JPH0697739B2 - 過電圧保護回路 - Google Patents
過電圧保護回路Info
- Publication number
- JPH0697739B2 JPH0697739B2 JP1329710A JP32971089A JPH0697739B2 JP H0697739 B2 JPH0697739 B2 JP H0697739B2 JP 1329710 A JP1329710 A JP 1329710A JP 32971089 A JP32971089 A JP 32971089A JP H0697739 B2 JPH0697739 B2 JP H0697739B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- power supply
- npn transistor
- supply terminal
- transistor
- 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
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
- H02H9/04—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess voltage
- H02H9/043—Protection of over-voltage protection device by short-circuiting
Landscapes
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
- Electronic Switches (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、半導体集積回路に内蔵される過電圧保護回路
に係り、例えば自動車のバッテリーのロードダンプ対策
に使用されるものである。
に係り、例えば自動車のバッテリーのロードダンプ対策
に使用されるものである。
（従来の技術） 自動車用のバッテリーから電源電圧が供給される車載用
の半導体集積回路においては、バッテリーの電圧が所定
値以上に上昇した場合に内部回路を保護するため（ロー
ドダンプ対策）の過電圧保護回路が内蔵されており、従
来は第３図中に示すように構成されている。即ち、半導
体集積回路30には内部回路31を保護するための過電圧保
護回路32が内蔵されており、Vcc電源端子33は配線34に
より保護抵抗RDを介して自動車用のバッテリー35に接続
されている。上記内部回路31は、定格電圧内で動作する
ように設計されており、上記過電圧保護回路32は、Vcc
電源端子33と接地電位（GND）端子36との間に電圧クラ
ンプ用のNPNトランジスタＱのコレクタ・エミッタ間が
接続され、上記Vcc電源端子33とNPNトランジスタＱのベ
ースとの間に所望のクランプ電圧を生成するための複数
個のツェナーダイオードDZ…が直列にそれぞれ逆方向の
向きで接続されている。
の半導体集積回路においては、バッテリーの電圧が所定
値以上に上昇した場合に内部回路を保護するため（ロー
ドダンプ対策）の過電圧保護回路が内蔵されており、従
来は第３図中に示すように構成されている。即ち、半導
体集積回路30には内部回路31を保護するための過電圧保
護回路32が内蔵されており、Vcc電源端子33は配線34に
より保護抵抗RDを介して自動車用のバッテリー35に接続
されている。上記内部回路31は、定格電圧内で動作する
ように設計されており、上記過電圧保護回路32は、Vcc
電源端子33と接地電位（GND）端子36との間に電圧クラ
ンプ用のNPNトランジスタＱのコレクタ・エミッタ間が
接続され、上記Vcc電源端子33とNPNトランジスタＱのベ
ースとの間に所望のクランプ電圧を生成するための複数
個のツェナーダイオードDZ…が直列にそれぞれ逆方向の
向きで接続されている。
いま、バッテリー35の電圧が上昇した場合、ツェナーダ
イオードDZ…に逆方向の電流が流れNPNトランジスタＱ
がオンになり、Vcc電源端子33の電位が、NPNトランジス
タＱのベース・エミッタ間電圧VFおよびツェナーダイオ
ードDZ…の各ツェナー電圧VZ…の和（定格電圧V1）のレ
ベルに抑えられるので、内部回路31を過電圧から保護す
る。
イオードDZ…に逆方向の電流が流れNPNトランジスタＱ
がオンになり、Vcc電源端子33の電位が、NPNトランジス
タＱのベース・エミッタ間電圧VFおよびツェナーダイオ
ードDZ…の各ツェナー電圧VZ…の和（定格電圧V1）のレ
ベルに抑えられるので、内部回路31を過電圧から保護す
る。
第４図の特性は、上記過電圧保護動作におけるNPNトラ
ンジスタＱのコレクタ・エミッタ間電圧VCEとコレクタ
電流ICとの関係を示している。
ンジスタＱのコレクタ・エミッタ間電圧VCEとコレクタ
電流ICとの関係を示している。
しかし、上記したような過電圧保護に際して、Vcc電源
端子33と接続端子36との間の電圧（ここでは、NPNトラ
ンジスタＱのコレクタ・エミッタ間電圧VCE）定格電圧V
