JPH0365020A - Overcurrent protective circuit and semiconductor device - Google Patents

Overcurrent protective circuit and semiconductor device

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JPH0365020A
JPH0365020A JP19960289A JP19960289A JPH0365020A JP H0365020 A JPH0365020 A JP H0365020A JP 19960289 A JP19960289 A JP 19960289A JP 19960289 A JP19960289 A JP 19960289A JP H0365020 A JPH0365020 A JP H0365020A
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type
effect semiconductor
silicon region
type silicon
field effect
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JP19960289A
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Masaya Maruo
昌也 圓尾
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Abstract

PURPOSE:To interrupt overcurrent by employing the differential potential of an N-type DFET as the gate voltage of a P-type DFET and the differential potential of the P-type DFET as the gate voltage of the N-type DFET. CONSTITUTION:Gate voltage of a P-type JFET 2 increases as the differential voltage of an N-type junction field effect semiconductor (N-type JFET) 1 increases while the gate voltage of the N-type JFET 1 increases as the differential potential of the P-type JFET 2 increases. Consequently, the N-type JFET 1 and the P-type JFET 2 are saturated and the current is suppressed. When the voltage VAB between points A, B increases further, differential potential of the N-type JFET 1 and the P-type JFET 2 increases further and the gate voltage thereof increases further thus reducing the current. When the gate voltage of the N-type JFET 1 and the P-type JFET 2 increases further, the gate voltage thereof increases further thus reducing the current furthermore. Current can be interrupted by repeating the operation.

Description

【発明の詳細な説明】 (1)産業上の利用分野 本発明は、負荷である回路を過電流から保護するように
したデプレッション形電界効果半導体による過電流保護
回路および半導体装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (1) Field of Industrial Application The present invention relates to an overcurrent protection circuit and a semiconductor device using a depletion type field effect semiconductor that protects a circuit as a load from overcurrent.

(2)従来の技術 負荷に直列に接続して過電流から負荷を保護する装置と
して、ヒユーズやブレーカ−1また、トランジスターや
サイリスター等の保護回路が使用されている。ヒユーズ
は、過電流が流れると溶断するため、そのたびに、交換
しなければならない。
(2) Conventional Technology Protection circuits such as fuses, breakers, transistors, thyristors, etc. are used as devices connected in series to a load to protect the load from overcurrent. Fuses melt when excessive current flows, so they must be replaced each time.

ブレーカ−は、遮断速度が遅いため、速動性を必要とす
る回路には使用できない。トランジスターやサイリスタ
ー等の保護回路は、負荷に直列に接続するだけではなく
、この保護回路を動かすための別電源が必要である。ま
た、別電源を必要としない場合は、この保護回路を定電
圧回路や定電流回路と同じように、負荷に並列に接続し
なければならない。これらのために、この保護回路は、
ヒユーズやブレーカ−のように、必要なところに簡単に
、負荷と直列に取り付けることができない。
Breakers cannot be used in circuits that require quick action because their breaking speed is slow. Protection circuits such as transistors and thyristors not only need to be connected in series to the load, but also require a separate power source to operate them. Also, if a separate power supply is not required, this protection circuit must be connected in parallel to the load, just like a constant voltage circuit or constant current circuit. For these, this protection circuit is
Unlike fuses and breakers, they cannot be easily installed where needed in series with the load.

(3)発明の目的 本発明は、ヒユーズやブレーカ−のように、必要なとこ
ろに簡単に負荷と直列に取り付けることができ、過電流
が流れるたびに交換する必要がなく、遮断特性を負荷に
あわせて、速動形にも、遅延形にもでき、別電源を必要
としない、N型・P型のデプレッション形電界効果半導
体による過電流保護回路と、その半導体装置を提供する
を目的とする。
(3) Purpose of the Invention The present invention can be easily installed in series with a load where necessary, like a fuse or breaker, and there is no need to replace it every time an overcurrent flows. Another object of the present invention is to provide an overcurrent protection circuit using N-type/P-type depletion field effect semiconductors, which can be of a fast acting type or a delayed type and does not require a separate power source, and a semiconductor device thereof. .

(4)発明の概要 本発明は、デプレッション形(接合形、絶縁ゲート形と
も)電界効果半導体による過電流保護回路とその半導体
装置である。過電流保護回路の概要を説明する。N型デ
プレッション形電界効果半導体(以下N型DFETと略
す)のソースと、P型デプレッション形電界効果半導体
(以下P型DFETと略す)のソースとを接続し、P型
DFETのゲートは、抵抗を通じて、または、直接にN
型DFETのドレインに、そして、N型DFETのゲー
トは、コンデンサーを通じてN型DFETのドレインに
接続し、抵抗を通じてP型DFETのドレインに接続す
る。この接続により、N型DFETにおける電位差は、
P型DFETのゲート電圧になり、P型DFETにおけ
る電位差は、N型DFETのゲート電圧になる。N型D
FETのドレインにプラス、P型DFETのドレインに
マイナスの電圧がかかり、その電圧が徐々に大きくなる
と、N型DFETとP型DFETを流れる電流は、少し
ずつ大きくなる。電圧が大きくなり、電流がある値以上
に大きくなり、N型・P型DFETにおける電位差があ
る値以上に大きくなると、N型・P型DFETのゲート
電圧が大きくなるために、N型・P型DFETは、電流
をおさえるようになる。電圧がより大きくなると、N型
・P型DFETにおける電位差は更に大きくなり、N型
・P型DFETのゲート電圧がもっと大きくなり、電流
は減少する。電圧がもっとより大きくなると、ゲート電
圧がより大きくなり、電流がより減少する。これが繰り
返され、電流は遮断される。このように、この過電流保
護回路は、N型DFETにおける電位差が、P型DFE
Tのゲート電圧になり、P型DFETにおける電位差が
N型DFETのゲート電圧になることによって、N型D
FETとP型DFETとが相補的に作用し合って過電流
(異常電流)を遮断する。そして、遮断特性を連動性に
、あるいは、遅延性にするためのコンデンサーをゲート
に接続し、負荷に直列に接続することによって、負荷を
過電流から保護する過電流保護回路である。
(4) Summary of the Invention The present invention is an overcurrent protection circuit using a depletion type (both junction type and insulated gate type) field effect semiconductor and its semiconductor device. An overview of the overcurrent protection circuit will be explained. The source of an N-type depletion type field effect semiconductor (hereinafter abbreviated as N-type DFET) and the source of a P-type depletion type field effect semiconductor (hereinafter abbreviated as P-type DFET) are connected, and the gate of the P-type DFET is connected through a resistor. , or directly N
The drain of the N-type DFET and the gate of the N-type DFET are connected through a capacitor to the drain of the N-type DFET and through a resistor to the drain of the P-type DFET. With this connection, the potential difference in the N-type DFET is
This becomes the gate voltage of the P-type DFET, and the potential difference in the P-type DFET becomes the gate voltage of the N-type DFET. N type D
A positive voltage is applied to the drain of the FET and a negative voltage is applied to the drain of the P-type DFET, and as the voltage gradually increases, the currents flowing through the N-type DFET and the P-type DFET gradually increase. When the voltage increases, the current increases beyond a certain value, and the potential difference between the N-type and P-type DFETs increases beyond a certain value, the gate voltage of the N-type and P-type DFET increases, so the N-type and P-type The DFET will suppress the current. As the voltage becomes larger, the potential difference across the N-type and P-type DFET becomes larger, the gate voltage of the N-type and P-type DFET becomes larger, and the current decreases. The larger the voltage, the larger the gate voltage and the smaller the current. This is repeated and the current is cut off. In this way, in this overcurrent protection circuit, the potential difference in the N-type DFET is
The potential difference in the P-type DFET becomes the gate voltage of the N-type DFET, so that the N-type D
The FET and the P-type DFET act complementary to each other to cut off overcurrent (abnormal current). This is an overcurrent protection circuit that protects the load from overcurrent by connecting a capacitor to the gate and connecting it in series to the load to make the interrupting characteristic interlocking or delaying.

