-11

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JPH033509A true JPH033509A (ja) 1991-01-09

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EP (1) EP0397015B1 (ja)
JP (1) JPH033509A (ja)
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DE (1) DE69029424T2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001089053A1 (de) * 2000-05-16 2001-11-22 Robert Bosch Gmbh Halbleiter-bauelement

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5197033A (en) * 1986-07-18 1993-03-23 Hitachi, Ltd. Semiconductor device incorporating internal power supply for compensating for deviation in operating condition and fabrication process conditions
US5210475B1 (en) * 1989-05-09 1996-04-23 United Technologies Automotive Circuit sensing circuit for use with a current controlling device in a power delivery circuit
US5162668A (en) * 1990-12-14 1992-11-10 International Business Machines Corporation Small dropout on-chip voltage regulators with boosted power supply
US5495155A (en) * 1991-06-28 1996-02-27 United Technologies Corporation Device in a power delivery circuit
EP0574646B1 (en) * 1992-06-16 1997-12-29 STMicroelectronics S.r.l. A circuit for controlling the maximum current in a power-MOS transistor used for driving a load connected to ground
US5691940A (en) * 1992-10-27 1997-11-25 Texas Instruments Incorporated Method and apparatus for programmable current limits
JP2606556B2 (ja) * 1993-06-30 1997-05-07 日本電気株式会社 クランプ回路
EP0647019B1 (en) * 1993-09-30 1998-12-30 STMicroelectronics S.r.l. Circuit for limiting the maximum current value supplied to a load by a power MOS
EP0684699B1 (en) * 1994-05-25 2001-10-24 STMicroelectronics S.r.l. Slew rate control and optimization of power consumption in a power stage
US5646520A (en) * 1994-06-28 1997-07-08 National Semiconductor Corporation Methods and apparatus for sensing currents
US5504448A (en) * 1994-08-01 1996-04-02 Motorola, Inc. Current limit sense circuit and method for controlling a transistor
DE59610814D1 (de) * 1995-09-14 2003-12-18 Infineon Technologies Ag Schaltungsanordnung und Halbleiterkörper mit einem Leistungsschalter
US5767698A (en) * 1996-06-06 1998-06-16 International Business Machines Corporation High speed differential output driver with common reference
JP2004080087A (ja) * 2002-08-09 2004-03-11 Renesas Technology Corp 過電流検出回路
JP4375025B2 (ja) * 2004-01-13 2009-12-02 株式会社デンソー 出力回路およびオペアンプ
EP1589657A1 (fr) * 2004-04-19 2005-10-26 CSEM Centre Suisse d'Electronique et de Microtechnique SA Circuit d'asservissement de la transconductance d'au moins un transistor en conduction

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4063050A (en) * 1976-12-30 1977-12-13 Industrial Research Products, Inc. Acoustic transducer with improved electret assembly
JPS5510208A (en) * 1978-07-07 1980-01-24 Hitachi Ltd Aso protection circuit
US4355341A (en) * 1980-06-30 1982-10-19 Rca Corporation Power protection circuit for transistors
JPS58172019A (ja) * 1982-04-01 1983-10-08 Nec Corp 半導体スイツチ回路
US4509101A (en) * 1982-08-24 1985-04-02 Nippon Gakki Seizo Kabushiki Kaisha Protection circuit for switching power amplifier
US4553044A (en) * 1983-05-11 1985-11-12 National Semiconductor Corporation Integrated circuit output driver stage
US4559458A (en) * 1984-04-06 1985-12-17 Advanced Micro Devices, Inc. Temperature tracking and supply voltage independent line driver for ECL circuits
US4647793A (en) * 1984-08-31 1987-03-03 Motorola, Inc. Driver circuit for generating output at two different levels

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001089053A1 (de) * 2000-05-16 2001-11-22 Robert Bosch Gmbh Halbleiter-bauelement

Also Published As

Publication number Publication date
DE69029424D1 (de) 1997-01-30
US5021682A (en) 1991-06-04
EP0397015B1 (en) 1996-12-18
DE69029424T2 (de) 1997-07-10
EP0397015A3 (en) 1991-04-24
EP0397015A2 (en) 1990-11-14
KR0164657B1 (ko) 1999-03-20
KR900019390A (ko) 1990-12-24

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