1にクランプされたとしても、このクランプに必要なNPN
トランジスタＱのコレクタ電流ICが大きくなる場合に、
このコレクタ電流ICがある値I1（図示Ａ点）を越えてそ
のまま増加すると、点線で図示する電圧クランプ用トラ
ンジスタＱの安全動作領域（ASO）を越えてしまい、電
圧クランプ用トランジスタＱの破壊、あるいは信頼性の
定価を招いてしまうおそれがある。この電圧クランプ用
トランジスタＱの信頼性を十分保証するためにそのサイ
ズを大きくしようとすると、経済的に不利になる。
端子33と接続端子36との間の電圧（ここでは、NPNトラ
ンジスタＱのコレクタ・エミッタ間電圧VCE）定格電圧V
1にクランプされたとしても、このクランプに必要なNPN
トランジスタＱのコレクタ電流ICが大きくなる場合に、
このコレクタ電流ICがある値I1（図示Ａ点）を越えてそ
のまま増加すると、点線で図示する電圧クランプ用トラ
ンジスタＱの安全動作領域（ASO）を越えてしまい、電
圧クランプ用トランジスタＱの破壊、あるいは信頼性の
定価を招いてしまうおそれがある。この電圧クランプ用
トランジスタＱの信頼性を十分保証するためにそのサイ
ズを大きくしようとすると、経済的に不利になる。
（発明が解決しようとする課題） 上記したように従来の過電圧保護回路は、過電圧保護に
際して電圧クランプに必要な電流が大きくなる場合に、
電圧クランプ用トランジスタのコレクタ電流が安全動作
領域を越えてしまい、電圧クランプ用トランジスタの破
壊、あるいは信頼性の低下を招いてしまうおそれがあ
る。
際して電圧クランプに必要な電流が大きくなる場合に、
電圧クランプ用トランジスタのコレクタ電流が安全動作
領域を越えてしまい、電圧クランプ用トランジスタの破
壊、あるいは信頼性の低下を招いてしまうおそれがあ
る。
本発明は、上記問題点を解決すべくなされたもので、そ
の目的は、過電圧保護に際して定格電圧以下にクランプ
するのに必要な電流が大きくなる場合でも、電圧クラン
プ用トランジスタの安全動作領域を越えない範囲内で大
きな電流を流すことが可能になり、電圧クランプ用トラ
ンジスタの破壊、あるいは信頼性の低下を招くことなく
内部回路を保護し得る過電圧保護回路を提供することに
ある。
の目的は、過電圧保護に際して定格電圧以下にクランプ
するのに必要な電流が大きくなる場合でも、電圧クラン
プ用トランジスタの安全動作領域を越えない範囲内で大
きな電流を流すことが可能になり、電圧クランプ用トラ
ンジスタの破壊、あるいは信頼性の低下を招くことなく
内部回路を保護し得る過電圧保護回路を提供することに
ある。
［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、半導体集積回路に内蔵され、半導体集積回路
の外部から電源が供給される電源端子と接地端子との間
に接続され、上記電源端子と接地端子との間の電圧を所
望の定格電圧以下にクランプして半導体集積回路の内部
回路を過電圧から保護するための過電圧保護回路におい
て、前記電源端子と接地端子との間に直列に接続された
抵抗および電圧クランプ用のNPNトランジスタと、前記
電源端子と電圧クランプ用のNPNトランジスタのベース
との間でそれぞれ逆方向の向きで直列に接続された複数
個の第１のツェナーダイオードと、同じく前記電源端子
と電圧クランプ用のNPNトランジスタのベースとの間に
接続されたスイッチ素子と、同じく前記電源端子と電圧
クランプ用のNPNトランジスタのベースとの間で上記ス
イッチ素子に直列に逆方向の向きで接続され、前記第１
のツェナーダイオードの個数より少数の第２のツェナー
ダイオードと、前記電源端子と接地端子との間に接続さ
れ、前記抵抗および電圧クランプ用のNPNトランジスタ
の接続点の電圧に応じて前記スイッチ素子をオン／オフ
制御するスイッチ制御回路とを具備することを特徴とす
る。
の外部から電源が供給される電源端子と接地端子との間
に接続され、上記電源端子と接地端子との間の電圧を所
望の定格電圧以下にクランプして半導体集積回路の内部
回路を過電圧から保護するための過電圧保護回路におい
て、前記電源端子と接地端子との間に直列に接続された
抵抗および電圧クランプ用のNPNトランジスタと、前記
電源端子と電圧クランプ用のNPNトランジスタのベース
との間でそれぞれ逆方向の向きで直列に接続された複数
個の第１のツェナーダイオードと、同じく前記電源端子
と電圧クランプ用のNPNトランジスタのベースとの間に
接続されたスイッチ素子と、同じく前記電源端子と電圧
クランプ用のNPNトランジスタのベースとの間で上記ス
イッチ素子に直列に逆方向の向きで接続され、前記第１
のツェナーダイオードの個数より少数の第２のツェナー
ダイオードと、前記電源端子と接地端子との間に接続さ
れ、前記抵抗および電圧クランプ用のNPNトランジスタ
の接続点の電圧に応じて前記スイッチ素子をオン／オフ
制御するスイッチ制御回路とを具備することを特徴とす
る。
（作用） 外部電源電圧が上昇した場合、複数個の第１のツェナー
ダイオードに逆方向の電流が流れて電圧クランプ用NPN
トランジスタがオン状態になり、電源端子の電位が、電
圧クランプ用NPNトランジスタのベース・エミッタ間電