そして、また別の回路では、N型DFETのゲートは、
コンデンサーを通じてN型DFETのドレインに接続し
、抵抗を通じてP型DFETのドレインに接続する。P
型DFETのゲートは、抵抗を通じてP型DFETのド
レインに接続し、ダイオードを通じてN型DFETのド
レインに接続する。ダイオードは、順方向電圧がだいた
い0.3v、 o、4v (以下約0.4Vと略す)ぐ
らいから、少しずつ電流を通すようになる。従って、ダ
イオードは、順方向電圧が約0.4V以下では不導通状
態で、約0.4V以上では導通状態になる。このため、
ダイオードの順方向電圧が約0.4Vになるまでは、P
型DFETのゲートは、P型DFETのドレインに接続
されていることになり、P型DFETは、P型DFET
のゲートがN型DFETのドレインに接続されている時
の飽和電流より大きい電流を流すことができる。そして
、ダイオードの順方向電圧が、約0.4V以上になると
、P型DFETのゲートはN型DFETのドレインに接
続されたことになり、P型DFETは、電流を徐々に減
少する。その後、N型DFETのドレインとP型DFE
Tのドレイ−ンとにかかる電圧が、さらに大きくなると
、N型DFETにおける電位差がP型DFETのゲート
電圧になり、P型DFETにおける電位差がN型DFE
Tのゲート電圧になることによって、N型DFETとP
型DFETが相補的に作用し合って過電流を遮断する。
In another circuit, the gate of the N-type DFET is
Connect to the drain of N-type DFET through a capacitor, and connect to the drain of P-type DFET through a resistor. P
The gate of the DFET is connected to the drain of the P-type DFET through a resistor and to the drain of the N-type DFET through a diode. A diode begins to conduct current little by little when its forward voltage reaches approximately 0.3V, 0.4V (hereinafter abbreviated as approximately 0.4V). Therefore, the diode is non-conductive when the forward voltage is below about 0.4V, and becomes conductive when the forward voltage is above about 0.4V. For this reason,
P until the forward voltage of the diode reaches about 0.4V.
The gate of the type DFET is connected to the drain of the P type DFET, and the P type DFET is connected to the drain of the P type DFET.
A current larger than the saturation current can flow when the gate of the N-type DFET is connected to the drain of the N-type DFET. When the forward voltage of the diode becomes approximately 0.4 V or more, the gate of the P-type DFET is connected to the drain of the N-type DFET, and the current in the P-type DFET gradually decreases. After that, the drain of N-type DFET and the drain of P-type DFE are connected.
When the voltage applied to the drain of T becomes larger, the potential difference across the N-type DFET becomes the gate voltage of the P-type DFET, and the potential difference across the P-type DFET becomes the gate voltage of the N-type DFET.
By becoming the gate voltage of T, the N-type DFET and P
type DFETs work complementarily to block overcurrent.

そして、遮断特性を速動性、あるいは、遅延性にするた
めのコンデンサーをゲートに接続し、負荷に直列に接続
することによって、負荷を過電流から保護する過電流保
護回路である。そして、その半導体装置である。
This is an overcurrent protection circuit that protects the load from overcurrent by connecting a capacitor to the gate and connecting it in series to the load to make the cutoff characteristic fast or slow. And this is the semiconductor device.

(5)発明の実施例 本発明を実施例により、詳細に説明する。接合形電界効
果半導体による保護回路の1実施例を、第1図により説
明する。N型接合形電界効果半導体(以下N型JFET
と略す)lのソースとP型接合形電界効果半導体(以下
P型JFETと略す)2のソースとを接続する。N型J
FETIのゲート線、コンテンサー3を通じてN型JF
ETIのドレインに接続し、抵抗4を通じてP型JFE
T2のドレインに接続する。P型JFET2のゲートは
、抵抗5を通じて、あるいは、直接にN型JFETIの
ドレインに接続する。この接続により、N型JFETI
における電位差は、P型JFET2のゲート電圧になり
、P型JFET2における電位差は、N型JFETIの
ゲート電圧になる。
(5) Examples of the Invention The present invention will be explained in detail with reference to Examples. One embodiment of a protection circuit using a junction field effect semiconductor will be described with reference to FIG. N-type junction field effect semiconductor (hereinafter referred to as N-type JFET)
The source of a P-type junction field effect semiconductor (hereinafter abbreviated as P-type JFET) 2 is connected to the source of a P-type junction field effect semiconductor (hereinafter abbreviated as P-type JFET) 2. N type J
FETI gate line, N type JF through capacitor 3
Connected to the drain of ETI and connected to P-type JFE through resistor 4.
Connect to the drain of T2. The gate of the P-type JFET 2 is connected through the resistor 5 or directly to the drain of the N-type JFETI. With this connection, N-type JFETI
The potential difference in the P-type JFET2 becomes the gate voltage of the P-type JFET2, and the potential difference in the P-type JFET2 becomes the gate voltage of the N-type JFETI.

N型JFETIのドレインにプラス、P型JFET2の
ドレインをマイナスとして、N型JFET1のドレイン
とP型JFET2のドレインとの間(以下A−B間と略
す)にかがる電圧vABが徐々に大きくなると、N型J
FETIとP型JFET2を流れる電流■は、少しずつ
大きくなる。電圧VABがある値になるまでは、電流I
は大きくなるが、電圧VA!lがある値以上に大きくな
った場合N型JFETIにおける電位差が大きくなると
、P型JFET2のゲート電圧は大きくなり、また、P
型JFET2における電位差が大きくなると、N型JF
ETIのゲート電圧は大きくなり、N型JFETIとP
型JFET2とは飽和して、電流をおさえるようになる
。A−B間の電圧VANが更に大きくなると、N型JF
ETIとP型JFET2における電位差はより大きくな
り、N型JFET1とP型JIFET2のゲート電圧が
もっと大きくなって、電流は減少する。そして、電圧v
ABがもっとより大きくなると、ゲート電圧がより大き
くなり、電流がより減少する。これが繰り返され、電流
Iは遮断される。このように、この過電流保護回路は、
N型JFETIとP型JFET2とが相補的に作用し合
って過電流(異常電流)を遮断する。第9図は、A−B
間の電圧vA!lを横軸に、電流■を縦軸に、遮断特性
の概略を示している。
With the drain of N-type JFET1 being positive and the drain of P-type JFET2 being negative, the voltage vAB applied between the drain of N-type JFET1 and the drain of P-type JFET2 (hereinafter abbreviated as A-B) gradually increases. Then, N type J
The current (2) flowing through the FETI and the P-type JFET2 increases little by little. Until the voltage VAB reaches a certain value, the current I
becomes larger, but the voltage VA! When l becomes larger than a certain value, the gate voltage of P-type JFET2 becomes larger and P-type JFET2 becomes larger.
When the potential difference in type JFET2 increases, the N type JFET2 increases.
The gate voltage of ETI increases, and N-type JFETI and P
The type JFET2 is saturated and the current is suppressed. When the voltage VAN between A and B further increases, the N-type JF
The potential difference between ETI and P-type JFET2 becomes larger, the gate voltages of N-type JFET1 and P-type JIFET2 become larger, and the current decreases. And the voltage v
As AB becomes larger, the gate voltage becomes larger and the current decreases more. This is repeated and the current I is cut off. In this way, this overcurrent protection circuit
N-type JFETI and P-type JFET2 act complementarily to interrupt overcurrent (abnormal current). Figure 9 shows A-B.
Voltage between vA! The outline of the interrupting characteristics is shown with l on the horizontal axis and current ■ on the vertical axis.