圧および複数個の第１のツェナーダイオードの各ツェナ
ー電圧の電圧降下の和（定格電圧V1）のレベルに抑えら
れるので、内部回路を過電圧から保護する。外部電源電
圧がさらに上昇した場合、電源端子と接地端子との間の
電圧を定格電圧V1にクランプするのに必要な電圧クラン
プ用NPNトランジスタのコレクタ電流が、その安全動作
領域内の電流より大きくなること、抵抗の電圧降下が大
きくなり、スイッチ制御回路がスイッチ素子をオン状態
に制御するので、第２のツェナーダイオードに逆方向の
電流が流れ、電源端子の電位が、電圧クランプ用NPNト
ランジスタのベース・エミッタ間電圧および第２のツェ
ナーダイオードのツェナー電圧の和のレベルに抑えられ
るようになり、クランプ電圧は直ちに定格電圧V1からV2
へ移行する。この場合、第２のツェナーダイオードは第
１のツェナーダイオードの個数より少数であるので、V2
の値は定格電圧V1以下の値であり、内部回路を過電圧か
ら保護することが可能である。そして、クランプ電圧が
V2へ移行した状態で電圧クランプ用NPNトランジスタの
コレクタ電流が大きくなるが、この時のコレクタ電流は
電圧クランプ用NPNトランジスタの安全動作領域内の電
流である。
ダイオードに逆方向の電流が流れて電圧クランプ用NPN
トランジスタがオン状態になり、電源端子の電位が、電
圧クランプ用NPNトランジスタのベース・エミッタ間電
圧および複数個の第１のツェナーダイオードの各ツェナ
ー電圧の電圧降下の和（定格電圧V1）のレベルに抑えら
れるので、内部回路を過電圧から保護する。外部電源電
圧がさらに上昇した場合、電源端子と接地端子との間の
電圧を定格電圧V1にクランプするのに必要な電圧クラン
プ用NPNトランジスタのコレクタ電流が、その安全動作
領域内の電流より大きくなること、抵抗の電圧降下が大
きくなり、スイッチ制御回路がスイッチ素子をオン状態
に制御するので、第２のツェナーダイオードに逆方向の
電流が流れ、電源端子の電位が、電圧クランプ用NPNト
ランジスタのベース・エミッタ間電圧および第２のツェ
ナーダイオードのツェナー電圧の和のレベルに抑えられ
るようになり、クランプ電圧は直ちに定格電圧V1からV2
へ移行する。この場合、第２のツェナーダイオードは第
１のツェナーダイオードの個数より少数であるので、V2
の値は定格電圧V1以下の値であり、内部回路を過電圧か
ら保護することが可能である。そして、クランプ電圧が
V2へ移行した状態で電圧クランプ用NPNトランジスタの
コレクタ電流が大きくなるが、この時のコレクタ電流は
電圧クランプ用NPNトランジスタの安全動作領域内の電
流である。
上記したような動作（サイリスタ動作）は可逆的であ
り、外部電源電圧が低下して電圧クランプ用NPNトラン
ジスタのコレクタ電流が減少した場合には、自動的に通
常動作状態に戻るので、特別のリセット（電源遮断）操
作を必要としない。
り、外部電源電圧が低下して電圧クランプ用NPNトラン
ジスタのコレクタ電流が減少した場合には、自動的に通
常動作状態に戻るので、特別のリセット（電源遮断）操
作を必要としない。
（実施例） 以下、図面を参照して本発明の一実施例を詳細に説明す
る。
る。
第１図は、例えば自動車用のバッテリー11およびこれか
ら配線12、保護抵抗RDを通してVcc電源電圧が供給され
る車載用の半導体集積回路10の一部を示している。
ら配線12、保護抵抗RDを通してVcc電源電圧が供給され
る車載用の半導体集積回路10の一部を示している。
上記半導体集積回路10において、13は外部から電源が供
給されるVcc電源端子、14は接地端子、15は定格電圧内
で動作するように設計された内部回路、16は上記Vcc電
源端子13と接地端子14との間の電圧を所望の定格電圧以
下にクランプして上記内部回路15を過電圧から保護する
ための過電圧保護回路である。
給されるVcc電源端子、14は接地端子、15は定格電圧内
で動作するように設計された内部回路、16は上記Vcc電
源端子13と接地端子14との間の電圧を所望の定格電圧以
下にクランプして上記内部回路15を過電圧から保護する
ための過電圧保護回路である。
上記過電圧保護回路16は、前記Vcc電源端子13と接地端1
4子との間に直列に接続された微小抵抗である第１の抵
抗R1および電圧クランプ用のNPNトランジスタ（例えば
ダーリントン接続された第１のNPNトランジスタQN1およ
び第２のNPNトランジスタQN2からなる。）と、前記Vcc
電源端子13と第２のNPNトランジスタQN2のベースとの間
でそれぞれ逆方向の向きで直列に接続された複数個（本
例では２個）の第１のツェナーダイオードD11、D12およ
び第２の抵抗R2と、同じく前記Vcc電源端子13と前記第
２のNPNトランジスタQN2のベースとの間に接続されたス
イッチ素子（例えば第１のPNPトランジスタQP1）と、同
じく前記Vcc電源端子13と前記第のNPNトランジスタQN2
のベースとの間で上記第１のPNPトランジスタQP1に直列
に逆方向の向きで接続され、前記第１のツェナーダイオ
ードD11、D12の個数より少数（本例では１個）の第２の
ツェナーダイオードD2と、前記第２のNPNトランジスタQ
N2のベースと接地端子14との間に接続された第３の抵抗
R3と、前記第１のNPNトランジスタQN1のベースと接地端
子14との間に接続された第４の抵抗R4と、前記Vcc電源
端子13と接地端子14との間に接続され、前記第１の抵抗
R1および前記第２のNPNトランジスタQN2の接続点の電圧
に応じて前記第１のPNPトランジスタQP1をオン／オフ制
御するスイッチ制御回路17とからなる。
4子との間に直列に接続された微小抵抗である第１の抵
抗R1および電圧クランプ用のNPNトランジスタ（例えば
ダーリントン接続された第１のNPNトランジスタQN1およ
び第２のNPNトランジスタQN2からなる。）と、前記Vcc
電源端子13と第２のNPNトランジスタQN2のベースとの間
でそれぞれ逆方向の向きで直列に接続された複数個（本
例では２個）の第１のツェナーダイオードD11、D12およ
び第２の抵抗R2と、同じく前記Vcc電源端子13と前記第
２のNPNトランジスタQN2のベースとの間に接続されたス
イッチ素子（例えば第１のPNPトランジスタQP1）と、同
じく前記Vcc電源端子13と前記第のNPNトランジスタQN2
のベースとの間で上記第１のPNPトランジスタQP1に直列
に逆方向の向きで接続され、前記第１のツェナーダイオ
ードD11、D12の個数より少数（本例では１個）の第２の
ツェナーダイオードD2と、前記第２のNPNトランジスタQ
N2のベースと接地端子14との間に接続された第３の抵抗
R3と、前記第１のNPNトランジスタQN1のベースと接地端
子14との間に接続された第４の抵抗R4と、前記Vcc電源
端子13と接地端子14との間に接続され、前記第１の抵抗
R1および前記第２のNPNトランジスタQN2の接続点の電圧
に応じて前記第１のPNPトランジスタQP1をオン／オフ制
御するスイッチ制御回路17とからなる。
上記スイッチ制御回路17は、前記Vcc電源端子13にエミ
ッタが接続され、ベース・コレクタ相互が接続された第
２のPNPトランジスタQP2と、この第２のPNPトランジス
タQP2とベース相互が接続され、エミッタが前記第１の
抵抗R1を介して前記Vcc電源端子13に接続点に接続され
ている第３のPNPトランジスタQP3と、上記第２のPNPト
ランジスタQP2とコレクタ相互が接続され、コレクタ・
ベース相互が接続された第３のNPNトランジスタQN3と、
上記第３のPNPトランジスタQP3とコレクタ相互が接続さ
れ、上記第３のNPNトランジスタQN3とベース相互および
エミッタ相互が接続された第４のNPNトランジスタQN4
と、上記第３のNPNトランジスタQN3および第４のNPNト
ランジスタQN4のエミッタ共通接続点と接地端子との間
に接続された定電流源18とからなり、上記第３のPNPト
ランジスタQP3および第４のNPNトランジスタQN4のコレ
クタ相互接続点が前記第１のPNPトランジスタQP1のベー
スに接続されている。
ッタが接続され、ベース・コレクタ相互が接続された第
２のPNPトランジスタQP2と、この第２のPNPトランジス
タQP2とベース相互が接続され、エミッタが前記第１の
抵抗R1を介して前記Vcc電源端子13に接続点に接続され
ている第３のPNPトランジスタQP3と、上記第２のPNPト
ランジスタQP2とコレクタ相互が接続され、コレクタ・
ベース相互が接続された第３のNPNトランジスタQN3と、
上記第３のPNPトランジスタQP3とコレクタ相互が接続さ
れ、上記第３のNPNトランジスタQN3とベース相互および
エミッタ相互が接続された第４のNPNトランジスタQN4
と、上記第３のNPNトランジスタQN3および第４のNPNト
ランジスタQN4のエミッタ共通接続点と接地端子との間
に接続された定電流源18とからなり、上記第３のPNPト
ランジスタQP3および第４のNPNトランジスタQN4のコレ
クタ相互接続点が前記第１のPNPトランジスタQP1のベー
スに接続されている。
次に、上記構成の過電圧保護回路16における動作につい
て、第２図を参照しながら説明する。
て、第２図を参照しながら説明する。
通常動作状態では、第１のツェナーダイオードD11、D12
はオフ状態であり、電圧クランプ用のNPNトランジスタ
（QN1、QN2）もオフ状態になっている。この場合、第３
のPNPトランジスタQP3はVcc電源端子13から第１の抵抗R
1を介して所要のベース駆動電源が供給されてオン状態
（コレクタ電流は前記定電流源18の電流の1/2であ
る。）になり、第１のPNPトランジスタQP1を駆動するベ
ース電流がないので、このトランジスタQP1はオフ状態
になっている。
はオフ状態であり、電圧クランプ用のNPNトランジスタ
（QN1、QN2）もオフ状態になっている。この場合、第３
のPNPトランジスタQP3はVcc電源端子13から第１の抵抗R
1を介して所要のベース駆動電源が供給されてオン状態
（コレクタ電流は前記定電流源18の電流の1/2であ
る。）になり、第１のPNPトランジスタQP1を駆動するベ
ース電流がないので、このトランジスタQP1はオフ状態
になっている。
いま、バッテリー11の電圧が上昇した場合、第１のツェ