N型JFETIとP型JFET2の半導体特性(コンダ
クタンス、ピンチオフ電圧等)を変えることにより、遮
断特性を(ア)(D(つ)のように変えることができる
By changing the semiconductor characteristics (conductance, pinch-off voltage, etc.) of the N-type JFETI and P-type JFET 2, the cutoff characteristics can be changed as shown in (A) and (D).

負荷回路の電源投入時、負荷回路には、突入電流が流れ
るが、保護回路には、その突入電流を遮断せずに流す、
ある範囲の遅延性が必要である。
When the load circuit is powered on, an inrush current flows through the load circuit, but the protection circuit allows the inrush current to flow without being shut off.
A certain range of delay is required.

また、正常電流が流れている時、短時間のパルス状の異
常電流が、負荷回路に流れた場合にも、ある時間以下の
、ある値以下の許容される異常電流は、遮断せず流すこ
とができ、許容されない異常電流は遮断することができ
る遮断特性が必要である。コンデンサーを接続すること
により、コンデンサーと直列に接続する抵抗とによる時
定数によって、その遮断時間を調整することができる。
In addition, even if a short-term pulse-like abnormal current flows into the load circuit when a normal current is flowing, the permissible abnormal current of a certain value or less for a certain period of time must be allowed to flow without being interrupted. It is necessary to have a cutoff characteristic that can cut off abnormal currents that are not permissible. By connecting a capacitor, the cut-off time can be adjusted by the time constant determined by the capacitor and the resistor connected in series.

N型JFETIのゲートは、コンデンサー3によってN
型JFETIのドレインに接続し、抵抗4によってP型
JFET2のドレインに接続されている。いま、負荷回
路に電源投入時の突入電流や、コンデンサーと抵抗によ
る時定数以内の、許容される異常電流が流れるとき、N
型JFETIのゲートはコンデンサー3によって、N型
JFET1のドレインに接続されているために、突入電
流や異常電流が流れても、N型JFETIは遮断せず、
そして、N型JFETIのドレインとソース間の電圧降
下が小さいために、P型JFET2のゲート電圧は小さ
く、P型JFET2も遮断しない。コンデンサーと抵抗
による時定数以上の異常電流が流れると、N型JFET
Iのゲートは、P型JFET2のドレインに接続された
ことになり、N型JFETIとP型JFET2とが、相
補的に作用し合っ、て異常電流を遮断する。
The gate of N type JFETI is connected to N by capacitor 3.
It is connected to the drain of the type JFET I, and is connected to the drain of the P type JFET 2 by a resistor 4. Now, when an inrush current at power-on or an allowable abnormal current within the time constant of the capacitor and resistor flows in the load circuit, N
Since the gate of type JFETI is connected to the drain of N-type JFET1 by capacitor 3, even if an inrush current or abnormal current flows, N-type JFETI will not shut off.
Since the voltage drop between the drain and source of the N-type JFETI is small, the gate voltage of the P-type JFET2 is small, and the P-type JFET2 is not cut off. If an abnormal current exceeding the time constant due to the capacitor and resistor flows, the N-type JFET
The gate of I is now connected to the drain of P-type JFET 2, and N-type JFETI and P-type JFET 2 act complementary to each other to cut off abnormal current.

コンデンサーは、P型JFET2のゲートに接続するこ
ともできるし、N型JFETIとP型JFET2の両方
のゲートに接続することもできる。
The capacitor can be connected to the gate of P-type JFET2, or to the gates of both N-type JFETI and P-type JFET2.

コンデンサーには、可変容量ダイオードを用いることも
できる。
A variable capacitance diode can also be used as the capacitor.

N型JFETIとP型JFET2を、デプレッション形
継縁ゲート形電界効果半導体装置き換えることもできる
It is also possible to replace the N-type JFETI and the P-type JFET 2 with depression type joint gate type field effect semiconductor devices.

N型JFETIとP型JFET2に、半導体特性(コン
ダクタンス、ピンチオフ電圧等)の違うN型JFETや
P型JFETを、それぞれに並列に接続して、遮断特性
を変えることができる。
By connecting N-type JFETs and P-type JFETs with different semiconductor characteristics (conductance, pinch-off voltage, etc.) in parallel to N-type JFETI and P-type JFET2, the cutoff characteristics can be changed.

次に、第2図において、第1図の過電流保護回路をまと
めた半導体装置の1実施例を説明する。
Next, referring to FIG. 2, one embodiment of a semiconductor device that combines the overcurrent protection circuit of FIG. 1 will be described.

N型シリコン基板6にP+型シリコン領域7を形成し、
P+型シリコン領域7にN型シリコン領域8を形成して
、N型J FET8を設ける。また、N型シリコン基板
6にP型シリコン領域9を形成して、P型JFET9を
設ける。P1型シリコン領域7は、抵抗を通じてP型J
FET9のドレインに接続されている。N型シリコン基
板6とP+型シリコン領域7との間の容量を可変容量ダ
イオードとして利用する。そして、それぞれの電極を形
成して、第1図と同じように配線する。N型シリコン基
板6をプラス、P型JFET9のt’レインをマイナス
とする。
A P+ type silicon region 7 is formed on an N type silicon substrate 6,
An N-type silicon region 8 is formed in the P+-type silicon region 7, and an N-type J FET 8 is provided. Further, a P-type silicon region 9 is formed on the N-type silicon substrate 6, and a P-type JFET 9 is provided. The P1 type silicon region 7 is connected to the P type J through a resistor.
Connected to the drain of FET9. The capacitance between the N type silicon substrate 6 and the P+ type silicon region 7 is used as a variable capacitance diode. Then, each electrode is formed and wired in the same manner as in FIG. The N-type silicon substrate 6 is assumed to be positive, and the t' rain of P-type JFET 9 is assumed to be negative.

次に、接合形電界効果半導体による別の過電流保護回路
の1実施例を、第3図により説明する。
Next, an embodiment of another overcurrent protection circuit using a junction field effect semiconductor will be described with reference to FIG.

N型JFETIOのソースとP型JFETIIのソース
とを接続する。N型JFETIOのゲートは、コンデン
サー12を通じてN型JFETIOのドレインに接続し
、抵抗13を通じてP型JFETIIのドレインに接続
する。P型JFETIIのゲートは、抵抗14を通じて
P型JFETIIのドレインに接続し、ダイオードを通
じてN型JFETIOのドレインに接続する。この接続
により、N型JFETIOにおける電位差は、P型JF
ETIIのゲート電圧になり、P型JFETIIにおけ
る電位差は、N型JFETIOのゲート電圧になる。N
型JFETIOのドレインをプラス、P型JFETII
のドレインをマイナスとして、N型JFETIOのドレ
インとP型JFETIIのドレインとの間(以下C−D
間と略す)にかかる電圧vcI)が徐々に大きくなると
、N型JFETIOとP型JFETIIを流れる電流I
は、少しずつ大きくなる。ダイオードは、順方向電圧が
約0.4v以下では不導通状態で、約0.4V以上では
導通状態になる。このため、電圧VCt)が大きくなっ
て、ダイオードの順方向電圧が約0.4Vになるまでは
、P型JFETIIのゲートは、P型JFETIIのド
レインに接続されていることになる。P型JFET11
のピンチオフ電圧を、0.1vのように、ダイオードが
導通状態になる電圧約0゜4■より小さく設定すると、
P型JFETIIは、P型JFETII(7)ゲー)7
5(N型JFETIoのF’t。
Connect the source of N-type JFETIO and the source of P-type JFETII. The gate of N-type JFETIO is connected through a capacitor 12 to the drain of N-type JFETIO, and through a resistor 13 to the drain of P-type JFETII. The gate of P-type JFETII is connected to the drain of P-type JFETII through a resistor 14 and to the drain of N-type JFETIO through a diode. With this connection, the potential difference at N-type JFETIO is reduced to P-type JFETIO.
This becomes the gate voltage of ETII, and the potential difference at P-type JFETII becomes the gate voltage of N-type JFETIO. N
Plus the drain of type JFETIO, P type JFETII
between the drain of N-type JFETIO and the drain of P-type JFETII (hereinafter C-D
As the voltage vcI) applied to
becomes larger little by little. The diode is non-conductive when the forward voltage is about 0.4V or less, and becomes conductive when the forward voltage is about 0.4V or more. Therefore, the gate of the P-type JFET II is connected to the drain of the P-type JFET II until the voltage VCt) becomes large and the forward voltage of the diode reaches about 0.4V. P-type JFET11
If the pinch-off voltage of is set to be lower than the voltage at which the diode becomes conductive, such as 0.1 V, about 0°4■,
P-type JFETII is P-type JFETII (7) game) 7
5 (F't of N-type JFETIo.