ナーダイオードD11、D12に逆方向の電流が流れて電圧ク
ランプ用のNPNトランジスタ（QN1、QN2）がオン状態に
なり、Vcc電源端子13の電圧が、電圧クランプ用のNPNト
ランジスタ（QN1、QN2）のベース・エミッタ間電圧VFお
よび第１のツェナーダイオードD11、D12の各ツェナー電
圧VZ…および第２の抵抗R2の電圧降下の和（定格電圧V1
のレベルに抑えられるので、内部回路15を過電圧から保
護する。
ナーダイオードD11、D12に逆方向の電流が流れて電圧ク
ランプ用のNPNトランジスタ（QN1、QN2）がオン状態に
なり、Vcc電源端子13の電圧が、電圧クランプ用のNPNト
ランジスタ（QN1、QN2）のベース・エミッタ間電圧VFお
よび第１のツェナーダイオードD11、D12の各ツェナー電
圧VZ…および第２の抵抗R2の電圧降下の和（定格電圧V1
のレベルに抑えられるので、内部回路15を過電圧から保
護する。
そして、バッテリー11の電圧がさらに上昇した場合、Vc
c電源端子13と接地端子14との間の電圧を定格電圧V1に
クランプするのに必要な第１のNPNトランジスタQN1のコ
レクタ電流ICが、第１のNPNトランジスタQN1の安全動作
領域内の電流I2（図示Ｂ点）より大きくなると、第１の
抵抗R1の電圧降下が大きくなるので、第３のPNPトラン
ジスタQP3はエミッタ・ベース間電圧が小さくなり、そ
のコレクタ電流が減少する。これにより、第１のPNPト
ランジスタQP1のベースに電流が流れ始め、この第１のP
NPトランジスタQP1がオン状態になり、第２のツェナー
ダイオードD2に逆方向の電流が流れ、Vcc電源端子13の
電位が、電圧クランプ用のNPNトランジスタ（QN1、QN
2）のベース・エミッタ間電圧VFおよび第２のツェナー
ダイオードD2のツェナー電圧VZおよび第１のPNPトラン
ジスタQP1のコレクタ・エミッタ間電圧の和V2（図示Ｃ
点）のレベルに抑えられるようになり、クランプ電圧は
直ちに定格電圧V1からV2へ移行する。この場合、第２の
ツェナーダイオードD2は第１のツェナーダイオードD
11、D12の個数より少数であるので、V2の値は定格電圧V
1以下の値であり、内部回路15を過電圧から保護するこ
とが可能であり、この時の第１のNPNトランジスタQN1の
コレクタ電流ICは前記Ｂ点のコレクタ電流I2とほぼ等し
い値である。そして、クランプ電圧がV2へ移行した状態
で第１のNPNトランジスタQN1のコレクタ電流ICが大きく
なるが、この時のコレクタ電流ICは第１のNPNトランジ
スタQN1の安全動作領域内の電流である。
c電源端子13と接地端子14との間の電圧を定格電圧V1に
クランプするのに必要な第１のNPNトランジスタQN1のコ
レクタ電流ICが、第１のNPNトランジスタQN1の安全動作
領域内の電流I2（図示Ｂ点）より大きくなると、第１の
抵抗R1の電圧降下が大きくなるので、第３のPNPトラン
ジスタQP3はエミッタ・ベース間電圧が小さくなり、そ
のコレクタ電流が減少する。これにより、第１のPNPト
ランジスタQP1のベースに電流が流れ始め、この第１のP
NPトランジスタQP1がオン状態になり、第２のツェナー
ダイオードD2に逆方向の電流が流れ、Vcc電源端子13の
電位が、電圧クランプ用のNPNトランジスタ（QN1、QN
2）のベース・エミッタ間電圧VFおよび第２のツェナー
ダイオードD2のツェナー電圧VZおよび第１のPNPトラン
ジスタQP1のコレクタ・エミッタ間電圧の和V2（図示Ｃ
点）のレベルに抑えられるようになり、クランプ電圧は
直ちに定格電圧V1からV2へ移行する。この場合、第２の
ツェナーダイオードD2は第１のツェナーダイオードD
11、D12の個数より少数であるので、V2の値は定格電圧V
1以下の値であり、内部回路15を過電圧から保護するこ
とが可能であり、この時の第１のNPNトランジスタQN1の
コレクタ電流ICは前記Ｂ点のコレクタ電流I2とほぼ等し
い値である。そして、クランプ電圧がV2へ移行した状態
で第１のNPNトランジスタQN1のコレクタ電流ICが大きく
なるが、この時のコレクタ電流ICは第１のNPNトランジ
スタQN1の安全動作領域内の電流である。
上記したような動作（サイリスタ動作）は可逆的であ
り、バッテリー11の電圧が低下して第１のNPNトランジ
スタQN1のコレクタ電流ICが減少した場合には、動作点
は前記Ｃ点からＢ点へ自動的に移行するので、通常動作
状態に戻すための特別なリセット（電源遮断）操作を必
要としない。
り、バッテリー11の電圧が低下して第１のNPNトランジ
スタQN1のコレクタ電流ICが減少した場合には、動作点
は前記Ｃ点からＢ点へ自動的に移行するので、通常動作
状態に戻すための特別なリセット（電源遮断）操作を必
要としない。
即ち、上記実施例の過電圧保護回路16によれば、従来例
の過電圧保護回路ではクランプできないレベルまで外部
電源電圧が上昇しても、従来例の過電圧保護回路と同じ
サイズの電圧クランプ用のNPNトランジスタQN1の破壊、
あるいは信頼性の低下を招くことなく内部回路15を保護
することができる。この場合、電圧クランプ用のNPNト
ランジスタQN1のサイズを大きくすることなくその信頼
性を保証できるので、経済的にも有用である。
の過電圧保護回路ではクランプできないレベルまで外部
電源電圧が上昇しても、従来例の過電圧保護回路と同じ
サイズの電圧クランプ用のNPNトランジスタQN1の破壊、
あるいは信頼性の低下を招くことなく内部回路15を保護
することができる。この場合、電圧クランプ用のNPNト
ランジスタQN1のサイズを大きくすることなくその信頼
性を保証できるので、経済的にも有用である。
［発明の効果］ 上述したように本発明の過電圧保護回路によれば、過電
圧保護に際して定格電圧以下にクランプするのに必要な
電流が大きくなる場合でも、電圧クランプ用トランジス
タの安全動作領域を越えない範囲内で大きな電流を流す
ことが可能になり、電圧クランプ用トランジスタの破
壊、あるいは信頼性の低下を招くことなく内部回路を保
護することができるので、例えば自動車のバッテリーの
ロードダンプ対策に使用して好適である。
圧保護に際して定格電圧以下にクランプするのに必要な
電流が大きくなる場合でも、電圧クランプ用トランジス
タの安全動作領域を越えない範囲内で大きな電流を流す
ことが可能になり、電圧クランプ用トランジスタの破
壊、あるいは信頼性の低下を招くことなく内部回路を保
護することができるので、例えば自動車のバッテリーの
ロードダンプ対策に使用して好適である。
第１図は本発明の過電圧保護回路の一実施例を示す回路
図、第２図は第１図中の過電圧保護回路の過電圧保護動
作を示す特性図、第３図は従来の過電圧保護回路を示す
回路図、第４図は第３図中の過電圧保護回路の過電圧保
護動作を示す特性図である。 10……半導体集積回路、11……バッテリー、12……配
線、13……Vcc電源端子、14……接地端子、15……内部
回路、16……過電圧保護回路、17……スイッチ制御回
路、R1……抵抗、QN1,QN2……電圧クランプ用のNPNトラ
ンジスタ、D11,D12……第１のツェナーダイオード、D2
……第２のツェナーダイオード、QP1……スイッチ素子
（PNPトランジスタ）、RD……保護抵抗。
図、第２図は第１図中の過電圧保護回路の過電圧保護動
作を示す特性図、第３図は従来の過電圧保護回路を示す
回路図、第４図は第３図中の過電圧保護回路の過電圧保
護動作を示す特性図である。 10……半導体集積回路、11……バッテリー、12……配
線、13……Vcc電源端子、14……接地端子、15……内部
回路、16……過電圧保護回路、17……スイッチ制御回
路、R1……抵抗、QN1,QN2……電圧クランプ用のNPNトラ
ンジスタ、D11,D12……第１のツェナーダイオード、D2
……第２のツェナーダイオード、QP1……スイッチ素子
（PNPトランジスタ）、RD……保護抵抗。
Claims (1)
- 【請求項１】半導体集積回路に内蔵され、半導体集積回
路の外部から電源が供給される電源端子と接地端子との
間に接続され、上記電源端子と接地端子との間の電圧を
所望の定格電圧以下にクランプして半導体集積回路の内
部回路を過電圧から保護するための過電圧保護回路にお
いて、 前記電源端子と接地端子との間に直列に接続された抵抗
および電圧クランプ用のNPNトランジスタと、 前記電源端子と電圧クランプ用のNPNトランジスタのベ
ースとの間でそれぞれ逆方向の向きで直列に接続された
複数個の第１のツェナーダイオードと、 同じく前記電源端子と電圧クランプ用のNPNトランジス
タのベースとの間に接続されたスイッチ素子と、 同じく前記電源端子と電圧クランプ用のNPNトランジス
タのベースとの間で上記スイッチ素子に直列に逆方向の
向きで接続され、前記第１のツェナーダイオードの個数
より少数の第２のツェナーダイオードと、 前記電源端子と接地端子との間に接続され、前記抵抗お
よび電圧クランプ用のNPNトランジスタの接続点の電圧
に応じて前記スイッチ素子をオン／オフ制御するスイッ
チ制御回路 とを具備することを特徴とする過電圧保護回路。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1329710A JPH0697739B2 (ja) | 1989-12-21 | 1989-12-21 | 過電圧保護回路 |
| KR1019900020569A KR950001309B1 (ko) | 1989-12-21 | 1990-12-14 | 과전압 보호회로 |
| US07/631,425 US5091818A (en) | 1989-12-21 | 1990-12-21 | Overvoltage protecting circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1329710A JPH0697739B2 (ja) | 1989-12-21 | 1989-12-21 | 過電圧保護回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03191612A JPH03191612A (ja) | 1991-08-21 |
| JPH0697739B2 true JPH0697739B2 (ja) | 1994-11-30 |