インに接続されている時の飽和電流(第12図の(ケ)
)より大きい電流(第12図の(キ))を流すことがで
きる。そして、ダイオードの順方向電圧が、約0.4V
以上になると、P型、rFETllのゲート1:tN型
J F E TIOのドレインに接続されたことになり
、P型JFETIIは、徐々に電流を減少(第12図の
(り))する。その後、電圧V。I)がさらに大きくな
ると、N型JFETIOとP型、rFETIIが相補的
に作用し合って過電流を遮断して、負荷を過電流から保
護し、コンデンサー12と抵抗13による時定数を変え
ることによって、遮断特性の遅延性を変えることができ
る過電流保護回路である。
Saturation current when connected to in ((ke) in Figure 12)
) can flow a larger current ((g) in Figure 12). The forward voltage of the diode is approximately 0.4V.
In this case, the gate 1 of the P-type rFETII is connected to the drain of the tN-type JFETIO, and the current of the P-type JFETII gradually decreases ((r) in FIG. 12). Then the voltage V. When I) becomes even larger, N-type JFETIO, P-type, and rFETII act complementary to each other to cut off overcurrent and protect the load from overcurrent, and by changing the time constant by capacitor 12 and resistor 13. , is an overcurrent protection circuit that can change the delay of the cutoff characteristic.

第10図は、C−D間の電圧voを横軸に、電流Iを縦
軸に、遮断特性の概略を示している。N型JFETIO
とP型JFETIIの半導体特性(コンダクタンス、ピ
ンチオフ電圧等)を変えることによって遮断特性を(1
)(オ)(力)のように変えることができる。ダイオー
ドをN型JFETに、コンデンサーをP型J FETに
接続することもできる。
FIG. 10 shows an outline of the interrupting characteristics with the voltage vo between CD and D on the horizontal axis and the current I on the vertical axis. N type JFETIO
By changing the semiconductor characteristics (conductance, pinch-off voltage, etc.) of P-type JFET II and
) (o) (force). You can also connect a diode to an N-type JFET and a capacitor to a P-type JFET.

第4図は、第3図に第2のN型JFETI6を加えて、
異常電流の遮断中、または、遮断後に、第2のN型JF
ETに大きな異常電圧がかかり、N型JFETIOとP
型JFETIIに大きな異常電圧がかからないようにし
たものである。
Figure 4 shows the addition of the second N-type JFETI6 to Figure 3.
During or after interrupting the abnormal current, the second N-type JF
A large abnormal voltage is applied to ET, and N-type JFETIO and P
This prevents large abnormal voltages from being applied to type JFET II.

次に、第4図の過電流保護回路をまとめた半導体装置の
1実施例を第5図により説明する。N型シリコン基板1
7に、P+型シリコン領域18.21を形成する。P”
型シリコン領域18にN型シリコン領域19を形成し、
N型シリコン領域19にP型シリコン領域20を形成し
てP型JFE720を設ける。
Next, one embodiment of a semiconductor device incorporating the overcurrent protection circuit shown in FIG. 4 will be described with reference to FIG. N-type silicon substrate 1
7, a P+ type silicon region 18.21 is formed. P”
forming an N-type silicon region 19 in the type silicon region 18;
A P-type silicon region 20 is formed in the N-type silicon region 19 to provide a P-type JFE 720.

P1型シリコン領域18とN型シリコン領域18との間
をダイオードとして利用する。ダイオードは、P型JF
E720の下ではないP+型シリコン領域18に、また
は、P+型シリコン領域18以外に設けることもできる
。P1型シリコン領域2Iに、一方がP+型シリコン領
域21の外に通じるように、N型シリコン領域22を形
成し、N型JFE722を設ける。2つのP4型シリコ
ン領域21に挟まれたN型シリコン領域23に、N型J
FET23を設ける。N型シリコン基板17とP1型シ
リコン領域2Iとの間の容量を、可変容量ダイオードと
して利用する。
The area between the P1 type silicon region 18 and the N type silicon region 18 is used as a diode. The diode is P type JF
It can also be provided in the P+ type silicon region 18 that is not under the E720 or in a place other than the P+ type silicon region 18. An N-type silicon region 22 is formed in the P1-type silicon region 2I so that one side communicates with the outside of the P+-type silicon region 21, and an N-type JFE 722 is provided. In the N-type silicon region 23 sandwiched between the two P4-type silicon regions 21, an N-type J
FET23 is provided. The capacitance between the N-type silicon substrate 17 and the P1-type silicon region 2I is used as a variable capacitance diode.

P+型シリコン領域21とN型シリコン領域19は、そ
れぞれの抵抗を通じてP型J−FE720のドレインに
接続されている。P4″型シリコンlti域]8ハ、N
 型J F E T 22(7) ドレインに接続され
ている。そして、それぞれの電極を形成して、第4図と
おなじように配線する。N型シリコン基板17をプラス
、PlJFET20のドレインをマイナスとする。
P+ type silicon region 21 and N type silicon region 19 are connected to the drain of P type J-FE 720 through their respective resistors. P4″ type silicon lti area] 8c, N
Type J F ET 22 (7) connected to the drain. Then, each electrode is formed and wired as shown in FIG. The N-type silicon substrate 17 is a positive terminal, and the drain of the PlJFET 20 is a negative terminal.

次に、接合抗電界効果半導体による別の過電流保護回路
の1実施例を、第6図により説明する。
Next, an embodiment of another overcurrent protection circuit using a junction anti-field effect semiconductor will be described with reference to FIG.

N型JFET24のソースとP型JFET25のソース
とを接続する。N型JFET24のゲートは、抵抗30
とコンデンサー29によって、N型JFET24のドレ
インに接続し、抵抗3Iとダイオード32を通じてP型
JFET25のドレインに接続する。P型J F E 
T25(7)’7’ −トは、抵抗を通じてP型JFE
T25のドレインに接続し、ダイオード26を通じてN
型JFET24のドレインに接続する。
The source of the N-type JFET 24 and the source of the P-type JFET 25 are connected. The gate of N-type JFET24 is connected to resistor 30
It is connected to the drain of the N-type JFET 24 through a capacitor 29, and connected to the drain of the P-type JFET 25 through a resistor 3I and a diode 32. P type J F E
T25(7)'7'-to is a P-type JFE through a resistor.
Connected to the drain of T25 and connected to N through diode 26.
Connect to the drain of type JFET24.

N型JFET24のドレインにプラス、P型JFET2
5のドレインをマイナスとして、N型JFET24のド
レインとP型JFET25のドレインとの間(以下E−
F間と略す)にかかる電圧vtFが徐々に大きくなると
、N型JFET24とP型JFET25を流れる電流I
は、少しずつ大きくなる。ダイオードの順方向電圧が約
0.4Vになるまでは、N型JFET24のゲートは、
N型JFET24のドレインに接続されていることにな
り、P型JFET25のゲートは、P型JFET25の
ドレインに接続されていることになる。このため、N型
JFET24とP型JFET25のピンチオフ電圧を0
.lVのように、ダイオードが導通状態になる電圧約0
゜4Vより小さく設定すると、N型JFET24は、N
型JFET24のゲートが、P型JFET25のドレイ
ンに接続されている時の飽和電流より大きい電流を流す
ことができ、P型JFET25は、P型JFET25の
ゲートが、N型JFET24のドレインに接続されてい
る時の飽和電流より大きい電流を流すことができる。そ
して、ダイオードの順方向電圧が、約0.4V以上にな
ると、N型JFET24のゲートは、P型JFET25
のドレインに接続されたことになり、P型JFET25
のゲートは、N型JFET24のドレインに接続された
ことになり、N型JFET24とP型JFET25は、
電流を徐々に減少する。その後、電圧V。が更に大きく
なると、N型JFET24とP型JFET25が相補的
に作用し合って過電流を遮断して、負荷を過電流から保
護し、コンデンサー29と抵抗31とによる時定数を変
えることによって、遮断特性の遅延性を変えることがで
きる過電流保護回路である。第11図は、E−F間の電
圧y+!、を横軸に、電流■を縦軸に、遮断特性の概略
を示している。コンデンサーは、P型JFET25に付
けることもできるし、N型JFET24とP型JFET
25の両方に付けることもできる。
Plus the drain of N-type JFET24, P-type JFET2
between the drain of N-type JFET 24 and the drain of P-type JFET 25 (hereinafter E-
When the voltage vtF applied across
becomes larger little by little. Until the forward voltage of the diode reaches approximately 0.4V, the gate of N-type JFET24 is
This means that it is connected to the drain of the N-type JFET 24, and the gate of the P-type JFET 25 is connected to the drain of the P-type JFET 25. Therefore, the pinch-off voltage of N-type JFET24 and P-type JFET25 is set to 0.
.. The voltage at which the diode becomes conductive, such as lV, is approximately 0.
゜When set smaller than 4V, the N type JFET24 becomes N
A current larger than the saturation current can flow when the gate of the P-type JFET 24 is connected to the drain of the P-type JFET 25. It is possible to flow a current larger than the saturation current when the current is present. Then, when the forward voltage of the diode becomes approximately 0.4 V or more, the gate of the N-type JFET 24 is switched to the P-type JFET 25.
is connected to the drain of P-type JFET25.
The gate of is connected to the drain of N-type JFET24, and N-type JFET24 and P-type JFET25 are
Gradually reduce the current. Then the voltage V. When becomes even larger, the N-type JFET 24 and the P-type JFET 25 act complementary to each other to cut off the overcurrent, protecting the load from the overcurrent, and by changing the time constant of the capacitor 29 and resistor 31. This is an overcurrent protection circuit that can change the delay characteristics. FIG. 11 shows the voltage y+! between E and F! The outline of the interrupting characteristics is shown with , on the horizontal axis and current 2 on the vertical axis. The capacitor can be attached to P-type JFET25, or it can be attached to N-type JFET24 and P-type JFET.
It is also possible to attach it to both 25.

次に、第6図の過電流保護回路をまとめた半導体装置の
1実施例を第7図により説明する。
Next, one embodiment of a semiconductor device incorporating the overcurrent protection circuit shown in FIG. 6 will be described with reference to FIG. 7.

N型シリコン基板33にP+型シリコン領域34.37
゜39を形成する。P+型シリコン領域34にN型シリ
コン領域35を形成し、N型シリコン領域35にP型シ
リコン領域36を形成して、P型JFET36を設ける
。P+型シリコン領域34とN型シリコン領域35の間
を、ダイオード(第6図の(26)にあたる)とする。
P+ type silicon region 34.37 on N type silicon substrate 33
゜39 is formed. An N-type silicon region 35 is formed in the P+ type silicon region 34, a P-type silicon region 36 is formed in the N-type silicon region 35, and a P-type JFET 36 is provided. A diode (corresponding to (26) in FIG. 6) is provided between the P+ type silicon region 34 and the N type silicon region 35.

P”型シリコン領域39にN型シリコン領域40を形成
して、N型JFET40を設ける。N型シリコン基板3
3とP+型シリコン領域39との間の容量を、可変容量
ダイオードとして利用する。P1型シリコン領域37に
N型シリコン領域38を形成して、ダイオード(第6図
の(32)にあたる)とする。N型シリコン領域35は
抵抗を通じてP型JFET36のドレインに接続され、
P+型シリコン領域34はN型JFET40のドレイン
に接続され、P+型シリコン領域39は抵抗を通じてN
型JFET40のドレインに接続され、P1型シリコン
領域37は、抵抗を通じてP+型シリコン領域39に接
続されている。それぞれの電極を形成して、第6図と同
じように配線する。内部のコンデンサーの容量が不足の
場合、コンデンサー用の端子を設けて、外部にコンデン
サーを取り付けることもできる。
An N-type silicon region 40 is formed in the P"-type silicon region 39 to provide an N-type JFET 40.
3 and the P+ type silicon region 39 is used as a variable capacitance diode. An N-type silicon region 38 is formed in the P1-type silicon region 37 to form a diode (corresponding to (32) in FIG. 6). N-type silicon region 35 is connected to the drain of P-type JFET 36 through a resistor.
The P+ type silicon region 34 is connected to the drain of the N type JFET 40, and the P+ type silicon region 39 is connected to the N type JFET 40 through a resistor.
The P1 type silicon region 37 is connected to the drain of the JFET 40, and the P1 type silicon region 37 is connected to the P+ type silicon region 39 through a resistor. Each electrode is formed and wired in the same manner as in FIG. If the capacity of the internal capacitor is insufficient, you can also install a capacitor externally by providing a terminal for the capacitor.

ここでは、接合形電界効果半導体による実施例を説明し
たが、これらの接合形電界効果半導体を、デプレッショ
ン形電界効果半導体装置き換えることもできる。
Although embodiments using junction type field effect semiconductors have been described here, these junction type field effect semiconductors can also be replaced with depletion type field effect semiconductor devices.

次に、第5図の半導体装置の接合形電界効果半導体を、
デプレッション影線縁ゲート形電界効果半導体(以下、
DMO5と略す)に置き換えた半導体装置の1実施例を
、第8図により説明する。
Next, the junction field effect semiconductor of the semiconductor device in FIG.
Depletion shadow edge gate type field effect semiconductor (hereinafter referred to as
An embodiment of the semiconductor device replaced with the DMO 5 will be described with reference to FIG.

N型シリコン基板4IにP+型シリコン領域42.46
を形成し、P+型シリコン領域42にN型シリコン領域
43を形成し、P型DMO545を設ける。P+型シリ
コン領域46にP型シリコン領域47を形成し、N型D
MOS48を設ける。N型DMO548(7)ドレイン
のN+型シリコン領域49の一方が、P+型シリコン領
域46の外に通じるように形成し、2つのP“型シリコ
ン領域46に挟まれたN型シリコン領域にN型JFET
50を設ける。そして、P+型シリコン領域42とN型
シリコン領域43との間をダイオードとし、N型シリコ
ン基板41とP+型シリコン領域46との間の容量を可
変容量ダイオードとして利用する。P+型シリコン領域
42は、N型DMO548のドレインに接続し、N型シ
リコン領域43とP+型シリコン領域46は、それぞれ
の抵抗を通じてP型DMO345のドレインに接続する
。それぞれの電極を形成して、第4図と同じように配線
する。
P+ type silicon region 42.46 on N type silicon substrate 4I
An N-type silicon region 43 is formed in the P+ type silicon region 42, and a P-type DMO 545 is provided. A P type silicon region 47 is formed in the P+ type silicon region 46, and an N type D
MOS48 is provided. One of the N+ type silicon regions 49 of the N type DMO 548 (7) drain is formed so as to communicate with the outside of the P+ type silicon region 46, and the N type silicon region sandwiched between the two P" type silicon regions 46 has an N type JFET
50. A diode is formed between the P+ type silicon region 42 and the N type silicon region 43, and the capacitance between the N type silicon substrate 41 and the P+ type silicon region 46 is used as a variable capacitance diode. P+ type silicon region 42 is connected to the drain of N type DMO 548, and N type silicon region 43 and P+ type silicon region 46 are connected to the drain of P type DMO 345 through their respective resistors. Each electrode is formed and wired in the same manner as in FIG. 4.

(6)発明の効果 本発明の過電流保護回路と半導体装置(この(6)項に
おいては、両方を、以下保護回路と略す)は、デプレッ
ション形電界効果半導体とコンデンサー(可変容量ダイ
オード)と抵抗で構成されている。そのために、ピンチ
オフ電圧の小さい電界効果半導体を選んで保護回路を構
成すれば、正常電流、異常電流が流れる時の、保護回路
における電圧降下を小さくでき、回路電流は1つのPN
接合も横切らないために、正常電流が流れている時の保
護回路の電圧降下を、約0.2V 、また、それ以下に
することができる。
(6) Effects of the Invention The overcurrent protection circuit and semiconductor device (in this (6), both are hereinafter abbreviated as protection circuits) of the present invention consist of a depletion type field effect semiconductor, a capacitor (variable capacitance diode), and a resistor. It consists of Therefore, if a field-effect semiconductor with a small pinch-off voltage is selected to configure the protection circuit, the voltage drop in the protection circuit can be reduced when normal or abnormal current flows, and the circuit current can be reduced to one PN.
Since no junction is crossed, the voltage drop in the protection circuit when normal current is flowing can be reduced to about 0.2V or less.

このために、この保護回路を負荷回路に接続した場合、
保護回路における電圧降下が小さいので、負荷回路の負
荷に対する電圧をほとんど下げることなく、使用するこ
とができる。例えば、電源電圧が、12Vとか、5vの
ように、低い負荷回路に使用しても、保護回路の電圧降
下による影響は、たいへん小さいので、どんな回路にも
使用でき、そして、必要なところに、簡単に接続して使
用できる。
For this reason, if this protection circuit is connected to the load circuit,
Since the voltage drop in the protection circuit is small, it can be used without substantially reducing the voltage applied to the load of the load circuit. For example, even if it is used in a load circuit with a low power supply voltage of 12V or 5V, the effect of the voltage drop in the protection circuit is very small, so it can be used in any circuit, and it can be used where necessary. Easy to connect and use.

また、本発明の保護回路は、異常電流を遮断したり、お
さえたりするデプレッション形電界効果半導体のゲート
の接続を、ドレイン側からソース側へ切り換える方式の
ために、そのデプレッション形電界効果半導体に、ゲー
トをソース側に接続した時の飽和電流の何倍もの電流を
流すことができるので、保護回路を小型にすることがで
きる。
Furthermore, the protection circuit of the present invention switches the connection of the gate of the depletion type field effect semiconductor from the drain side to the source side to cut off or suppress abnormal current. Since it is possible to flow a current many times the saturation current when the gate is connected to the source side, the protection circuit can be made smaller.

また、本発明の保護回路おいては、遮断特性図に示すよ
うに、電流は遮断される異常電流の最大値の近くまで、
はぼ直線的に大きくなるので、正常電流を異常電流の最
大値の近くに設定することもできるので、保護回路を小
型することができる。
In addition, in the protection circuit of the present invention, as shown in the cutoff characteristic diagram, the current continues until close to the maximum value of the abnormal current to be cut off.
Since the normal current increases almost linearly, the normal current can be set close to the maximum value of the abnormal current, so the protection circuit can be made smaller.

また、使用する時の正常電流(定格電流)、遮断電流の
大きさが、uA(マイクロアンペー)単位からA(アン
ペー)単位までの広い範囲にわたって、保護回路を作る
ことができる。
In addition, it is possible to create a protection circuit in which the magnitude of the normal current (rated current) and cut-off current during use ranges over a wide range from uA (microampere) to A (ampere).

本発明の半導体装置は、N型シリコン基板にN型・P型
電界効果半導体を設けているが、P型シリコン基板にN
型・Pfi電界効果半導体を設けることもできる。
In the semiconductor device of the present invention, N-type and P-type field effect semiconductors are provided on an N-type silicon substrate.
A type Pfi field effect semiconductor can also be provided.

交流回路には、この保護回路を2つ逆向きに直列に接続
して使用することができる。
For AC circuits, two of these protection circuits can be connected in series in opposite directions.

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

第1図、第3図、第4図、第6図は、本発明の接合形電
界効果半導体による過電流保護回路の例を示す回路図で
ある。 第2図、第5図、第7図、第8図は、本発明の接合形電
界効果半導体による過電流保護回路をまとめた半導体装
置を説明する断面図である。 第9図、第1O図、第11図は、第1図、第3図(第4
図)、第6図のそれぞれの過電流保護回路の電圧−電流
特性(遮断特性)を示す特性図である。 第12図は、デプレッション形電界効果半導体の一般的
な電圧−電流特性を示す特性図である。 ◎ 過電流保護回路 1.10.16.24− N型接合形電界効果半導体 
2.11゜25−P型接合形電界効果半導体 +5.2
6.32−ダイオード 3.12.29−コンデンサー
 4.5.]3.14.27゜30.31−抵抗 ■ 半導体装置
FIG. 1, FIG. 3, FIG. 4, and FIG. 6 are circuit diagrams showing examples of overcurrent protection circuits using junction field effect semiconductors of the present invention. FIG. 2, FIG. 5, FIG. 7, and FIG. 8 are cross-sectional views illustrating a semiconductor device including an overcurrent protection circuit using a junction field effect semiconductor according to the present invention. Figures 9, 1O, and 11 are
FIG. 7 is a characteristic diagram showing the voltage-current characteristics (blocking characteristics) of the respective overcurrent protection circuits of FIG. FIG. 12 is a characteristic diagram showing general voltage-current characteristics of a depletion type field effect semiconductor. ◎ Overcurrent protection circuit 1.10.16.24- N-type junction field effect semiconductor
2.11゜25-P type junction field effect semiconductor +5.2
6.32-Diode 3.12.29-Capacitor 4.5. ]3.14.27゜30.31-Resistance■ Semiconductor device

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)デプレッション形(接合形、絶縁ゲート形共)電
界効果半導体のP型電界効果半導体(2)のソースとN
型電界効果半導体(1)のソースとを接続し、P型電界
効果半導体(2)のゲートを抵抗を通じて、または、直
接にN型電界効果半導体(1)のドレインに接続し、N
型電界効果半導体(1)のゲートを、コンデンサーを通
じてN型電界効果半導体(1)のドレインに、抵抗を通
じてP型電界効果半導体(2)のドレインに接続するこ
とを特徴とし、N型とP型の電界効果半導体が、相補的
に作用し合って過電流を遮断することを特徴とし、コン
デンサーと抵抗との時定数によって、遮断特性の遅延性
を変えることができることを特徴とするデプレッション
形電界効果半導体による過電流保護回路。
(1) Depletion type (both junction type and insulated gate type) field effect semiconductor P-type field effect semiconductor (2) Source and N
The gate of the P-type field-effect semiconductor (2) is connected to the drain of the N-type field-effect semiconductor (1) through a resistor or directly.
The gate of the type field effect semiconductor (1) is connected to the drain of the N type field effect semiconductor (1) through a capacitor and to the drain of the P type field effect semiconductor (2) through a resistor. A depletion type field effect is characterized in that field effect semiconductors act complementary to each other to interrupt overcurrent, and the delay of the interrupting characteristic can be changed by the time constant of the capacitor and resistor. Overcurrent protection circuit using semiconductor.
(2)上述(1)の過電流保護回路をまとめた接合形電
界効果半導体による半導体装置で、N型シリコン基板(
6)にP^+型シリコン領域(7)を形成し、P^+型
シリコン領域(7)にN型シリコン領域を形成して、N
型電界効果半導体(8)を設け、N型シリコン基板(6
)にP型シリコン領域を形成して、P型電界効果半導体
(9)を設け、N型シリコン基板(6)とP^+型シリ
コン領域(7)との間を可変容量ダイオードとし、P^
+型シリコン領域(7)が、抵抗を通じて、P型電界効
果半導体(9)のドレインに接続されていることを特徴
とし、1つのN型シリコン基板の上に、接合形のN型電
界効果半導体とP型電界効果半導体とを設け、そのN型
とP型の電界効果半導体が、相補的に作用し合って、過
電流を遮断することを特徴とする半導体装置。
(2) A semiconductor device using a junction field-effect semiconductor that combines the overcurrent protection circuit in (1) above, with an N-type silicon substrate (
A P^+ type silicon region (7) is formed in 6), an N type silicon region is formed in the P^+ type silicon region (7), and an N type silicon region is formed in the P^+ type silicon region (7).
type field effect semiconductor (8) is provided, and an N type silicon substrate (6) is provided.
), a P-type field effect semiconductor (9) is provided, a variable capacitance diode is formed between the N-type silicon substrate (6) and the P^+ type silicon region (7), and a P^-type field effect semiconductor (9) is provided.
The +-type silicon region (7) is connected to the drain of the P-type field-effect semiconductor (9) through a resistor, and a junction-type N-type field-effect semiconductor is formed on one N-type silicon substrate. 1. A semiconductor device comprising a P-type field-effect semiconductor and a P-type field-effect semiconductor, the N-type and P-type field-effect semiconductors acting complementarily to interrupt overcurrent.
(3)デプレッション形(接合形、絶縁ゲート形共)電
界効果半導体のN型電界効果半導体(10)のソースと
P型電界効果半導体(11)のソースとを接続し、N型
電界効果半導体(10)のゲートをコンデンサーを通じ
て、N型電界効果半導体(10)のドレインに、そして
、抵抗を通じて、P型電界効果半導体(11)のドレイ
ンに接続し、P型電界効果半導体(11)のゲートを抵
抗を通じて、P型電界効果半導体(11)のドレインに
、そして、ダイオードを通じて、N型電界効果半導体(
10)のドレインに接続し、N型電界効果半導体(10
)のドレインと別のN型電界効果半導体(16)のソー
スとを接続し、別のN型電界効果半導体(16)のゲー
トをP型電界効果半導体(11)のドレインに抵抗を通
じて接続することを特徴とし、P型電界効果半導体(1
1)のゲートの接続を、ドレイン側からソース側に切り
換えることと、N型電界効果半導体(10)とP型電界
効果半導体(11)とが、相補的に作用し合うことによ
って、過電流を遮断することを特徴とするデプレッショ
ン形電界効果半導体による過電流保護回路。
(3) Connect the source of the N-type field effect semiconductor (10) of the depletion type (both junction type and insulated gate type) field effect semiconductor and the source of the P-type field effect semiconductor (11), and 10) is connected to the drain of the N-type field-effect semiconductor (10) through a capacitor, and to the drain of the P-type field-effect semiconductor (11) through a resistor. Through the resistor, the drain of the P-type field-effect semiconductor (11) is connected, and through the diode, the N-type field-effect semiconductor (11) is connected to the drain of the P-type field-effect semiconductor (11).
connected to the drain of the N-type field effect semiconductor (10).
) and the source of another N-type field-effect semiconductor (16), and connect the gate of another N-type field-effect semiconductor (16) to the drain of the P-type field-effect semiconductor (11) through a resistor. It is characterized by a P-type field effect semiconductor (1
Overcurrent can be reduced by switching the gate connection in 1) from the drain side to the source side, and by the complementary interaction of the N-type field effect semiconductor (10) and the P-type field effect semiconductor (11). An overcurrent protection circuit using a depletion type field effect semiconductor, which is characterized by the ability to shut off.
(4)上述(3)の過電流保護回路をまとめた接合形電
界効果半導体による半導体装置で、N型シリコン基板(
17)にP^+型シリコン領域(18)(21)を形成
し、P^+型シリコン領域(18)にN型シリコン領域
(19)を形成し、N型シリコン領域(19)にP型シ
リコン領域を形成しP型電界効果半導体(20)を設け
、P^+型シリコン領域(21)に一方がP^+*型シ
リコン領域(21)の外に通じるようにN型シリコン領
域を形成して、N型電界効果半導体(22)を設け、2
つのP^+型シリコン領域(21)に挟まれたN型シリ
コン領域にN型電界効果半導体(23)を設け、P^+
型シリコン領域(18)とN型シリコン領域(19)と
の間をダイオードとし、N型シリコン基板(17)とP
^+型シリコン領域(21)との間の容量を可変容量ダ
イオードとし、N型シリコン領域(19)とP^+型シ
リコン領域(21)は、それぞれの抵抗を通じてP型電
界効果半導体(20)のドレインに接続し、P^+型シ
リコン領域(18)は、N型電界効果半導体(22)の
ドレインに接続されていることを特徴とし、1つのN型
シリコン基板の上に、接合形のN型電界効果半導体とP
型電界効果半導体とを設け、P型電界効果半導体のゲー
トの接続を、ドレイン側からソース側に変えることと、
N型電界効果半導体(22)とP型電界効果半導体(2
0)が、相補的に作用し合って、過電流を遮断すること
を特徴とする半導体装置。
(4) A semiconductor device using a junction field effect semiconductor that combines the overcurrent protection circuit in (3) above, with an N-type silicon substrate (
17), a P^+ type silicon region (18) (21) is formed, an N type silicon region (19) is formed in the P^+ type silicon region (18), and a P type silicon region (19) is formed in the N type silicon region (19). A silicon region is formed and a P-type field effect semiconductor (20) is provided, and an N-type silicon region is formed in the P^+ type silicon region (21) so that one side communicates with the outside of the P^+* type silicon region (21). Then, an N-type field effect semiconductor (22) is provided, and 2
An N-type field effect semiconductor (23) is provided in an N-type silicon region sandwiched between two P^+-type silicon regions (21).
A diode is provided between the N type silicon region (18) and the N type silicon region (19), and the N type silicon substrate (17) and the P
The capacitance between the ^+ type silicon region (21) is a variable capacitance diode, and the N type silicon region (19) and the P^+ type silicon region (21) are connected to the P type field effect semiconductor (20) through their respective resistors. The P^+ type silicon region (18) is connected to the drain of the N type field effect semiconductor (22), and the junction type silicon region (18) is connected to the drain of the N type field effect semiconductor (22). N-type field effect semiconductor and P
and changing the connection of the gate of the P-type field-effect semiconductor from the drain side to the source side;
N-type field effect semiconductor (22) and P-type field effect semiconductor (2
0) act complementary to each other to cut off overcurrent.
(5)デプレッション形(接合形、絶縁ゲート形共)電
界効果半導体のN型電界効果半導体(24)のソースと
P型電界効果半導体(25)のソースとを接続し、N型
電界効果半導体(24)のゲートをコンデンサーと抵抗
とによりN型電界効果半導体(24)のドレインに、抵
抗とダイオードを通じてP型電界効果半導体(25)の
ドレインに接続し、P型電界効果半導体(25)のゲー
トを抵抗を通じてP型電界効果半導体(25)のドレイ
ンに、ダイオードを通じてN型電界効果半導体(24)
のドレインに接続することを特徴とし、N型電界効果半
導体のゲートの接続を、また、P型電界効果半導体のゲ
ートの接続を、それぞれのドレイン側からソース側に切
り換えることと、N型とP型の電界効果半導体が、相補
的に作用し合うことによって、過電流を遮断することを
特徴とするデプレッション形電界効果半導体による過電
流保護回路。
(5) Connect the source of the N-type field effect semiconductor (24) of the depletion type (both junction type and insulated gate type) field effect semiconductor and the source of the P-type field effect semiconductor (25), and 24) is connected to the drain of the N-type field-effect semiconductor (24) through a capacitor and a resistor, and to the drain of the P-type field-effect semiconductor (25) through a resistor and a diode. is connected to the drain of the P-type field-effect semiconductor (25) through the resistor, and to the drain of the N-type field-effect semiconductor (24) through the diode.
It is characterized by switching the connection of the gate of the N-type field-effect semiconductor and the gate of the P-type field-effect semiconductor from the respective drain side to the source side, and 1. An overcurrent protection circuit using depletion type field effect semiconductors, which is characterized in that two types of field effect semiconductors act complementary to each other to interrupt overcurrent.
(6)上述(5)の過電流保護回路をまとめた接合形電
界効果半導体による半導体装置で、N型シリコン基板(
33)にP^+型シリコン領域(34)(37)(39
)を形成し、P^+型シリコン領域(34)にN型シリ
コン領域(35)を形成し、N型シリコン領域(35)
にP型シリコン領域を形成して、P型電界効果半導体(
36)を設け、P^+型シリコン領域(39)にN型シ
リコン領域を形成して、N型電界効果半導体(40)を
設け、P^+型シリコン領域(37)にN型シリコン領
域(38)を形成してダイオードとし、P^+型シリコ
ン領域(34)とN型シリコン領域(35)との間をダ
イオードとし、N型シリコン基板(33)とP^+型シ
リコン領域(39)との間の容量を可変容量ダイオード
とし、N型シリコン領域(35)は抵抗を通じてP型電
界効果半導体(36)のドレインに接続し、P^+型シ
リコン領域(34)はN型電界効果半導体(40)のド
レインに接続し、P^+型シリコン領域(39)は抵抗
を通じてN型電界効果半導体(40)のドレインに接続
し、P^+型シリコン領域(37)は抵抗を通じてP^
+型シリコン領域(39)に接続したことを特徴とし、
1つのN型シリコン基板の上に、N型電界効果半導体と
P型電界効果半導体とを設け、N型電界効果半導体のゲ
ートの接続を、また、P型電界効果半導体のゲートの接
続を、それぞれのドレイン側からソース側へ切り換える
ことと、N型とP型の電界効果半導体が、相補的に作用
し合って、過電流を遮断することを特徴とする半導体装
置。
(6) A semiconductor device using a junction field effect semiconductor that combines the overcurrent protection circuit in (5) above, with an N-type silicon substrate (
33) with P^+ type silicon regions (34) (37) (39
), an N-type silicon region (35) is formed in the P^+ type silicon region (34), and an N-type silicon region (35) is formed in the P^+ type silicon region (34).
A P-type silicon region is formed in the P-type field effect semiconductor (
36), an N-type silicon region is formed in the P^+ type silicon region (39), an N-type field effect semiconductor (40) is provided, and an N-type silicon region ( 38) to form a diode, a diode is formed between the P^+ type silicon region (34) and the N type silicon region (35), and the N type silicon substrate (33) and the P^+ type silicon region (39) The capacitance between is a variable capacitance diode, the N type silicon region (35) is connected to the drain of the P type field effect semiconductor (36) through a resistor, and the P^+ type silicon region (34) is connected to the drain of the P type field effect semiconductor (36). (40), the P^+ type silicon region (39) is connected to the drain of the N-type field effect semiconductor (40) through a resistor, and the P^+ type silicon region (37) is connected to the P^+ type silicon region (37) through a resistor.
It is characterized by being connected to the + type silicon region (39),
An N-type field-effect semiconductor and a P-type field-effect semiconductor are provided on one N-type silicon substrate, and the gates of the N-type field-effect semiconductor and the P-type field-effect semiconductor are connected, respectively. 1. A semiconductor device characterized by switching from the drain side to the source side, and N-type and P-type field effect semiconductors working complementarily to interrupt overcurrent.
(7)上述(3)の過電流保護回路をまとめたデプレッ
ション形の絶縁ゲート形電界効果半導体による半導体装
置で、N型シリコン基板(41)にP^+型シリコン領
域(42)(46)を形成し、P^+型シリコン領域(
42)にN型シリコン領域(43)を形成してP型絶縁
ゲート形電界効果半導体(45)を設け、P^+型シリ
コン領域(46)にP型シリコン領域(47)を形成し
てN型絶縁ゲート形電界効果半導体(48)を設け、2
つのP^+型シリコン領域(46)に挟まれたN型シリ
コン領域にN型接合形電界効果半導体(50)を設け、
P^+型シリコン領域(42)とN型シリコン領域(4
3)との間をダイオードとし、N型シリコン基板(41
)とP^+型シリコン領域(46)との間の容量を可変
容量ダイオードとし、P^+型シリコン領域(42)を
N型絶縁ゲート形電界効果半導体(48)のドレイン(
49)に接続し、N型シリコン領域(43)とP^+型
シリコン領域(46)とを、それぞれの抵抗を通じてP
型絶縁ゲート形電界効果半導体(45)のドレインに接
続することを特徴とし、1つのN型シリコン基板の上に
、N型とP型のデプレッション形絶縁ゲート形電界効果
半導体と、N型接合形電界効果半導体とを設け、P型絶
縁ゲート形電界効果半導体のゲートの接続を、ドレイン
側からソース側に変えることと、N型とP型の絶縁ゲー
ト形電界効果半導体が、相補的に作用し合って、過電流
を遮断することを特徴とする半導体装置。
(7) A semiconductor device using a depletion type insulated gate field effect semiconductor that combines the overcurrent protection circuit in (3) above, in which P^+ type silicon regions (42) (46) are formed on an N type silicon substrate (41). and form a P^+ type silicon region (
An N-type silicon region (43) is formed in 42) to provide a P-type insulated gate field effect semiconductor (45), and a P-type silicon region (47) is formed in the P^+-type silicon region (46) to provide an N-type insulated gate field effect semiconductor (45). type insulated gate type field effect semiconductor (48) is provided;
An N-type junction field effect semiconductor (50) is provided in an N-type silicon region sandwiched between two P^+-type silicon regions (46),
P^+ type silicon region (42) and N type silicon region (4
3), and an N-type silicon substrate (41
) and the P^+ type silicon region (46) is used as a variable capacitance diode, and the P^+ type silicon region (42) is used as the drain (48) of the N type insulated gate field effect semiconductor (48).
49), and connects the N type silicon region (43) and the P^+ type silicon region (46) through their respective resistors.
It is characterized in that it is connected to the drain of a type insulated gate type field effect semiconductor (45), and N type and P type depression type insulated gate type field effect semiconductors and an N type junction type By changing the gate connection of the P-type insulated gate field-effect semiconductor from the drain side to the source side, the N-type and P-type insulated gate field-effect semiconductors act complementary to each other. Accordingly, a semiconductor device is characterized in that it interrupts overcurrent.
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