Family
ID=18224407
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1329710A Expired - Fee Related JPH0697739B2 (ja) | 1989-12-21 | 1989-12-21 | 過電圧保護回路 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5091818A (ja) |
| JP (1) | JPH0697739B2 (ja) |
| KR (1) | KR950001309B1 (ja) |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5309076A (en) * | 1992-06-02 | 1994-05-03 | Nidec Corporation | Drive and control circuit for a brushless DC motor |
| EP0782236A1 (en) * | 1995-12-29 | 1997-07-02 | Co.Ri.M.Me. Consorzio Per La Ricerca Sulla Microelettronica Nel Mezzogiorno | Circuit for the protection against overcurrents in power electronic devices, and corresponding method |
| US6300750B1 (en) * | 2000-04-07 | 2001-10-09 | National Semiconductor Corporation | Shunt voltage regulator with self-contained thermal crowbar safety protection |
| US6429489B1 (en) | 2001-05-18 | 2002-08-06 | International Business Machines Corporation | Electrostatic discharge power clamp circuit |
| JP2003078361A (ja) * | 2001-08-31 | 2003-03-14 | Fujitsu Ltd | 電源回路及び半導体装置 |
| US6731486B2 (en) | 2001-12-19 | 2004-05-04 | Fairchild Semiconductor Corporation | Output-powered over-voltage protection circuit |
| JP3848265B2 (ja) * | 2003-01-21 | 2006-11-22 | ローム株式会社 | 電子装置 |
| JP2008532467A (ja) * | 2005-02-25 | 2008-08-14 | エルジー・ケム・リミテッド | ２次電池保護装置及び方法 |
| DE102005013687B3 (de) * | 2005-03-18 | 2005-12-01 | Atmel Germany Gmbh | ESD-Schutzschaltung für niedrige Spannungen |
| US7420355B2 (en) * | 2006-07-11 | 2008-09-02 | Artesyn Technologies, Inc. | DC-DC converter with over-voltage protection |
| US20080211438A1 (en) * | 2007-03-02 | 2008-09-04 | Textron Inc. | Fully Charged Battery Protection |
| TWI449287B (zh) * | 2011-12-19 | 2014-08-11 | Lextar Electronics Corp | 過電壓保護電路及驅動電路 |
| US9343899B2 (en) | 2013-10-03 | 2016-05-17 | Fisher Controls International Llc | Intrinsically safe voltage limiting shunt regulator circuit |
| US9203236B2 (en) | 2013-10-28 | 2015-12-01 | Fisher Controls International Llc | Intrinsically safe voltage clamping device |
| CN104615093B (zh) * | 2013-10-28 | 2018-04-20 | 费希尔控制国际公司 | 本质安全电压钳制设备 |
| US10431974B2 (en) * | 2016-08-22 | 2019-10-01 | Ge Aviation Systems, Llc | Surge protection circuit |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4334256A (en) * | 1980-04-04 | 1982-06-08 | Texas Instruments Incorporated | Automotive surge suppressor |
| IT1226438B (it) * | 1988-07-05 | 1991-01-15 | Sgs Thomson Microelectronics | Circuito elettronico con dispositivo di protezione da variazioni di tensione della batteria di alimentazione. |
-
1989
- 1989-12-21 JP JP1329710A patent/JPH0697739B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1990
- 1990-12-14 KR KR1019900020569A patent/KR950001309B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1990-12-21 US US07/631,425 patent/US5091818A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR950001309B1 (ko) | 1995-02-15 |
| US5091818A (en) | 1992-02-25 |
| KR910013720A (ko) | 1991-08-08 |
| JPH03191612A (ja) | 1991-08-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH0697739B2 (ja) | 過電圧保護回路 | |
| US5781389A (en) | Transistor protection circuit | |
| US4005342A (en) | Integrated circuit overvoltage protection circuit | |
| US4723191A (en) | Electronic voltage regulator for use in vehicles with protection against transient overvoltages | |
| JPH0350423B2 (ja) | ||
| JP2003273227A (ja) | 半導体集積回路装置 | |
| JPH027461A (ja) | 集積回路保護用回路装置 | |
| US5698887A (en) | Semiconductor protection circuit | |
| JPH02215163A (ja) | 集積回路保護用半導体装置 | |
| US5285346A (en) | Current driven control circuit for a power device | |
| US4333120A (en) | Transistor protection circuit | |
| JP2606604Y2 (ja) | 電子機器の保護回路 | |
| US5786972A (en) | Temperature-compensated voltage clamp with forced pass transistor voltage sharing | |
| EP0388896B1 (en) | Buffer circuit with an electrostatic protector | |
| JPH07122650A (ja) | 半導体装置 | |
| JPH08286771A (ja) | 半導体電子回路 | |
| EP0408124B1 (en) | Circuit for protection against negative overvoltages across the power supply of an integrated circuit comprising a power device with related control circuit | |
| JPH0521714A (ja) | 過電圧保護回路 | |
| JP2002271183A (ja) | 過電圧保護回路 | |
| JPH1074896A (ja) | 入力サージ保護回路 | |
| KR200235000Y1 (ko) | 철도차량용스위칭소자의과전류검출회로 | |
| JPH1146439A (ja) | サージ保護回路 | |
| JPH0964281A (ja) | 集積回路の静電気保護回路 | |
| JPH10200056A (ja) | バイポーラｉｃ | |
| JP3023484U (ja) | 電源回路の出力電圧制御回路における過電流保護回路 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |